Hoje estamos descobrindo como decifrar um audiograma. Svetlana Leonidovna Kovalenko, médica da mais alta categoria de qualificação, fonoaudióloga-otorrinolaringologista pediátrica chefe de Krasnodar, candidata às ciências médicas, nos ajuda nisso..
Resumo
O artigo acabou sendo extenso e detalhado - para entender como decifrar um audiograma, você deve primeiro se familiarizar com os termos básicos da audiometria e ver exemplos. Se você não tem muito tempo para ler e entender os detalhes, o card abaixo é um resumo do artigo.
Um audiograma é um gráfico das sensações auditivas do paciente. Ajuda a diagnosticar distúrbios auditivos. O audiograma possui dois eixos: horizontal - frequência (número de vibrações sonoras por segundo, expresso em hertz) e vertical - intensidade sonora (valor relativo, expresso em decibéis). O audiograma mostra a condução óssea (som que vibra para o ouvido interno através dos ossos do crânio) e a condução aérea (som que chega ao ouvido interno da maneira usual - através do ouvido externo e médio).
Durante a audiometria, o paciente recebe um sinal de diferentes frequências e intensidades e a magnitude do som mínimo que o paciente ouve é marcada com pontos. Cada ponto representa a intensidade sonora mínima na qual o paciente pode ouvir em uma frequência específica. Ao conectar os pontos, obtemos um gráfico, ou melhor, dois - um para a condução sonora óssea e outro para a condução sonora aérea.
A norma auditiva é quando os gráficos estão na faixa de 0 a 25 dB. A diferença entre os gráficos de condução óssea e aérea é chamada de intervalo aéreo-ósseo. Se o gráfico de condução óssea estiver normal e o gráfico de condução aérea estiver abaixo do normal (há um intervalo osso-ar), este é um indicador de perda auditiva condutiva. Se o gráfico de condução óssea seguir o gráfico de condução aérea e ambos estiverem abaixo da faixa normal, isso indica perda auditiva neurossensorial. Se o intervalo aéreo-ósseo estiver claramente definido e ambos os gráficos mostrarem distúrbios, isso significa perda auditiva mista.
Conceitos básicos de audiometria
Para entender como decifrar um audiograma, vejamos primeiro alguns termos e a própria técnica de audiometria.
O som tem duas características físicas principais: intensidade e frequência.
Intensidade sonoraé determinado pela força da pressão sonora, que é muito variável em humanos. Portanto, por conveniência, costuma-se usar valores relativos, como decibéis (dB) - esta é uma escala decimal de logaritmos.
A frequência de um tom é estimada pelo número de vibrações sonoras por segundo e é expressa em hertz (Hz). Convencionalmente, a faixa de frequências sonoras é dividida em baixa - abaixo de 500 Hz, média (fala) 500-4000 Hz e alta - 4000 Hz e acima.
Audiometria é a medida da acuidade auditiva. Esta técnica é subjetiva e requer feedback do paciente. O examinador (que realiza a pesquisa) dá um sinal por meio de um audiômetro, e o sujeito (cuja audição está sendo examinada) informa se ouve ou não esse som. Na maioria das vezes, ele aperta um botão para fazer isso, menos frequentemente levanta a mão ou acena com a cabeça e as crianças colocam os brinquedos em uma cesta.
Existem diferentes tipos de audiometria: limiar tonal, supralimiar e fala. Na prática, o mais utilizado é a audiometria tonal liminar, que determina o limiar mínimo de audição (o som mais baixo que uma pessoa pode ouvir, medido em decibéis (dB)) em diversas frequências (geralmente na faixa de 125 Hz a 8.000 Hz, menos frequentemente até 12.500 e até 20.000 Hz). Esses dados são anotados em formulário especial.
Um audiograma é um gráfico das sensações auditivas do paciente. Essas sensações podem depender tanto da própria pessoa, de seu estado geral, pressão arterial e intracraniana, humor, etc., quanto de fatores externos - fenômenos atmosféricos, ruídos na sala, distrações, etc.
Como construir um gráfico de audiograma
Para cada ouvido, a condução aérea (através de fones de ouvido) e a condução óssea (através de um vibrador ósseo colocado atrás da orelha) são medidas separadamente.
Condução aérea- é a audição direta do paciente, e a condução óssea é a audição humana, excluindo o sistema de condução do som (ouvido externo e médio), também é chamada de reserva da cóclea (ouvido interno).
Condução óssea devido ao fato de os ossos do crânio captarem as vibrações sonoras que entram no ouvido interno. Assim, se houver obstrução na orelha externa e média (qualquer condição patológica), a onda sonora atinge a cóclea graças à condução óssea.
Formulário de audiograma
No formulário de audiograma, na maioria das vezes as orelhas direita e esquerda são representadas separadamente e rotuladas (na maioria das vezes a orelha direita está à esquerda e a orelha esquerda está à direita), como nas Figuras 2 e 3. Às vezes, ambas as orelhas são marcadas na mesma forma, eles se distinguem pela cor (a orelha direita é sempre vermelha e a esquerda é azul), ou por símbolos (a direita é um círculo ou quadrado (0---0---0), e o da esquerda é uma cruz (x---x---x)). A condução aérea é sempre marcada com uma linha contínua e a condução óssea com uma linha tracejada.
Verticalmente, o nível de audição (intensidade do estímulo) é anotado em decibéis (dB) em passos de 5 ou 10 dB, de cima para baixo, começando em -5 ou -10 e terminando em 100 dB, menos frequentemente 110 dB, 120 dB . As frequências são marcadas horizontalmente, da esquerda para a direita, começando em 125 Hz, depois 250 Hz, 500 Hz, 1000 Hz (1 kHz), 2000 Hz (2 kHz), 4000 Hz (4 kHz), 6000 Hz (6 kHz), 8000 Hz (8 kHz), etc., pode haver algumas variações. Em cada frequência, o nível de audição é anotado em decibéis e, em seguida, os pontos são conectados para criar um gráfico. Quanto maior o gráfico, melhor será a audição.
Como decifrar um audiograma
Ao examinar um paciente, primeiro é necessário determinar o tema (nível) da lesão e o grau da deficiência auditiva. A audiometria realizada corretamente responde a ambas as perguntas.
A patologia auditiva pode estar ao nível da condução das ondas sonoras (o ouvido externo e médio são responsáveis por este mecanismo, tal perda auditiva é denominada condutiva ou condutiva); ao nível da orelha interna (aparelho receptor da cóclea), essa perda auditiva é neurossensorial (neurossensorial), às vezes há uma lesão combinada, essa perda auditiva é chamada de mista. Distúrbios ao nível das vias auditivas e do córtex cerebral são extremamente raros, e então falam de perda auditiva retrococlear.
Os audiogramas (gráficos) podem ser ascendentes (na maioria das vezes com perda auditiva condutiva), descendentes (geralmente com perda auditiva neurossensorial), horizontais (planos), bem como outra configuração. O espaço entre o gráfico de condução óssea e o gráfico de condução aérea é o intervalo osso-ar. É utilizado para determinar com que tipo de perda auditiva estamos lidando: neurossensorial, condutiva ou mista.
Se o gráfico do audiograma estiver na faixa de 0 a 25 dB para todas as frequências testadas, a pessoa é considerada com audição normal. Se o gráfico do audiograma diminuir, isso é uma patologia. A gravidade da patologia é determinada pelo grau da perda auditiva. Existem diferentes cálculos para o grau de perda auditiva. Porém, a mais utilizada é a classificação internacional de perdas auditivas, que calcula a média aritmética da perda auditiva em 4 frequências principais (as mais importantes para a percepção da fala): 500 Hz, 1.000 Hz, 2.000 Hz e 4.000 Hz.
1 grau de perda auditiva— violação entre 26 e 40 dB,
2º grau - violação na faixa de 41 a 55 dB,
3º grau - violação 56−70 dB,
4º grau - 71-90 dB e acima de 91 dB - zona de surdez.
O grau 1 é definido como leve, o 2 é moderado, o 3 e o 4 são graves e a surdez é extremamente grave.
Se a condução sonora óssea estiver normal (0-25 dB) e a condução aérea estiver prejudicada, este é um indicador perda auditiva condutiva. Nos casos em que a condução óssea e aérea estão prejudicadas, mas há um intervalo osso-ar, o paciente tipo misto de perda auditiva(distúrbios no ouvido médio e interno). Se a condução sonora óssea repetir a condução aérea, então isso perda de audição neurosensorial. Porém, ao determinar a condução sonora óssea, é necessário lembrar que frequências baixas (125 Hz, 250 Hz) dão o efeito de vibração e o sujeito pode confundir essa sensação com auditiva. Portanto, é necessário ser crítico em relação ao intervalo aéreo-ósseo nessas frequências, especialmente com graus severos de perda auditiva (graus 3-4 e surdez).
A perda auditiva condutiva raramente é grave, na maioria das vezes perda auditiva de grau 1-2. As exceções são doenças inflamatórias crônicas do ouvido médio, após intervenções cirúrgicas no ouvido médio, etc., anomalias congênitas do ouvido externo e médio (microotia, atresia dos canais auditivos externos, etc.), bem como na otosclerose.
A Figura 1 é um exemplo de audiograma normal: condução aérea e óssea dentro de 25 dB em toda a faixa de frequências estudadas em ambos os lados.
As Figuras 2 e 3 mostram exemplos típicos de perda auditiva condutiva: a condução óssea está dentro dos limites normais (0-25 dB), mas a condução aérea está prejudicada, há um intervalo osso-ar.
Arroz. 2. Audiograma de paciente com perda auditiva condutiva bilateral.
Para calcular o grau da perda auditiva, some 4 valores – intensidade sonora em 500, 1.000, 2.000 e 4.000 Hz e divida por 4 para obter a média aritmética. Chegamos à direita: em 500Hz - 40dB, 1000Hz - 40dB, 2000Hz - 40dB, 4000Hz - 45dB, no total - 165 dB. Dividir por 4 é igual a 41,25 dB. De acordo com a classificação internacional, trata-se de perda auditiva de grau 2. Determinamos a perda auditiva à esquerda: 500Hz - 40dB, 1000Hz - 40 dB, 2000Hz - 40 dB, 4000Hz - 30dB = 150, dividindo por 4, obtemos 37,5 dB, o que corresponde a 1 grau de perda auditiva. Com base neste audiograma, pode-se tirar a seguinte conclusão: perda auditiva condutiva bilateral à direita, 2º grau, à esquerda, 1º grau.
Arroz. 3. Audiograma de paciente com perda auditiva condutiva bilateral.
Realizamos operação semelhante para a Figura 3. Grau de perda auditiva à direita: 40+40+30+20=130; 130:4=32,5, ou seja, 1 grau de perda auditiva. À esquerda, respectivamente: 45+45+40+20=150; 150:4=37,5, que também é 1 grau. Assim, podemos tirar a seguinte conclusão: perda auditiva condutiva bilateral de 1 grau.
Exemplos de perda auditiva neurossensorial são as Figuras 4 e 5. Elas mostram que a condução óssea segue a condução aérea. Além disso, na Figura 4, a audição na orelha direita é normal (dentro de 25 dB), e na esquerda há perda auditiva neurossensorial, com lesão predominante de altas frequências.
Arroz. 4. Audiograma de paciente com perda auditiva neurossensorial à esquerda, orelha direita normal.
Calculamos o grau de perda auditiva para a orelha esquerda: 20+30+40+55=145; 145:4=36,25, o que corresponde a 1 grau de perda auditiva. Conclusão: perda auditiva neurossensorial esquerda de 1º grau.
Arroz. 5. Audiograma de paciente com perda auditiva neurossensorial bilateral.
Para este audiograma, é indicativo a ausência de condução óssea à esquerda. Isto é explicado pelas limitações dos dispositivos (a intensidade máxima do vibrador ósseo é de 45 a 70 dB). Calculamos o grau da perda auditiva: à direita: 20+25+40+50=135; 135:4=33,75, que corresponde a 1 grau de perda auditiva; esquerda - 90+90+95+100=375; 375:4=93,75, o que corresponde à surdez. Conclusão: perda auditiva neurossensorial bilateral de 1º grau à direita, surdez à esquerda.
O audiograma para perda auditiva mista é mostrado na Figura 6.
Figura 6. Existem distúrbios na condução sonora aérea e óssea. O intervalo aéreo-ósseo está claramente definido.
O grau da perda auditiva é calculado de acordo com a classificação internacional, que é uma média aritmética de 31,25 dB para a orelha direita e 36,25 dB para a orelha esquerda, o que corresponde a 1 grau de perda auditiva. Conclusão: perda auditiva bilateral de 1º grau do tipo mista.
Eles fizeram um audiograma. E então?
Concluindo, deve-se ressaltar que a audiometria não é o único método de estudo da audição. Via de regra, para estabelecer o diagnóstico final é necessário um exame audiológico abrangente que, além da audiometria, inclui medidas de impedância acústica, emissões otoacústicas, potenciais evocados auditivos e testes auditivos por meio de fala sussurrada e falada. Além disso, em alguns casos, o exame audiológico deve ser complementado com outros métodos de pesquisa, bem como com o envolvimento de especialistas em especialidades afins.
Após o diagnóstico dos distúrbios auditivos, é necessário resolver questões de tratamento, prevenção e reabilitação dos pacientes com deficiência auditiva.
O tratamento mais promissor é para perda auditiva condutiva. A escolha da direção do tratamento: medicação, fisioterapia ou cirurgia é determinada pelo médico assistente. No caso da perda auditiva neurossensorial, a melhora ou restauração da audição só é possível na sua forma aguda (com duração da perda auditiva não superior a 1 mês).
Nos casos de perda auditiva persistente e irreversível, o médico determina os métodos de reabilitação: prótese auditiva ou implante coclear. Esses pacientes devem ser observados por um fonoaudiólogo pelo menos 2 vezes ao ano e, para evitar a progressão da perda auditiva, receber cursos de tratamento medicamentoso.
Vale a pena falar um pouco mais detalhadamente sobre o tema áudio sobre a audição humana. Quão subjetiva é a nossa percepção? É possível testar sua audição? Hoje você aprenderá a maneira mais fácil de descobrir se sua audição corresponde totalmente aos valores da tabela.
Sabe-se que a pessoa média é capaz de perceber ondas acústicas com os órgãos auditivos na faixa de 16 a 20.000 Hz (dependendo da fonte - 16.000 Hz). Essa faixa é chamada de faixa audível.
| 20Hz | Um zumbido que só é sentido, mas não ouvido. É reproduzido principalmente por sistemas de áudio de última geração, portanto, em caso de silêncio, a culpa é sua |
| 30Hz | Se você não consegue ouvir, provavelmente há problemas de reprodução novamente |
| 40Hz | Será audível em alto-falantes econômicos e de preço médio. Mas é muito tranquilo |
| 50Hz | O zumbido da corrente elétrica. Deve ser audível |
| 60Hz | Audível (como tudo até 100 Hz, bastante tangível devido ao reflexo do canal auditivo) mesmo através dos fones de ouvido e alto-falantes mais baratos |
| 100Hz | O fim das baixas frequências. Início da faixa de audibilidade direta |
| 200Hz | Frequências médias |
| 500Hz | |
| 1kHz | |
| 2 kHz | |
| 5kHz | Início da faixa de alta frequência |
| 10kHz | Se esta frequência não for ouvida, é provável que haja sérios problemas auditivos. É necessária consulta médica |
| 12kHz | A incapacidade de ouvir esta frequência pode indicar um estágio inicial de perda auditiva. |
| 15kHz | Um som que algumas pessoas com mais de 60 anos não conseguem ouvir |
| 16kHz | Ao contrário da anterior, esta frequência não é ouvida por quase todas as pessoas a partir dos 60 anos |
| 17kHz | A frequência é problemática para muitos que já estão na meia-idade |
| 18kHz | Os problemas de audição nesta frequência são o início das alterações auditivas relacionadas à idade. Agora você é um adulto. :) |
| 19kHz | Limite a frequência da audição média |
| 20 kHz | Somente crianças podem ouvir esta frequência. É verdade |
»
Este teste é suficiente para lhe dar uma estimativa aproximada, mas se você não conseguir ouvir sons acima de 15 kHz, consulte um médico.
Observe que o problema de audibilidade de baixa frequência está provavelmente relacionado a .
Na maioria das vezes, a inscrição na caixa no estilo “Faixa reproduzível: 1–25.000 Hz” não é nem marketing, mas uma mentira descarada por parte do fabricante.
Infelizmente, as empresas não são obrigadas a certificar todos os sistemas de áudio, por isso é quase impossível provar que isso é mentira. Alto-falantes ou fones de ouvido podem reproduzir frequências limítrofes... A questão é como e em que volume.
Problemas de espectro acima de 15 kHz são um fenômeno bastante comum relacionado à idade que os usuários provavelmente encontrarão. Mas 20 kHz (os mesmos pelos quais os audiófilos lutam tanto) geralmente são ouvidos apenas por crianças menores de 8 a 10 anos de idade.
Basta ouvir todos os arquivos sequencialmente. Para um estudo mais detalhado, você pode tocar samples, começando pelo volume mínimo, aumentando-o gradativamente. Isso permitirá que você obtenha um resultado mais correto se sua audição já estiver levemente prejudicada (lembre-se que para perceber algumas frequências é necessário ultrapassar um determinado valor limite, que, por assim dizer, abre e ajuda o aparelho auditivo a ouvi-la).
Você ouve toda a faixa de frequência que é capaz?
O homem é verdadeiramente o mais inteligente dos animais que habitam o planeta. No entanto, nossas mentes muitas vezes nos privam de habilidades superiores, como perceber o que nos rodeia através do olfato, da audição e de outras sensações sensoriais. Assim, a maioria dos animais está muito à frente de nós no que diz respeito ao alcance auditivo. A faixa de audição humana é a faixa de frequências que o ouvido humano pode perceber. Vamos tentar entender como funciona o ouvido humano em relação à percepção sonora.
Alcance da audição humana em condições normais
Em média, o ouvido humano pode detectar e distinguir ondas sonoras na faixa de 20 Hz a 20 kHz (20.000 Hz). No entanto, à medida que a pessoa envelhece, a amplitude auditiva de uma pessoa diminui, em particular, o seu limite superior diminui. Nas pessoas mais velhas é geralmente muito mais baixa do que nos jovens, sendo que os bebés e as crianças apresentam as capacidades auditivas mais elevadas. A percepção auditiva de altas frequências começa a deteriorar-se a partir dos oito anos de idade.
Audição humana em condições ideais
No laboratório, o alcance auditivo de uma pessoa é determinado por meio de um audiômetro, que emite ondas sonoras de diferentes frequências, e fones de ouvido ajustados de acordo. Sob tais condições ideais, o ouvido humano pode detectar frequências na faixa de 12 Hz a 20 kHz.
Alcance auditivo em homens e mulheres
Existe uma diferença significativa entre o alcance auditivo de homens e mulheres. Verificou-se que as mulheres são mais sensíveis às altas frequências do que os homens. A percepção das baixas frequências está mais ou menos no mesmo nível em homens e mulheres.
Várias escalas para indicar o alcance auditivo
Embora a escala de frequência seja a escala mais comum para medir a faixa auditiva humana, ela também é frequentemente medida em pascal (Pa) e decibéis (dB). Porém, medir em pascais é considerado inconveniente, pois esta unidade envolve trabalhar com números muito grandes. Um microPascal é a distância percorrida por uma onda sonora durante a vibração, que é igual a um décimo do diâmetro de um átomo de hidrogênio. As ondas sonoras percorrem uma distância muito maior no ouvido humano, tornando difícil indicar o alcance da audição humana em pascais.
O som mais suave que pode ser detectado pelo ouvido humano é de aproximadamente 20 µPa. A escala de decibéis é mais fácil de usar porque é uma escala logarítmica que faz referência direta à escala Pa. Toma 0 dB (20 µPa) como ponto de referência e depois continua a comprimir esta escala de pressão. Assim, 20 milhões de μPa equivalem a apenas 120 dB. Acontece que o alcance do ouvido humano é de 0 a 120 dB.
O alcance auditivo varia significativamente de pessoa para pessoa. Portanto, para detectar a perda auditiva, é melhor medir a amplitude dos sons audíveis em relação a uma escala de referência, e não em relação a uma escala padronizada convencional. Os testes podem ser realizados utilizando instrumentos sofisticados de diagnóstico auditivo que podem determinar com precisão a extensão e diagnosticar as causas da perda auditiva.
Audição humana
Audição- a capacidade dos organismos biológicos de perceber sons com seus órgãos auditivos; uma função especial do aparelho auditivo, excitada por vibrações sonoras do ambiente, como ar ou água. Uma das sensações biológicas distantes, também chamada de percepção acústica. Fornecido pelo sistema sensorial auditivo.
A audição humana é capaz de ouvir sons que variam de 16 Hz a 22 kHz quando as vibrações são transmitidas pelo ar e até 220 kHz quando o som é transmitido através dos ossos do crânio. Essas ondas têm importante significado biológico, por exemplo, ondas sonoras na faixa de 300-4000 Hz correspondem à voz humana. Sons acima de 20.000 Hz têm pouca importância prática, pois desaceleram rapidamente; vibrações abaixo de 60 Hz são percebidas através do sentido vibratório. A faixa de frequências que uma pessoa é capaz de ouvir é chamada de faixa auditiva ou sonora; frequências mais altas são chamadas de ultrassom e frequências mais baixas são chamadas de infra-som.
A capacidade de distinguir frequências sonoras depende muito do indivíduo: idade, sexo, hereditariedade, suscetibilidade a doenças auditivas, formação e fadiga auditiva. Algumas pessoas são capazes de perceber sons de frequências relativamente altas - até 22 kHz e possivelmente mais altas.
Nos humanos, como na maioria dos mamíferos, o órgão da audição é o ouvido. Em vários animais, a percepção auditiva é realizada por meio de uma combinação de vários órgãos, que podem diferir significativamente em estrutura do ouvido dos mamíferos. Alguns animais são capazes de perceber vibrações acústicas que não são audíveis aos humanos (ultra-som ou infra-som). Os morcegos usam ultrassom para ecolocalização durante o vôo. Os cães são capazes de ouvir ultrassom, que é a função dos assobios silenciosos. Há evidências de que baleias e elefantes podem usar o infra-som para se comunicar.
Uma pessoa pode distinguir vários sons ao mesmo tempo devido ao fato de que pode haver várias ondas estacionárias na cóclea ao mesmo tempo.
O mecanismo de funcionamento do sistema auditivo:
Um sinal sonoro de qualquer natureza pode ser descrito por um determinado conjunto de características físicas:
frequência, intensidade, duração, estrutura de tempo, espectro, etc.Correspondem a certas sensações subjetivas que surgem quando o sistema auditivo percebe sons: volume, altura, timbre, batidas, consonância-dissonância, mascaramento, efeito estéreo de localização, etc.
As sensações auditivas estão relacionadas às características físicas de forma ambígua e não linear, por exemplo, a intensidade depende da intensidade do som, sua frequência, espectro, etc. Ainda no século passado foi estabelecida a lei de Fechner, confirmando que esta relação não é linear: “Sensações
são proporcionais à razão dos logaritmos do estímulo." Por exemplo, as sensações de uma mudança no volume estão principalmente associadas a uma mudança no logaritmo de intensidade, altura - com uma mudança no logaritmo de frequência, etc.Ele reconhece todas as informações sonoras que uma pessoa recebe do mundo exterior (representa aproximadamente 25% do total) com a ajuda do sistema auditivo e do trabalho das partes superiores do cérebro, traduz-as para o mundo de seu sensações e toma decisões sobre como reagir a elas.
Antes de começarmos a estudar o problema de como o sistema auditivo percebe o tom, detenhamo-nos brevemente no mecanismo de operação do sistema auditivo.
Muitos resultados novos e muito interessantes foram obtidos nesta direção.
O sistema auditivo é uma espécie de receptor de informações e consiste na parte periférica e nas partes superiores do sistema auditivo. Os processos de transformação dos sinais sonoros na parte periférica do analisador auditivo têm sido os mais estudados.Parte periférica
Trata-se de uma antena acústica que recebe, localiza, foca e amplifica o sinal sonoro;
- microfone;
- analisador de frequência e tempo;
- um conversor analógico-digital que converte um sinal analógico em impulsos nervosos binários - descargas elétricas.Uma visão geral do sistema auditivo periférico é mostrada na primeira figura. Normalmente, o sistema auditivo periférico é dividido em três partes: ouvido externo, médio e interno.
Ouvido externo consiste no pavilhão auricular e no canal auditivo, terminando em uma fina membrana chamada tímpano.
Os ouvidos externos e a cabeça são componentes de uma antena acústica externa que conecta (combina) o tímpano ao campo sonoro externo.
As principais funções das orelhas externas são a percepção binaural (espacial), a localização da fonte sonora e a amplificação da energia sonora, especialmente nas regiões de média e alta frequência.Canal auditivo É um tubo cilíndrico curvo de 22,5 mm de comprimento, que possui uma primeira frequência de ressonância de cerca de 2,6 kHz, portanto nesta faixa de frequência amplifica significativamente o sinal sonoro, e é aqui que se localiza a região de máxima sensibilidade auditiva.
Tímpano - um filme fino de 74 mícrons de espessura, em formato de cone, com a ponta voltada para o ouvido médio.
Nas frequências baixas ele se move como um pistão, nas frequências mais altas forma um complexo sistema de linhas nodais, que também é importante para amplificar o som.Ouvido médio- uma cavidade cheia de ar conectada à nasofaringe pela trompa de Eustáquio para equalizar a pressão atmosférica.
Quando a pressão atmosférica muda, o ar pode entrar ou sair do ouvido médio, de modo que o tímpano não responde a mudanças lentas na pressão estática - descida e subida, etc. Existem três pequenos ossículos auditivos no ouvido médio:
martelo, bigorna e estribo.
O martelo está preso ao tímpano em uma extremidade, a outra entra em contato com a bigorna, que está conectada ao estribo com a ajuda de um pequeno ligamento. A base do estribo está conectada à janela oval do ouvido interno.Ouvido médio executa as seguintes funções:
combinar a impedância do ambiente aéreo com o ambiente líquido da cóclea do ouvido interno; proteção contra sons altos (reflexo acústico); amplificação (mecanismo de alavanca), devido à qual a pressão sonora transmitida ao ouvido interno é amplificada em quase 38 dB em comparação com aquela que atinge o tímpano.Ouvido interno localizado no labirinto de canais do osso temporal e inclui o órgão do equilíbrio (aparelho vestibular) e a cóclea.
Lesma(cóclea) desempenha um papel importante na percepção auditiva. É um tubo de seção transversal variável, enrolado três vezes como a cauda de uma cobra. Quando desdobrado, tem 3,5 cm de comprimento. Por dentro, o caracol apresenta uma estrutura extremamente complexa. Ao longo de toda a sua extensão, é dividido por duas membranas em três cavidades: a escala do vestíbulo, a cavidade mediana e a escala do tímpano.
A transformação das vibrações mecânicas da membrana em impulsos elétricos discretos das fibras nervosas ocorre no órgão de Corti. Quando a membrana basilar vibra, os cílios das células ciliadas se dobram e isso gera um potencial elétrico, que causa um fluxo de impulsos nervosos elétricos que transportam todas as informações necessárias sobre o sinal sonoro recebido ao cérebro para posterior processamento e resposta.
As partes superiores do sistema auditivo (incluindo o córtex auditivo) podem ser consideradas como um processador lógico que identifica (decodifica) sinais sonoros úteis contra um fundo de ruído, agrupa-os de acordo com certas características, compara-os com imagens na memória, determina sua valor da informação e toma decisões sobre ações de resposta.
Tendo considerado a teoria da propagação e os mecanismos pelos quais as ondas sonoras surgem, é útil compreender como o som é “interpretado” ou percebido pelos humanos. Um órgão emparelhado, o ouvido, é responsável pela percepção das ondas sonoras no corpo humano. Ouvido humano- um órgão muito complexo que é responsável por duas funções: 1) percebe os impulsos sonoros 2) atua como aparelho vestibular de todo o corpo humano, determina a posição do corpo no espaço e proporciona a capacidade vital de manter o equilíbrio. O ouvido humano médio é capaz de detectar vibrações de 20 a 20.000 Hz, mas existem desvios para cima ou para baixo. Idealmente, a faixa de frequência audível é de 16 a 20.000 Hz, o que também corresponde a um comprimento de onda de 16 m a 20 cm. O ouvido é dividido em três componentes: ouvido externo, médio e interno. Cada uma dessas “divisões” desempenha sua própria função, mas todas as três divisões estão intimamente conectadas entre si e na verdade transmitem ondas sonoras entre si. 
Ouvido externo (externo)
O ouvido externo consiste no pavilhão auricular e no canal auditivo externo. A aurícula é uma cartilagem elástica de formato complexo, coberta por pele. Na parte inferior da aurícula existe um lóbulo, que consiste em tecido adiposo e também é coberto por pele. A aurícula atua como um receptor de ondas sonoras do espaço circundante. O formato especial da estrutura da orelha permite uma melhor captação dos sons, principalmente os sons da faixa média de frequência, responsável pela transmissão das informações da fala. Esse fato se deve em grande parte à necessidade evolutiva, já que a pessoa passa a maior parte de sua vida em comunicação oral com representantes de sua espécie. A aurícula humana está praticamente imóvel, ao contrário de um grande número de representantes da espécie animal, que utilizam os movimentos do ouvido para sintonizar com mais precisão a fonte sonora.
As dobras da orelha humana são desenhadas de forma a introduzir correções (pequenas distorções) quanto à localização vertical e horizontal da fonte sonora no espaço. É devido a esta característica única que uma pessoa é capaz de determinar com bastante clareza a localização de um objeto no espaço em relação a si mesma, guiada apenas pelo som. Este recurso também é conhecido pelo termo "localização de som". A principal função da orelha é captar o maior número possível de sons na faixa de frequência audível. O futuro destino das ondas sonoras “capturadas” é decidido no canal auditivo, cujo comprimento é de 25 a 30 mm. Nele, a parte cartilaginosa da aurícula externa passa para o osso, e a superfície da pele do canal auditivo é dotada de glândulas sebáceas e sulfurosas. No final do canal auditivo existe um tímpano elástico, ao qual chegam as vibrações das ondas sonoras, causando assim suas vibrações de resposta. O tímpano, por sua vez, transmite essas vibrações resultantes ao ouvido médio.
Ouvido médio
As vibrações transmitidas pelo tímpano entram em uma área do ouvido médio chamada “região timpânica”. Trata-se de uma área com volume de cerca de um centímetro cúbico na qual estão localizados três ossículos auditivos: martelo, bigorna e estribo. São esses elementos “intermediários” que desempenham a função mais importante: transmitir as ondas sonoras ao ouvido interno e simultaneamente amplificá-las. Os ossículos auditivos representam uma cadeia extremamente complexa de transmissão sonora. Todos os três ossos estão intimamente ligados entre si, bem como ao tímpano, devido ao qual as vibrações são transmitidas “ao longo da cadeia”. Na abordagem da região do ouvido interno existe uma janela do vestíbulo, que é bloqueada pela base do estribo. Para equalizar a pressão em ambos os lados do tímpano (por exemplo, em caso de alterações na pressão externa), a área do ouvido médio é conectada à nasofaringe através da trompa de Eustáquio. Todos conhecemos bem o efeito de ouvidos entupidos, que ocorre justamente por causa desse ajuste fino. Do ouvido médio, as vibrações sonoras, já amplificadas, entram na região do ouvido interno, a mais complexa e sensível.
Ouvido interno
A forma mais complexa é representada pelo ouvido interno, por isso chamado de labirinto. O labirinto ósseo inclui: vestíbulo, cóclea e canais semicirculares, bem como o aparelho vestibular, responsável pelo equilíbrio. A cóclea está diretamente relacionada à audição neste contexto. A cóclea é um canal membranoso em forma de espiral preenchido com líquido linfático. No interior, o canal é dividido em duas partes por outra partição membranosa denominada “membrana principal”. Esta membrana consiste em fibras de vários comprimentos (mais de 24.000 no total), esticadas como cordas, cada corda ressoando com seu som específico. O canal é dividido por uma membrana nas escalas superior e inferior, comunicando-se no ápice da cóclea. Na extremidade oposta, o canal se conecta ao aparelho receptor do analisador auditivo, que é coberto por minúsculas células ciliadas. Este dispositivo analisador auditivo também é chamado de “Órgão de Corti”. Quando as vibrações do ouvido médio entram na cóclea, o fluido linfático que preenche o canal também começa a vibrar, transmitindo vibrações à membrana principal. Nesse momento, entra em ação o aparelho analisador auditivo, cujas células ciliadas, localizadas em várias fileiras, transformam as vibrações sonoras em impulsos elétricos “nervosos”, que são transmitidos ao longo do nervo auditivo até a zona temporal do córtex cerebral. De uma forma tão complexa e ornamentada, a pessoa acabará por ouvir o som desejado.
Características de percepção e formação da fala
O mecanismo de formação da fala foi formado nos humanos ao longo de todo o estágio evolutivo. O significado dessa habilidade é transmitir informações verbais e não verbais. O primeiro carrega carga verbal e semântica, o segundo é responsável por transmitir o componente emocional. O processo de criação e percepção da fala inclui: formulação da mensagem; codificação em elementos de acordo com as regras da linguagem existente; ações neuromusculares transitórias; movimentos das cordas vocais; emissão de sinal acústico; Em seguida, entra em ação o ouvinte, realizando: análise espectral do sinal acústico recebido e seleção das características acústicas no sistema auditivo periférico, transmissão das características selecionadas via redes neurais, reconhecimento do código da linguagem (análise linguística), compreensão do significado da mensagem. 
O aparelho para gerar sinais de fala pode ser comparado a um instrumento de sopro complexo, mas a versatilidade e flexibilidade de configuração e a capacidade de reproduzir as menores sutilezas e detalhes não têm análogos na natureza. O mecanismo de formação de voz consiste em três componentes inextricáveis:
- Gerador- pulmões como reservatório de volume de ar. A energia do excesso de pressão é armazenada nos pulmões, depois pelo canal excretor, com o auxílio do sistema muscular, essa energia é retirada pela traqueia conectada à laringe. Nesta fase, o fluxo de ar é interrompido e modificado;
- Vibrador- consiste em cordas vocais. O fluxo também é afetado por jatos de ar turbulentos (criando tons de borda) e fontes pulsadas (explosões);
- Ressonador- inclui cavidades ressonantes de formato geométrico complexo (faringe, cavidades oral e nasal).
A totalidade do arranjo individual desses elementos forma o timbre único e individual da voz de cada pessoa individualmente.
A energia da coluna de ar é gerada nos pulmões, que criam um certo fluxo de ar durante a inspiração e a expiração devido à diferença na pressão atmosférica e intrapulmonar. O processo de acumulação de energia é realizado através da inspiração, o processo de liberação é caracterizado pela expiração. Isso ocorre devido à compressão e expansão do tórax, que é realizada com o auxílio de dois grupos musculares: intercostal e diafragma, com respiração profunda e canto, os músculos da imprensa abdominal, tórax e pescoço também se contraem; Quando você inspira, o diafragma se contrai e desce, a contração dos músculos intercostais externos levanta as costelas e as move para os lados, e o esterno para frente. Um aumento no tórax leva a uma queda na pressão dentro dos pulmões (em relação à pressão atmosférica), e esse espaço se enche rapidamente de ar. Ao expirar, os músculos relaxam correspondentemente e tudo volta ao estado anterior (o tórax volta ao estado original devido à sua própria gravidade, o diafragma sobe, o volume dos pulmões anteriormente expandidos diminui, a pressão intrapulmonar aumenta). A inalação pode ser descrita como um processo que requer gasto energético (ativo); a expiração é um processo de acumulação de energia (passivo). O controle do processo de respiração e formação da fala ocorre inconscientemente, mas ao cantar, o controle da respiração requer uma abordagem consciente e treinamento adicional de longo prazo.
A quantidade de energia que é posteriormente gasta na formação da fala e da voz depende do volume de ar armazenado e da quantidade de pressão adicional nos pulmões. A pressão máxima desenvolvida em um cantor de ópera treinado pode atingir 100-112 dB. Modulação do fluxo de ar pela vibração das cordas vocais e criação de excesso de pressão subfaríngea, esses processos ocorrem na laringe, que é uma espécie de válvula localizada no final da traqueia. A válvula desempenha uma dupla função: protege os pulmões de objetos estranhos e mantém alta pressão. É a laringe que atua como fonte da fala e do canto. A laringe é um conjunto de cartilagens conectadas por músculos. A laringe possui uma estrutura bastante complexa, cujo elemento principal é um par de cordas vocais. São as cordas vocais a principal (mas não a única) fonte de produção de voz ou “vibrador”. Durante esse processo, as cordas vocais começam a se mover, acompanhadas de fricção. Para se proteger contra isso, é secretada uma secreção mucosa especial, que atua como lubrificante. A formação dos sons da fala é determinada pelas vibrações dos ligamentos, o que leva à formação de um fluxo de ar exalado dos pulmões com um certo tipo de amplitude característica. Entre as pregas vocais existem pequenas cavidades que atuam como filtros acústicos e ressonadores quando necessário.
Características de percepção auditiva, segurança auditiva, limiares auditivos, adaptação, nível de volume correto
Como pode ser visto pela descrição da estrutura do ouvido humano, este órgão é muito delicado e de estrutura bastante complexa. Tendo este facto em conta, não é difícil determinar que este aparelho extremamente delicado e sensível possui um conjunto de limitações, limiares, etc. O sistema auditivo humano está adaptado para perceber sons baixos, bem como sons de média intensidade. A exposição prolongada a sons altos acarreta alterações irreversíveis nos limiares auditivos, bem como outros problemas auditivos, incluindo surdez completa. O grau de dano é diretamente proporcional ao tempo de exposição em um ambiente barulhento. Neste momento, o mecanismo de adaptação também entra em vigor - ou seja, Sob a influência de sons altos e prolongados, a sensibilidade diminui gradativamente, o volume percebido diminui e a audição se adapta.
A adaptação busca inicialmente proteger os órgãos auditivos de sons muito altos, porém, é a influência desse processo que na maioria das vezes obriga a pessoa a aumentar incontrolavelmente o nível de volume do sistema de áudio. A proteção é realizada graças ao mecanismo do ouvido médio e interno: o estribo é retraído da janela oval, protegendo assim contra sons excessivamente altos. Mas o mecanismo de proteção não é o ideal e possui um atraso de tempo, acionando apenas 30-40 ms após o início da chegada do som, e a proteção total não é alcançada mesmo após uma duração de 150 ms. O mecanismo de proteção é ativado quando o nível de volume ultrapassa 85 dB, enquanto a proteção em si é de até 20 dB. 
O mais perigoso, neste caso, pode ser considerado o fenômeno da “mudança do limiar auditivo”, que geralmente ocorre na prática como resultado da exposição prolongada a sons altos acima de 90 dB. O processo de restauração do sistema auditivo após tais efeitos nocivos pode durar até 16 horas. A mudança de limiar já começa em um nível de intensidade de 75 dB e aumenta proporcionalmente com o aumento do nível do sinal.
Ao considerar o problema do nível correto de intensidade sonora, a pior coisa a perceber é o fato de que os problemas (adquiridos ou congênitos) associados à audição são praticamente intratáveis em nossa era de medicina bastante avançada. Tudo isso deve levar qualquer pessoa sã a pensar em cuidar bem de sua audição, a menos, é claro, que planeje preservar sua integridade original e a capacidade de ouvir toda a faixa de frequência pelo maior tempo possível. Felizmente, nem tudo é tão assustador como pode parecer à primeira vista e, tomando uma série de precauções, você pode facilmente preservar a sua audição, mesmo na velhice. Antes de considerar estas medidas, é necessário lembrar uma característica importante da percepção auditiva humana. O aparelho auditivo percebe sons de forma não linear. Um fenômeno semelhante é o seguinte: se imaginarmos uma frequência de um tom puro, por exemplo 300 Hz, então a não linearidade se manifesta quando os harmônicos desta frequência fundamental aparecem na aurícula de acordo com o princípio logarítmico (se a frequência fundamental for considerada como f, então os harmônicos da frequência serão 2f, 3f etc. em ordem crescente). Essa não linearidade também é mais fácil de entender e é familiar para muitos sob o nome "distorções não lineares". Como tais harmônicos (sobretons) não aparecem no tom puro original, verifica-se que o próprio ouvido faz suas próprias correções e sobretons ao som original, mas eles só podem ser determinados como distorções subjetivas. Em níveis de intensidade abaixo de 40 dB, não ocorre distorção subjetiva. À medida que a intensidade aumenta de 40 dB, o nível de harmônicos subjetivos começa a aumentar, mas mesmo no nível de 80-90 dB sua contribuição negativa para o som é relativamente pequena (portanto, este nível de intensidade pode ser condicionalmente considerado uma espécie de “ meio-termo” no campo musical).
Com base nessas informações, você pode determinar facilmente um nível de volume seguro e aceitável que não prejudique os órgãos auditivos e ao mesmo tempo permitirá ouvir absolutamente todas as características e detalhes do som, por exemplo, no caso de trabalhando com um sistema “hi-fi”. Este nível de "média dourada" é de aproximadamente 85-90 dB. É nesta intensidade sonora que é possível ouvir tudo o que está contido no caminho de áudio, ao mesmo tempo que o risco de danos prematuros e perda auditiva é minimizado. Um nível de volume de 85 dB pode ser considerado quase totalmente seguro. Para compreender os perigos de ouvir alto e por que um nível de volume muito baixo não permite ouvir todas as nuances do som, vamos examinar esse problema com mais detalhes. Quanto aos níveis de volume baixos, a falta de conveniência (mas mais frequentemente de desejo subjetivo) de ouvir música em níveis baixos se deve aos seguintes motivos:
- Não linearidade da percepção auditiva humana;
- Características da percepção psicoacústica, que serão discutidas separadamente.
A não linearidade da percepção auditiva discutida acima tem um efeito significativo em qualquer volume abaixo de 80 dB. Na prática, fica assim: se você ligar a música em um nível baixo, por exemplo 40 dB, então a faixa de frequência média da composição musical será ouvida com mais clareza, seja a voz do intérprete ou os instrumentos tocando em esta faixa. Ao mesmo tempo, haverá uma clara falta de frequências baixas e altas, devido precisamente à não linearidade da percepção e também ao facto de diferentes frequências soarem em diferentes volumes. Assim, é óbvio que, para perceber totalmente a imagem inteira, o nível de intensidade da frequência deve estar alinhado tanto quanto possível a um único valor. Apesar do fato de que mesmo em um nível de volume de 85-90 dB não há equalização idealizada do volume de diferentes frequências, o nível torna-se aceitável para a audição normal do dia a dia. Quanto mais baixo for o volume ao mesmo tempo, mais claramente será percebida pelo ouvido a não linearidade característica, nomeadamente a sensação de ausência da quantidade adequada de altas e baixas frequências. Ao mesmo tempo, verifica-se que com tal não-linearidade é impossível falar seriamente sobre a reprodução de som “hi-fi” de alta fidelidade, porque a precisão da imagem sonora original será extremamente baixa nesta situação particular.
Se você se aprofundar nessas descobertas, fica claro por que ouvir música em volume baixo, embora seja o mais seguro do ponto de vista da saúde, é extremamente negativo para o ouvido devido à criação de imagens claramente implausíveis de instrumentos musicais e vozes. , e a falta de escala do palco sonoro. Em geral, a reprodução de música silenciosa pode ser utilizada como acompanhamento de fundo, mas é totalmente contra-indicado ouvir alta qualidade “hi-fi” em volume baixo, pelas razões acima expostas da impossibilidade de criar imagens naturalistas do palco sonoro, que foi formada pelo engenheiro de som em estúdio, na fase de gravação do som. Mas não só o volume baixo introduz certas restrições na percepção do som final; a situação é muito pior com o aumento do volume. É possível e bastante simples prejudicar a audição e reduzir significativamente a sensibilidade se você ouvir música em níveis acima de 90 dB por muito tempo. Estes dados baseiam-se num grande número de estudos médicos, concluindo que sons acima de 90 dB causam danos reais e quase irreparáveis à saúde. O mecanismo desse fenômeno está na percepção auditiva e nas características estruturais do ouvido. Quando uma onda sonora com intensidade acima de 90 dB entra no canal auditivo, os órgãos do ouvido médio entram em ação, causando um fenômeno denominado adaptação auditiva.
O princípio do que acontece neste caso é o seguinte: o estribo se afasta da janela oval e protege o ouvido interno de sons muito altos. Este processo é chamado reflexo acústico. Para o ouvido, isso é percebido como uma diminuição de sensibilidade de curto prazo, o que pode ser familiar para quem já assistiu a shows de rock em clubes, por exemplo. Após tal concerto, ocorre uma diminuição de curto prazo na sensibilidade, que após um certo período de tempo é restaurada ao seu nível anterior. Porém, a restauração da sensibilidade nem sempre acontece e depende diretamente da idade. Por trás de tudo isso está o grande perigo de ouvir música alta e outros sons cuja intensidade ultrapassa os 90 dB. A ocorrência de um reflexo acústico não é o único perigo “visível” de perda de sensibilidade auditiva. Quando expostos a sons muito altos por muito tempo, os cabelos localizados na região do ouvido interno (que respondem às vibrações) ficam muito desviados. Nesse caso, ocorre o efeito de que o cabelo responsável pela percepção de uma determinada frequência seja desviado sob a influência de vibrações sonoras de alta amplitude. A certa altura, esse cabelo pode se desviar demais e não poder voltar. Isto causará uma perda correspondente de sensibilidade em uma frequência específica!
O pior de toda essa situação é que as doenças do ouvido são praticamente intratáveis, mesmo com os métodos mais modernos conhecidos pela medicina. Tudo isso leva a certas conclusões sérias: sons acima de 90 dB são perigosos para a saúde e é quase certo que causam perda auditiva prematura ou uma diminuição significativa da sensibilidade. O que é ainda mais desagradável é que a propriedade de adaptação mencionada anteriormente entra em ação com o tempo. Este processo nos órgãos auditivos humanos ocorre de forma quase imperceptível, ou seja, uma pessoa que está perdendo lentamente a sensibilidade tem quase 100% de probabilidade de não perceber isso até que as próprias pessoas ao seu redor prestem atenção a perguntas constantes e repetidas, como: “O que você acabou de dizer?” A conclusão é extremamente simples: ao ouvir música, é de vital importância não permitir níveis de intensidade sonora superiores a 80-85 dB! Há também um lado positivo neste ponto: o nível de volume de 80-85 dB corresponde aproximadamente ao nível de gravação de música em ambiente de estúdio. É aqui que surge o conceito de “Meio Áureo”, acima do qual é melhor não subir se as questões de saúde tiverem alguma importância.
Mesmo ouvir música durante um curto período de tempo a um nível de 110-120 dB pode causar problemas de audição, por exemplo, durante um concerto ao vivo. Obviamente, às vezes é impossível ou muito difícil evitar isso, mas é extremamente importante tentar fazer isso para manter a integridade da percepção auditiva. Teoricamente, a exposição de curto prazo a sons altos (não superior a 120 dB), mesmo antes do início da “fadiga auditiva”, não acarreta consequências negativas graves. Mas, na prática, costuma haver casos de exposição prolongada a sons dessa intensidade. As pessoas ficam surdas sem perceber toda a extensão do perigo em um carro ao ouvir um sistema de áudio, em casa em condições semelhantes ou nos fones de ouvido de um reprodutor portátil. Por que isso acontece e o que faz com que o som fique cada vez mais alto? Existem duas respostas para esta questão: 1) A influência da psicoacústica, que será discutida separadamente; 2) A necessidade constante de “gritar” alguns sons externos com o volume da música. O primeiro aspecto do problema é bastante interessante e será discutido em detalhes mais adiante, mas o segundo lado do problema leva mais a pensamentos e conclusões negativas sobre uma compreensão errônea dos verdadeiros fundamentos da audição adequada do som de classe hi-fi.
Sem entrar em detalhes, a conclusão geral sobre ouvir música e o volume correto é a seguinte: ouvir música deve ocorrer em níveis de intensidade sonora não superiores a 90 dB, não inferiores a 80 dB em uma sala onde sons estranhos de externos fontes (tais como: conversas de vizinhos e outros ruídos fora da parede do apartamento; ruído da rua e ruído técnico se você estiver dentro de um carro, etc.). Gostaria de enfatizar de uma vez por todas que é precisamente se esses requisitos provavelmente rigorosos forem atendidos que será possível alcançar o tão esperado equilíbrio de volume, que não causará danos prematuros e indesejados aos órgãos auditivos, e também trará verdadeiro prazer desde ouvir suas obras musicais favoritas com os menores detalhes sonoros em altas e baixas frequências e precisão, o que é buscado pelo próprio conceito de som “hi-fi”.
Psicoacústica e características de percepção
Para responder da forma mais completa a algumas questões importantes relativas à percepção humana final da informação sonora, existe todo um ramo da ciência que estuda uma enorme variedade de tais aspectos. Esta seção é chamada de "psicoacústica". O fato é que a percepção auditiva não se esgota apenas no funcionamento dos órgãos auditivos. Após a percepção direta do som pelo órgão da audição (ouvido), entra em ação o mecanismo mais complexo e pouco estudado de análise das informações recebidas, que é de inteira responsabilidade do cérebro humano, que está desenhado dessa forma; que durante a operação gera ondas de uma determinada frequência, também designadas em Hertz (Hz). Diferentes frequências de ondas cerebrais correspondem a certos estados humanos. Assim, verifica-se que ouvir música ajuda a alterar a sintonia de frequência do cérebro, e isso é importante considerar ao ouvir composições musicais. Com base nesta teoria, existe também um método de terapia sonora que influencia diretamente o estado mental de uma pessoa. Existem cinco tipos de ondas cerebrais:
- Ondas delta (ondas abaixo de 4 Hz). Corresponde a um estado de sono profundo sem sonhos, embora haja uma completa ausência de sensações corporais.
- Ondas Teta (ondas de 4-7 Hz). Estado de sono ou meditação profunda.
- Ondas alfa (ondas 7-13 Hz). Estado de relaxamento e relaxamento durante a vigília, sonolência.
- Ondas beta (ondas 13-40 Hz). Estado de atividade, pensamento diário e atividade mental, excitação e cognição.
- Ondas gama (ondas acima de 40 Hz). Um estado de intensa atividade mental, medo, excitação e consciência.
A psicoacústica, como ramo da ciência, busca respostas para as questões mais interessantes relativas à percepção humana final da informação sonora. No processo de estudo deste processo, revela-se um grande número de factores, cuja influência ocorre invariavelmente tanto no processo de ouvir música como em qualquer outro caso de processamento e análise de qualquer informação sonora. Um psicoacústico estuda quase toda a variedade de influências possíveis, começando pelo estado emocional e mental de uma pessoa no momento da escuta, terminando nas características estruturais das cordas vocais (se estamos falando das peculiaridades de perceber todas as sutilezas de desempenho vocal) e o mecanismo de conversão do som em impulsos elétricos do cérebro. Os fatores mais interessantes e mais importantes (que são de vital importância levar em consideração sempre que você ouvir suas composições musicais favoritas, bem como ao construir um sistema de áudio profissional) serão discutidos mais adiante.
O conceito de consonância, consonância musical
A estrutura do sistema auditivo humano é única principalmente no mecanismo de percepção sonora, na não linearidade do sistema auditivo e na capacidade de agrupar sons por altura com um grau de precisão bastante alto. A característica mais interessante da percepção é a não linearidade do sistema auditivo, que se manifesta na forma do aparecimento de harmônicos adicionais inexistentes (no tom fundamental), especialmente manifestados em pessoas com ouvido musical ou absoluto. Se pararmos com mais detalhes e analisarmos todas as sutilezas da percepção do som musical, então o conceito de “consonância” e “dissonância” de vários acordes e intervalos sonoros pode ser facilmente distinguido. Conceito "consonância"é definido como um som consonantal (da palavra francesa “acordo”) e, consequentemente, vice-versa, "dissonância"- som discordante e discordante. Apesar da variedade de diferentes interpretações desses conceitos, características dos intervalos musicais, é mais conveniente utilizar a decodificação “musical-psicológica” dos termos: consonânciaé definido e sentido por uma pessoa como um som suave, agradável e confortável; dissonância por outro lado, pode ser caracterizado como um som que causa irritação, ansiedade e tensão. Tal terminologia é de natureza ligeiramente subjetiva e também, ao longo da história do desenvolvimento da música, intervalos completamente diferentes foram considerados “consoantes” e vice-versa.
Hoje em dia, estes conceitos também são difíceis de perceber de forma inequívoca, uma vez que existem diferenças entre pessoas com diferentes preferências e gostos musicais, e não existe um conceito de harmonia geralmente aceite e acordado. A base psicoacústica para a percepção de vários intervalos musicais como consoantes ou dissonantes depende diretamente do conceito de “faixa crítica”. Banda crítica- esta é uma certa largura de banda dentro da qual as sensações auditivas mudam drasticamente. A largura das bandas críticas aumenta proporcionalmente com o aumento da frequência. Portanto, a sensação de consonâncias e dissonâncias está diretamente relacionada à presença de faixas críticas. O órgão auditivo humano (ouvido), como mencionado anteriormente, desempenha o papel de filtro passa-faixa em um determinado estágio da análise das ondas sonoras. Essa função é atribuída à membrana basilar, na qual estão localizadas 24 bandas críticas com larguras dependentes da frequência.
Assim, consonância e inconsistência (consonância e dissonância) dependem diretamente da resolução do sistema auditivo. Acontece que se dois tons diferentes soarem em uníssono ou a diferença de frequência for zero, então esta é uma consonância perfeita. A mesma consonância ocorre se a diferença de frequência for maior que a banda crítica. A dissonância ocorre apenas quando a diferença de frequência é de 5% a 50% da banda crítica. O maior grau de dissonância em um determinado segmento é audível se a diferença for um quarto da largura da banda crítica. Com base nisso, é fácil analisar qualquer gravação musical mista e combinação de instrumentos quanto à consonância ou dissonância sonora. Não é difícil adivinhar o grande papel que o engenheiro de som, o estúdio de gravação e outros componentes da trilha de áudio digital ou analógica final desempenham neste caso, e tudo isso antes mesmo de tentar reproduzi-lo em um equipamento de reprodução de som.
Localização de som
O sistema de audição binaural e localização espacial ajuda a pessoa a perceber a plenitude da imagem sonora espacial. Este mecanismo de percepção é realizado através de dois receptores auditivos e dois canais auditivos. A informação sonora que chega por esses canais é posteriormente processada na parte periférica do sistema auditivo e submetida à análise espectrotemporal. Além disso, esta informação é transmitida às partes superiores do cérebro, onde a diferença entre os sinais sonoros esquerdo e direito é comparada e uma única imagem sonora é formada. Este mecanismo descrito é chamado audição binaural. Graças a isso, uma pessoa possui as seguintes capacidades únicas:
1) localização de sinais sonoros de uma ou mais fontes, formando assim uma imagem espacial da percepção do campo sonoro
2) separação de sinais provenientes de diferentes fontes
3) destacar alguns sinais contra o fundo de outros (por exemplo, isolar a fala e a voz do ruído ou do som de instrumentos)
A localização espacial é fácil de observar com um exemplo simples. Num concerto, com um palco e um certo número de músicos a uma certa distância uns dos outros, pode facilmente (se desejar, até fechando os olhos) determinar a direcção de chegada do sinal sonoro de cada instrumento, avaliar a profundidade e espacialidade do campo sonoro. Da mesma forma, valoriza-se um bom sistema hi-fi, capaz de “reproduzir” de forma confiável tais efeitos de espacialidade e localização, “enganando” assim o cérebro, fazendo-o sentir uma presença plena na apresentação ao vivo do seu artista favorito. A localização de uma fonte sonora é geralmente determinada por três fatores principais: tempo, intensidade e espectral. Independentemente desses fatores, há vários padrões que podem ser usados para compreender os fundamentos da localização sonora.
O maior efeito de localização percebido pela audição humana está na região de frequência média. Ao mesmo tempo, é quase impossível determinar a direção dos sons de frequências acima de 8.000 Hz e abaixo de 150 Hz. Este último fato é especialmente utilizado em sistemas de alta fidelidade e home theater na escolha da localização do subwoofer (seção de baixas frequências), cuja localização na sala, devido à falta de localização de frequências abaixo de 150 Hz, é praticamente irrelevante, e o ouvinte, em qualquer caso, tem uma imagem holística do palco sonoro. A precisão da localização depende da localização da fonte de radiação das ondas sonoras no espaço. Assim, a maior precisão de localização sonora é observada no plano horizontal, chegando ao valor de 3°. No plano vertical, o sistema auditivo humano é muito pior na determinação da direção da fonte, a precisão neste caso é de 10-15° (devido à estrutura específica das orelhas e à geometria complexa); A precisão da localização varia ligeiramente dependendo do ângulo dos objetos emissores de som no espaço em relação ao ouvinte, e o efeito final também é influenciado pelo grau de difração das ondas sonoras da cabeça do ouvinte. Deve-se notar também que os sinais de banda larga são melhor localizados do que o ruído de banda estreita.
A situação com a determinação da profundidade do som direcional é muito mais interessante. Por exemplo, uma pessoa pode determinar a distância até um objeto pelo som, porém, isso acontece em maior medida devido a mudanças na pressão sonora no espaço. Normalmente, quanto mais longe o objeto está do ouvinte, mais as ondas sonoras no espaço livre são atenuadas (na sala é adicionada a influência das ondas sonoras refletidas). Assim, podemos concluir que a precisão da localização é maior em sala fechada justamente pela ocorrência de reverberação. As ondas refletidas que surgem em espaços fechados permitem criar efeitos interessantes como expansão do palco sonoro, envoltório, etc. Esses fenômenos são possíveis precisamente devido à sensibilidade da localização sonora tridimensional. As principais dependências que determinam a localização horizontal do som: 1) a diferença no tempo de chegada da onda sonora na orelha esquerda e direita; 2) diferenças de intensidade devido à difração na cabeça do ouvinte. Para determinar a profundidade do som, a diferença no nível de pressão sonora e a diferença na composição espectral são importantes. A localização no plano vertical também depende fortemente da difração na aurícula.
A situação é mais complicada com os modernos sistemas de som surround baseados na tecnologia Dolby Surround e análogos. Parece que os princípios de construção de sistemas de home theater regulam claramente o método de recriação de uma imagem espacial bastante naturalista de som 3D com o volume e localização inerentes de fontes virtuais no espaço. Porém, nem tudo é tão trivial, já que os próprios mecanismos de percepção e localização de um grande número de fontes sonoras geralmente não são levados em consideração. A transformação do som pelos órgãos auditivos envolve o processo de adição de sinais de diferentes fontes que chegam a diferentes ouvidos. Além disso, se a estrutura de fase de diferentes sons for mais ou menos síncrona, tal processo é percebido pelo ouvido como um som que emana de uma fonte. Existem também uma série de dificuldades, incluindo as peculiaridades do mecanismo de localização, que dificultam a determinação precisa da direção da fonte no espaço.
Diante do exposto, a tarefa mais difícil é separar sons de diferentes fontes, especialmente se essas diferentes fontes reproduzem um sinal de amplitude-frequência semelhante. E é exatamente isso que acontece na prática em qualquer sistema de som surround moderno e até mesmo em um sistema estéreo convencional. Quando uma pessoa ouve um grande número de sons provenientes de diferentes fontes, o primeiro passo é determinar se cada som específico pertence à fonte que o cria (agrupamento por frequência, altura, timbre). E somente no segundo estágio a audição tenta localizar a fonte. Depois disso, os sons recebidos são divididos em fluxos com base nas características espaciais (diferença no tempo de chegada dos sinais, diferença na amplitude). A partir das informações recebidas, forma-se uma imagem auditiva mais ou menos estática e fixa, a partir da qual é possível determinar de onde vem cada som específico.
É muito conveniente acompanhar esses processos usando o exemplo de um palco comum, com músicos fixos nele. Ao mesmo tempo, é muito interessante que se o vocalista/intérprete, ocupando uma determinada posição inicialmente no palco, começar a se mover suavemente pelo palco em qualquer direção, a imagem auditiva previamente formada não mudará! Determinar a direção do som que emana do vocalista permanecerá subjetivamente o mesmo, como se ele estivesse no mesmo lugar onde estava antes de se mover. Somente no caso de uma mudança repentina na localização do artista no palco a imagem sonora formada será dividida. Além dos problemas discutidos e da complexidade dos processos de localização de sons no espaço, no caso de sistemas de som surround multicanal, o processo de reverberação na sala de audição final desempenha um papel bastante importante. Essa dependência é observada mais claramente quando um grande número de sons refletidos vem de todas as direções - a precisão da localização se deteriora significativamente. Se a saturação de energia das ondas refletidas for maior (predominante) do que a dos sons diretos, o critério de localização em tal sala torna-se extremamente confuso e é extremamente difícil (se não impossível) falar sobre a precisão da determinação de tais fontes.
No entanto, em uma sala com forte reverberação, teoricamente ocorre localização no caso de sinais de banda larga, a audição é guiada pelo parâmetro de diferença de intensidade; Neste caso, a direção é determinada usando o componente de alta frequência do espectro. Em qualquer sala, a precisão da localização dependerá do tempo de chegada dos sons refletidos após os sons diretos. Se a lacuna entre esses sinais sonoros for muito pequena, a “lei da onda direta” começa a funcionar para ajudar o sistema auditivo. A essência deste fenômeno: se sons com um curto intervalo de tempo vêm de direções diferentes, então a localização de todo o som ocorre de acordo com o primeiro som que chega, ou seja, o ouvido ignora até certo ponto o som refletido se ele chegar um período de tempo muito curto após o som direto. Um efeito semelhante também aparece quando se determina a direção de chegada do som no plano vertical, mas neste caso é muito mais fraco (devido ao fato de a sensibilidade do sistema auditivo à localização no plano vertical ser visivelmente pior).
A essência do efeito de precedência é muito mais profunda e é de natureza mais psicológica do que fisiológica. Foi realizado um grande número de experimentos, com base nos quais a dependência foi estabelecida. Este efeito ocorre principalmente quando o momento de ocorrência do eco, sua amplitude e direção coincidem com algumas das “expectativas” do ouvinte sobre como a acústica de uma determinada sala forma a imagem sonora. Talvez a pessoa já tenha tido experiência auditiva nesta sala ou em similares, o que predispõe o sistema auditivo à ocorrência do efeito de precedência “esperado”. Para contornar estas limitações inerentes à audição humana, no caso de diversas fontes sonoras, são utilizados vários truques e truques, com a ajuda dos quais se forma, em última análise, uma localização mais ou menos plausível de instrumentos musicais/outras fontes sonoras no espaço. Em geral, a reprodução de imagens sonoras estéreo e multicanal é baseada em grande engano e na criação de uma ilusão auditiva.
Quando dois ou mais sistemas de alto-falantes (por exemplo, 5.1 ou 7.1, ou mesmo 9.1) reproduzem som de diferentes pontos da sala, o ouvinte ouve sons emanados de fontes inexistentes ou imaginárias, percebendo um determinado panorama sonoro. A possibilidade desse engano reside nas características biológicas do corpo humano. Muito provavelmente, uma pessoa não teve tempo de se adaptar ao reconhecimento de tal engano devido ao fato de que os princípios da reprodução sonora “artificial” surgiram há relativamente pouco tempo. 
Mas, embora o processo de criação de uma localização imaginária tenha sido possível, a implementação ainda está longe de ser perfeita. O fato é que o ouvido realmente percebe uma fonte sonora onde ela realmente não existe, mas a exatidão e precisão da transmissão da informação sonora (em particular o timbre) é uma grande questão. Através de numerosos experimentos em salas de reverberação reais e em câmaras anecóicas, foi estabelecido que o timbre das ondas sonoras de fontes reais e imaginárias é diferente. Isto afeta principalmente a percepção subjetiva da intensidade espectral; o timbre, neste caso, é modificado de forma significativa e perceptível (quando comparado com um som semelhante reproduzido por uma fonte real).
No caso de sistemas de home theater multicanal, o nível de distorção é visivelmente maior por vários motivos: 1) Muitos sinais sonoros semelhantes em amplitude-frequência e características de fase chegam simultaneamente de diferentes fontes e direções (incluindo ondas refletidas) para cada ouvido canal. Isso leva ao aumento da distorção e ao aparecimento de filtragem em pente. 2) A forte separação dos alto-falantes no espaço (em relação uns aos outros; em sistemas multicanais essa distância pode ser de vários metros ou mais) contribui para o crescimento de distorções de timbre e coloração sonora na área da fonte imaginária. Como resultado, podemos dizer que a coloração do timbre em sistemas de som multicanal e surround ocorre na prática por dois motivos: o fenômeno da filtragem em pente e a influência dos processos de reverberação em uma determinada sala. Se mais de uma fonte for responsável pela reprodução da informação sonora (isto também se aplica a um sistema estéreo com 2 fontes), é inevitável o aparecimento de um efeito de “filtragem em pente”, causado por diferentes tempos de chegada das ondas sonoras em cada canal auditivo . Uma irregularidade particular é observada na faixa média superior de 1-4 kHz.
