Как глухие дети слышат музыкальную гармонию благодаря кохлеарному имплантату
Я начинающий офтальмолог и начал обследовать глухих людей еще в медицинском колледже. Я был настолько очарован кохлеарными имплантами, что вместе с коллегами провел исследование, описанное в этой статье, для своей докторской диссертации. Кроме того, я некоторое время работала в психиатрической больнице со слабослышащими детьми и научилась пользоваться языком жестов. Даже мои хобби связаны со зрением и слухом: Я увлекаюсь рукоделием и музыкой.
Йеско Ларс Верхей
Моя мама пела в хоре, и в детстве мне всегда приходилось заниматься дома. Вероятно, это и стало причиной моего раннего интереса к слуху. Сейчас я работаю профессором в Университете Отто фон Герике в Магдебурге (Германия), и меня интересует не только нормальный слух, но и то, что меняется, когда у человека нарушается слух. Кохлеарные имплантаты - это удивительные устройства, которые могут вернуть глухим людям возможность слышать. Я хочу узнать, как глухие люди с кохлеарными имплантами воспринимают звуки по сравнению с людьми с нормальным слухом.
Мартин Бёкманн-Бартель
В качестве старшего научного сотрудника я изучаю, как мозг обрабатывает звук. Вместе с коллегами я исследовал, как смесь звуков разделяется на различные источники звука. Меня интересуют кохлеарные имплантаты, потому что они являются отличной методикой, помогающей глухим людям слышать, и я хочу понять, почему музыка обрабатывается менее точно, чем речь. Помимо науки, музыка также является важной частью моей жизни: я пою в небольших хорах и хожу на концерты. Мне также нравится бегать на дистанции и ходить в походы. *martin.boeckmann@med.ovgu.de
Молодые рецензенты
Флоренс
Привет, меня зовут Флоренс и мне 8 лет. Я очень люблю искусство и чтение. У меня есть 7 собак и 3 кошки. Мое любимое занятие - верховая езда.
Абстракция
С помощью кохлеарных имплантатов глухие люди могут снова слышать. Люди, разработавшие эти кохлеарные импланты, в основном были заинтересованы в том, чтобы глухие люди могли понимать, что говорят другие люди. В этом исследовании мы задались вопросом, насколько хорош кохлеарный имплант при прослушивании музыки. Мы работали с глухими детьми, которые никогда не слышали без кохлеарного импланта. Для музыки необходимо точно слышать тона, звучащие в одно и то же время, чтобы понять логику многих музыкальных произведений. Мы называем эту логику музыкальной гармонией. Мы обнаружили, что глухие дети с кохлеарными имплантами не сильно отличаются от нормально слышащих детей при прослушивании гармонии отдельных нот. Однако при прослушивании мелодий они испытывают больше трудностей. Таким образом, понимание музыки с помощью кохлеарного импланта представляется более сложным, чем понимание речи.
Введение
Вы когда-нибудь слышали, как кто-то играет мелодию на фортепиано? Скорее всего, вы легко заметите, когда пианист нажимает на неправильную клавишу, потому что это звучит странно. Это возможно, даже если вы слышите песню впервые или даже если вы сами не играете на фортепиано. Кроме того, вы наверняка заметите, когда в музыке наступает логическая пауза. Вы можете сравнить это с концом предложения или концом строки в стихотворении. Это означает, что вы замечаете некую музыкальную грамматику, даже не осознавая этого.
Теперь представьте себе ребенка, который глух с рождения или с раннего детства. Глухие дети без помощи слуха не могут услышать гудок автомобиля или послушать музыку, они не могут общаться с семьей и друзьями на разговорном языке. У большинства таких детей слух можно частично восстановить, установив во внутреннее ухо устройство, называемое кохлеарным имплантом (КИ) (рис. 1). Это устройство запускает нерв, соединяющий внутреннее ухо с мозгом. Хотя способ передачи звуков устройством несколько грубоват, большинство пользователей КИ очень хорошо понимают речь. Подумайте о размытой фотографии вашей семьи, на которой вы все еще можете узнать своих родителей.
Мы хотели узнать, чувствуют ли пользователи КИ музыкальную гармонию так же, как и нормально слышащие люди [ 1 ]. Музыка помогает в освоении таких навыков, как изучение языка, чтение и понимание математики. Таким образом, если пользователи КИ чувствуют музыкальную гармонию так же, как и нормально слышащие люди, то вполне вероятно, что музыка может оказать такое же положительное влияние на развитие этих навыков.
В чем заключался наш эксперимент?
Чтобы понять, как пользователи КИ воспринимают звуки и как звук, услышанный с помощью КИ, сравнивается с обычным слухом, мы пригласили пользователей КИ и людей с нормальным слухом принять участие в наших слуховых экспериментах. Мы разработали эти эксперименты, чтобы проверить определенные аспекты того, как люди слышат звуки. В одном из предыдущих исследований мы изучали, как слышат музыку взрослые, которые выросли с нормальным слухом, но потеряли его позже [ 2 ]. Для таких слушателей музыкальный опыт, который они приобрели до потери слуха, мог повлиять на то, как они воспринимают музыку с КИ. В отличие от них, все 12 пользователей КИ родились глухими или потеряли слух в раннем возрасте, поэтому они не могли получить никаких музыкальных знаний до того, как им установили КИ. КИ были вставлены в их уши примерно в возрасте 1-2 лет. Мы также протестировали 24 нормально слышащих ребенка, чтобы понять, насколько хорошо дети выполняют наши экспериментальные задания, когда слушают своими собственными ушами.
В наших экспериментах мы изучали, как дети с КИ и нормально слышащие дети воспринимают музыкальные аккорды. Музыкальные аккорды собираются из нескольких одновременно звучащих тонов, как при одновременном нажатии определенных клавиш фортепиано. В зависимости от того, какие тона сочетаются, некоторые аккорды вызывают приятные и успокаивающие ("созвучные") ощущения. Если вы играете на фортепиано, вам может быть знакомо это впечатление от сочетания C-E-G, так называемого мажорного аккорда. Он звучит особенно четко и солидно. Если же вы играете диез C-E-G, то он звучит довольно скребуще и напряженно. Такие аккорды вызывают неприятное и тревожное ("диссонансное") ощущение.
Наш первый вопрос заключался в том, предпочитают ли пользователи КИ и нормально слышащие люди одни и те же типы аккордов. Большинство нормально слышащих людей предпочитают приятные/консонантные аккорды неприятным/диссонантным. Мы выбрали четыре наиболее распространенных аккорда. Два из них были приятными/консонансными аккордами (первый - мажорный аккорд). Два других аккорда были неприятными/диссонансными. Послушайте эти четыре аккорда в видеоролике 1. Звуки аккордов были представлены парами. После каждого предъявления слушатели должны были выбрать более приятный звук из пары.
Во втором эксперименте наши слушатели должны были определить, нормально или странно звучит концовка песни (рис. 3). Данные показывают, что нормально слышащие дети без проблем справились с заданием - более того, в большинстве случаев их результаты были близки к идеальным. Только два наших самых маленьких слушателя показали менее совершенные результаты, но им было всего 5 лет. В отличие от них, пользователи КИ не смогли отличить странную концовку от ожидаемой. С возрастом пользователи КИ также не стали лучше справляться с этой задачей.
Что означают наши результаты?
Результаты нашего первого эксперимента показывают, что звук, обработанный с помощью КИ, достаточно точен, чтобы почувствовать, насколько хорошо/консонантно или плохо/диссонантно звучит аккорд. Предпочтения пользователей КИ очень похожи на предпочтения детей с нормальным слухом. Эти результаты показывают, что КИ должен предоставлять информацию, необходимую для восприятия этого аспекта музыки. Однако во втором эксперименте никто из пользователей КИ не смог отличить странно звучащую концовку от нормально звучащей, в то время как почти все нормально слышащие дети сделали это с легкостью. Как уже упоминалось, мы провели аналогичное исследование со взрослыми людьми, которые потеряли слух в более позднем возрасте и имели возможность слушать музыку своими ушами до того, как получили КИ [2]. Эти слушатели также не смогли отличить друг от друга нечетные и нормально звучащие окончания. Мы обнаружили тот же результат в нашей группе пользователей КИ, у которых никогда не было возможности слушать музыку своими ушами. Этот результат предполагает, что различение нормально звучащих и нечетных окончаний песен является специфической проблемой при прослушивании через КИ и не зависит от того, слушали ли вы музыку в прошлом естественным образом.
Группа из Франции [ 3 ] использовала певческие мелодии с аккордами (некоторые с нечетными окончаниями, а некоторые - с ожидаемыми) и измеряла время, которое требовалось слушателям, чтобы понять, какой слог произносит певец. В такой задаче нормально слышащие слушатели обычно быстрее реагируют на ожидаемые окончания. Это связано с тем, что люди обычно затормаживаются из-за таких помех, как неожиданные звуки. Удивительно, но исследователи обнаружили, что пользователи КИ быстрее реагировали, когда последний аккорд был музыкально странным. Они пришли к выводу, что пользователи КИ различают ожидаемые и странные концовки, поскольку время их реакции меняется в зависимости от типа концовки. Тот факт, что пользователи КИ быстрее реагировали, когда последний аккорд был музыкально странным, говорит о том, что диссонансы не вызывали у них беспокойства. Помните наше первоначальное сравнение с размытой семейной фотографией? Представьте, что фотография содержит достаточно информации, чтобы узнать людей на ней, но она слишком размыта, чтобы определить, счастливы они или грустны. Точно так же пользователи CI упускают часть эмоций музыки.
Что, если детям с КИ просто нужно больше времени на обучение? Мы не обнаружили тенденции к улучшению выполнения этих заданий у детей старшего возраста. Тем не менее, мы не можем исключить такую возможность. Возможно, им может помочь специальное обучение слушанию, сфокусированное на аспектах музыки. Над этим вопросом сейчас работают исследователи.
Заключение
У многих детей, которые рождаются глухими, КИ могут восстановить слух настолько хорошо, что они могут понимать речь. Наше исследование показывает, что понимание музыки с помощью КИ представляется более сложным, чем понимание речи. Способность определить, хорошо или странно звучит один музыкальный аккорд, как это делают нормально слышащие люди, не кажется достаточной для понимания музыкальной грамматики. Мы не считаем, что для пользователей КИ невозможно воспринимать этот аспект музыки. Целенаправленное обучение музыке может помочь пользователям КИ узнать, как звучит концовка обычной песни. Также возможно, что прогресс в технологии КИ улучшит способ передачи музыки пользователям КИ. Например, исследователи пытаются понять, как ноты в аккорде взаимодействуют через КИ. Было бы здорово, если бы будущие пользователи КИ могли чувствовать музыкальную грамматику так же, как и нормально слышащие люди, потому что только тогда они смогут понять музыкальные "шутки" и фальшивые концовки, которые Моцарт и другие любили прятать в своих произведениях!
