Mówiąc o percepcji muzyki, należy wspomnieć o psychoakustyce zajmującej się badaniem i opisywaniem związków zachodzących między falą dźwiękową docierającą do uszu słuchacza subiektywnym odczuwanym wrażeniem, które u niego wywołuje. To właśnie ta dziedzina – jak podkreśla prof. Artur Lorens, kierownik Zakładu Implantów i Percepcji Słuchowej w Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu – pozwala lepiej zrozumieć, w jaki sposób osoby z implantami odbierają i przetwarzają muzykę.
Profesor Artur Lorens od pierwszej edycji Międzynarodowego Festiwalu Muzycznego „Ślimakowe Rytmy” regularnie występuje podczas towarzyszącej mu konferencji naukowej
„Muzyka w rozwoju słuchowym człowieka”, dzieląc się z uczestnikami wynikami badań nad percepcją muzyki u osób z implantami ślimakowymi. W swoich wystąpieniach przybliża słuchaczom możliwości współczesnych technologii wspomagających słuch, wyjaśnia działanie implantów ślimakowych i nowoczesnych procesorów mowy, a także omawia ich ograniczenia.
Profesor Artur Lorens Fot. Maciej Nowicki | IFPS
Szczególne miejsce w jego badaniach zajmuje psychoakustyka – interdyscyplinarna dziedzina łącząca akustykę, psychologię i neurobiologię – która pozwala zrozumieć, w jaki sposób osoby z implantami odbierają i przetwarzają muzykę. Podczas tegorocznej konferencji wystąpił z wykładem „Odbiór muzyki przez użytkowników implantów ślimakowych – wyniki badań naukowych”.
Muzyka a neuroplastyczność
Z przeglądu najnowszych światowych badań wynika, że muzyka odgrywa ważną rolę w życiu człowieka – nie tylko jako źródło emocji i estetycznych doznań, lecz także jako czynnik wspierający funkcje mózgu, w tym zdolność rozumienia mowy. Badania pokazują, że osoby powiązane z muzyką lepiejrozumieją mowę w hałasie i mają lepiej zachowane funkcje poznawcze, szczególnie w starszym wieku.
W przypadku osób niesłyszących, korzystających z implantów ślimakowych, muzyka może być cennym narzędziem w rehabilitacji słuchu. Jednak skuteczność tego procesu zależy od systematycznego treningu oraz odpowiedniej motywacji pacjenta. Dobrze dobrana i przyjemna muzyka może wspierać neuroplastyczność mózgu i poprawiać zarówno odbiór muzyki, jak i rozumienie mowy.
Od ślimaka do impulsu
Muzyka, jako bodziec słuchowy, jest jednym z najbardziej złożonych dźwięków, wymagającym skomplikowanego przetwarzania centralnego. Aby mogła zostać prawidłowo odebrana, potrzebne jest sprawnie funkcjonujące ucho wewnętrzne, a konkretnie ślimak. To właśnie tam – dzięki komórkom słuchowym wewnętrznym i zewnętrznym oraz włóknom nerwowym zwoju spiralnego – drgania przekształcane są w impulsy nerwowe.
W naturalnym słuchu różnica zaledwie 10 Hz między dwoma dźwiękami wystarcza, by zostały odebrane jako różniące się. W słuchu elektrycznym – takim, jaki zapewnia implant ślimakowy – potrzebna jest różnica rzędu 200 Hz. Dzieje się tak, ponieważ elektrody w implancie są rozmieszczone rzadziej niż komórki słuchowe, a prąd elektryczny rozchodzi się szerzej niż pobudzenia mechaniczne w uchu.
Co użytkownicy implantów słyszą w muzyce?
Użytkownicy implantów zazwyczaj dobrze radzą sobie z odbiorem rytmu i tempa – w zadaniach rytmicznych uzyskiwane przez nich wyniki są porównywalne z wynikami osób słyszących naturalnie. Szczególnie dobrze odbierają muzykę o wyraźnym rytmie. Trudności zaczynają się przy melodii – rozpoznawanie jej konturu wymaga precyzyjnej percepcji wysokości dźwięku, co jest dla użytkowników implantów znacznie większym wyzwaniem. Trening muzyczny może jednak poprawić efektywność odbioru melodii. Mózg, dzięki swojej plastyczności, uczy się lepiej wykorzystywać ograniczoną informację, a nawet „naprawiać” zniekształcone sygnały.
Interwały muzyczne i percepcja przyjemności
Jednym z najważniejszych zagadnień w badaniach nad muzyką jest percepcja interwałów muzycznych – czyli różnicy wysokości między dwoma dźwiękami wyrażanej w półtonach. Niektóre interwały, jak oktawa czy kwinta, odbierane są przez osoby prawidłowo słyszące jako konsonanse (przyjemne), inne – jak sekundy czy septymy – jako dysonanse (nieprzyjemne). W tonalności europejskiej dysonans jest subiektywnie ostrym współbrzmieniem, które wprowadza napięcie wymagające tzw. rozwiązania, czyli przejścia na konsonans.
Konsonanse dzieli się na doskonałe i niedoskonałe (doskonałe brzmią wyjątkowo zgodnie, natomiast niedoskonałe wystarczająco zgodnie, aby nie wymagały rozwiązania).
Wykaz wszystkich interwałów prostych (w ramach jednej oktawy) zawarto w tabeli.
W badaniach nad subiektywną oceną interwałów stosuje się dwie główne metody: skalę interwałową (pomiar przyjemności na skali liczbowej, np. od 0 do 10) oraz skalę porządkową (określanie, który z dwóch dźwięków jest przyjemniejszy).
Słuchanie dźwięków przez implant
W jednym z badań, przeprowadzonych przez amerykańskich naukowców uczestnicy z jednostronną głuchotą oceniali interwały muzyczne trzema kanałami słuchu: uchem prawidłowo słyszącym (akustycznie), implantem ślimakowym oraz obojgiem jednocześnie. Wyniki były jednoznaczne: przy słuchaniu tylko przez implant oceny były „spłaszczone” – większość dźwięków była odbierana jako przeciętne, niezależnie od tego, czy były to konsonanse, czy dysonanse. Oznacza to ograniczoną zdolność różnicowania przyjemności muzycznej przy użyciu tylko s
łuchu elektrycznego.
Pacjenci preferowali słuchanie mieszane (implant + ucho słyszące), ponieważ zapewniało ono lepsze poczucie przestrzeni i stereofonii. Problemem okazało się jednak to, że w przypadku jednostronnej głuchoty użytkownicy mają tendencję do „odstawiania” ucha z implantem – ponieważ wymaga ono treningu i świadomego zaangażowania, np. przesyłania dźwięku przez Bluetooth. W efekcie rehabilitacja może być mniej skuteczna, a asymetria słyszenia między uszami się pogłębia.
Polskie badania: nowe podejście
Polskie badania: nowe podejście W Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu prowadzone są obecnie pilotażowe badania nad percepcją interwałów muzycznych, których pierwsze wyniki mają zostać opublikowane w „Journal of Hearing Science”. Badania prowadzone są w trzech grupach: osoby ze słuchem prawidłowym, osoby ze słuchem prawidłowym i doświadczeniem muzycznym oraz użytkownicy implantów (zarówno z jednostronną, jak i obustronną utratą słuchu).
W badaniu tym zastosowano skalę porządkową – uczestnicy oceniali, który z dwóch prezentowanych interwałów
harmonicznych był przyjemniejszy. U osób słyszących naturalnie wyniki były zgodne z przewidywaniami – konsonanse uznawano za przyjemne, dysonanse za mniej przyjemne. Wśród użytkowników implantów uzyskano odmienne i bardziej zróżnicowane wzorce – niektóre konsonanse oceniano nisko, a niektóre dysonanse wysoko. Może to świadczyć o innym schemacie percepcji niż u osób słyszących naturalnie, co wymaga dalszych badań.
Ciekawym kierunkiem przyszłych analiz może być wpływ długości elektrody implantu. Producenci oferują już modele z dłuższą elektrodą, pozwalającą na stymulację bardziej szczytowej części ślimaka, co teoretycznie powinno poprawić percepcję niskich częstotliwości i zbliżyć wzorzec słuchowy do naturalnego.
Muzyka to nie tylko źródło przyjemności, ale także potężne narzędzie rehabilitacji słuchu. W przypadku użytkowników implantów ślimakowych, choć istnieją technologiczne ograniczenia w odbiorze muzyki, odpowiedni trening – w tym ten z wykorzystaniem muzyki – może znacząco poprawić jakość życia. Dalsze badania, prowadzone m.in. w Instytucie Fizjologii i Patologii Słuchu, pozwolą lepiej zrozumieć, jak słyszymy muzykę, gdy słyszymy inaczej.
PROF. ARTUR LORENS, DR ANNA RATUSZNIAK