وقتی یک منبع صوتی از پشت سر، کنار بدن یا بالای سر ما قرار دارد، مغز تنها به شدت صدا متکی نیست؛ بلکه از مجموعهای از سرنخهای آکوستیکی بسیار ظریف برای تعیین موقعیت منبع صوتی استفاده میکند. یکی از مهمترین این سرنخها توسط لاله گوش(Pinna) ایجاد میشود.
فرم و ساختار پیچیده لاله گوش باعث میشود امواج صوتی پیش از رسیدن به مجرای گوش، به شکل متفاوتی در فرکانسهای مختلف تقویت یا تضعیف شوند. این تغییرات طیفی، بهویژه در فرکانسهای بالا، اطلاعات مهمی درباره موقعیت منبع صوتی در اختیار سیستم شنوایی قرار میدهند و در تشخیص موقعیتهایی مانند جلو در برابر پشت و همچنین ارتفاع منبع صوت نقش دارند.
اما در بسیاری از سمعکهای پشتگوشی و RIC، میکروفون روی بدنه سمعک و در نزدیکی یا بالای لاله گوش قرار دارد. در نتیجه، صدا پیش از آنکه تحت تأثیر فیلتر آکوستیکی طبیعی لاله گوش قرار گیرد، توسط میکروفون دریافت میشود. این مسئله میتواند بخشی از سرنخهای طیفی طبیعی مورد استفاده برای localization را تغییر دهد.
یکی از راهکارهای فناورانه برای جبران این مسئله، Pinna Effect در سمعکهای یونیترون است.
لاله گوش چگونه به مغز در تعیین موقعیت صدا کمک میکند؟
لاله گوش تنها وظیفه جمعآوری صدا را ندارد. چینها، فرورفتگیها و برجستگیهای آن مانند یک فیلتر آکوستیکی طبیعی عمل میکنند و پاسخ فرکانسی صدای ورودی را بر اساس جهت ورود آن تغییر میدهند.
به بیان ساده، صدایی که از روبهرو وارد گوش میشود، از نظر طیفی دقیقاً مشابه صدایی نیست که از پشت سر یا از بالا وارد میشود. مغز انسان در طول زندگی یاد میگیرد این الگوهای آکوستیکی را با موقعیتهای مختلف در فضا مرتبط کند.
چرا محل قرارگیری میکروفون سمعک اهمیت دارد؟
در سمعکهای داخلگوشی، میکروفون در داخل یا نزدیک ورودی مجرای گوش قرار میگیرد. بنابراین بخشی از فیلتر طبیعی ایجادشده توسط لاله گوش همچنان پیش از رسیدن صدا به میکروفون وجود دارد.
در مقابل، در سمعکهای پشتگوشی (BTE) و بسیاری از مدلهای RIC، میکروفون در پشت یا بالای لاله گوش قرار دارد و صدا را پیش از عبور از این فیلتر طبیعی دریافت میکند. در نتیجه، بخشی از سرنخهای طیفی pinna میتواند تغییر کند یا از بین برود.
این موضوع به معنی آن نیست که تمام کاربران BTE یا RIC الزاماً دچار اختلال محسوس در localization میشوند. مطالعات نشان دادهاند که عملکرد افراد بسیار متغیر است و عواملی مانند میزان کمشنوایی، توانایی شنیدن فرکانسهای بالا، نوع پردازش سمعک و شرایط شنیداری نیز اهمیت دارند.
با این حال، حفظ یا بازسازی این سرنخهای آکوستیکی یکی از موضوعات مهم در طراحی سمعکهای مدرن است.
Pinna Effect یونیترون چیست؟
Pinna Effect یکی از فناوریهای پردازش میکروفون در سمعکهای یونیترون است که برای جبران بخشی از اطلاعات آکوستیکی از دسترفته در اثر محل قرارگیری میکروفون طراحی شده است.
یونیترون در توضیحات رسمی خود بیان میکند که این قابلیت با در نظر گرفتن محل قرارگیری میکروفون سمعک، پاسخ آن را تنظیم میکند تا عملکرد جمعآوری صدای لاله گوش را بازآفرینی کند.
در نسلهای جدیدتر این فناوری، Pinna Effect 2 با هدف بازسازی الگوی جهتمندی نزدیکتر به عملکرد گوش انسان توسعه یافته است. طبق توضیحات رسمی یونیترون، Pinna Effect 2 برای جبران اطلاعات آکوستیکی طراحی شده است که معمولاً در اثر استفاده از سمعک از بین میروند و برای localization اهمیت دارند.
Pinna Effect 2 چگونه کار میکند؟
Pinna Effect 2 صرفاً یک تقویت ساده فرکانسی نیست.
یونیترون آن را بهعنوان یک حالت میکروفونی با جهتمندی ویژه معرفی میکند که تلاش میکند پاسخ جهتدار گوش انسان را بازسازی کند.
در محصولات یونیترون، Pinna Effect 2 از یک شبکه میکروفونی دوگوشی استفاده میکند. نکته مهم این است که پاسخ جهتدار سمعک سمت راست و چپ دقیقاً یکسان نیست؛ همانطور که الگوی آکوستیکی گوش راست و چپ نیز یکسان نیست. به همین دلیل، یونیترون اعلام میکند که Pinna Effect 2 برای سمعکهایی که به صورت دوگوشی تنظیم شدهاند در دسترس است.
هدف، بازسازی کامل فیزیک لاله گوش نیست؛ بلکه ایجاد یک الگوی پردازشی است که بتواند بخشی از اطلاعات فضایی ازدسترفته را دوباره در اختیار سیستم شنوایی قرار دهد.
آیا Pinna Effect واقعاً میتواند localization را بهبود دهد؟
پاسخ علمی این سؤال مثبت اما مشروط است.
پژوهشهای مستقل درباره حفظ و جبران اطلاعات آکوستیکی pinna نشان دادهاند که چنین فناوریهایی میتوانند در برخی کاربران و شرایط، بهبود قابل توجهی در localization ایجاد کنند.
آیا Pinna Effect باعث بهبود درک گفتار در نویز میشود؟
درک گفتار در محیطهای شلوغ به عوامل متعددی وابسته است؛ از جمله نسبت سیگنال به نویز، جهت منبع گفتار، پردازش دوگوشی، جهتمندی میکروفون، کاهش نویز و توانایی شنوایی فرد.
حفظ مولفه های آکوستیکی فضایی میتواند از نظر نظری و در برخی شرایط به تفکیک منابع صوتی کمک کند، اما نباید Pinna Effect را بهتنهایی یک فناوری اختصاصی برای Speech in Noise دانست.
در محصولات Vivante، برای محیطهای پیچیده و دارای گفتار، فناوریهایی مانند AutoFocus و AutoFocus 360 وظیفه متفاوتی دارند و برای شناسایی جهت گفتار و ایجاد جهتمندی مناسبتر طراحی شدهاند.
جمعبندی
لاله گوش یکی از اجزای مهم سیستم شنوایی برای ایجاد مولفه های آکوستیک فضایی است. زمانی که میکروفون سمعک پشت یا بالای لاله گوش قرار میگیرد، بخشی از این فیلتر طبیعی پیش از دریافت صدا توسط میکروفون دور زده میشود و در نتیجه برخی اطلاعات آکوستیکی مرتبط با localization ممکن است تغییر کنند.
Pinna Effect در سمعکهای یونیترون با هدف جبران این مسئله طراحی شده است. در نسل جدیدتر، Pinna Effect 2 با استفاده از پردازش دوگوشی و الگوی جهتمندی نزدیکتر به پاسخ طبیعی گوش، تلاش میکند بخشی از این اطلاعات مورد نیاز برای درک فضایی را حفظ یا بازسازی کند.
شواهد علمی موجود نیز نشان میدهند که فناوریهای حفظ و جبران اطلاعات آکوستیکی pinna میتوانند در برخی شرایط، بهخصوص در localization مزیتایجاد کنند؛ هرچند میزان این مزیت بین افراد متفاوت است و نباید آن را معادل بازسازی کامل شنوایی طبیعی دانست.
در نهایت، ارزش واقعی چنین فناوریای زمانی مشخص میشود که در کنار یک فیت دقیق، انتخاب مناسب حالت میکروفون و تنظیم تخصصی سمعک توسط ادیولوژیست قرار گیرد. در این شرایط، فناوریهایی مانند Pinna Effect میتوانند به جای تمرکز صرف بر «بلندتر شنیدن»، به یکی از جنبههای مهمتر تجربه شنوایی یعنی شنیدن طبیعیتر و آگاهانهتر از فضای اطرافکمک کنند.
