Дихотическое слушание — психологический тест, который обычно используется для исследования избирательного внимания и латерализации функций мозга в слуховой системе . Он используется в областях когнитивной психологии и нейронауки .
В стандартном дихотическом тесте на слушание участнику одновременно предъявляют два разных слуховых стимула (обычно речь ), направленных в разные уши через наушники. [1] В одном типе теста участников просят обратить внимание на один или оба стимула; позже их спрашивают о содержании либо стимула, на который им было поручено обратить внимание, либо стимула, который им было поручено игнорировать. [1] [2]
Дональду Бродбенту приписывают звание первого ученого, который систематически использовал дихотические тесты на прослушивание в своей работе. [3] [4] В 1950-х годах Бродбент использовал дихотические тесты на прослушивание в своих исследованиях внимания, прося участников сосредоточить внимание либо на последовательности цифр для левого, либо на правого уха. [5] [6] Он предположил, что из-за ограниченной емкости система обработки информации человека должна выбирать, на какой канал стимулов обращать внимание, выведя свою модель фильтра внимания . [6]
В начале 1960-х годов Дорин Кимура использовала дихотические тесты на слушание, чтобы сделать выводы о латеральной асимметрии слуховой обработки в мозге. [7] [8] Например, она продемонстрировала, что у здоровых участников правое ухо преобладает при восприятии вербальных стимулов, а левое — при восприятии мелодий. [9] Из этого исследования и других исследований с участием неврологических пациентов с поражениями мозга она пришла к выводу, что существует преобладание левого полушария при восприятии речи и преобладание правого полушария при восприятии мелодий. [10] [11]
В конце 1960-х и начале 1970-х годов Дональд Шенквейлер [12] и Майкл Стаддерт-Кеннеди [13] из Haskins Laboratories использовали технику дихотического слушания (предъявление различных бессмысленных слогов), чтобы продемонстрировать диссоциацию фонетического (речевого) и слухового (неречевого) восприятия, обнаружив, что фонетическая структура, лишенная значения, является неотъемлемой частью языка и, как правило, обрабатывается в левом полушарии мозга . [14] [15] [16] Дихотическое преимущество в производительности слушания для одного уха интерпретируется как указание на преимущество обработки в контралатеральном полушарии . В другом примере Сидтис (1981) [17] обнаружил, что здоровые взрослые имеют преимущество левого уха в эксперименте по дихотическому распознаванию высоты тона. Он интерпретировал этот результат как указание на доминирование правого полушария для различения высоты тона.
Альтернативное объяснение преимущества правого уха в восприятии речи заключается в том, что большинство людей, будучи правшами, чаще подносят телефон к правому уху. [18] [19] Эти два объяснения не обязательно несовместимы, поскольку телефонное поведение может быть частично связано с асимметрией полушарий. Некоторые из обратных результатов для неречи (например, звуки окружающей среды [20] [21] ) также легко интерпретируются в этой структуре.
В начале 1970-х годов Тим Рэнд продемонстрировал дихотическое восприятие в Haskins Laboratories . [22] [23] В его исследовании первый стимул: форманта (F1) предъявлялся одному уху, в то время как второй и третий стимулы: форманты (F2) и (F3) предъявлялись противоположному уху. F2 и F3 различались по низкой и высокой интенсивности. В конечном счете, по сравнению с бинауральным состоянием, «периферийная маскировка избегается, когда речь слышится дихотически». [23] Эта демонстрация изначально была известна как «эффект Рэнда», но позже была переименована в «дихотическое освобождение от маскировки». Название этой демонстрации продолжало развиваться и в конечном итоге было названо «дихотическим восприятием» или «дихотическим слушанием». Примерно в то же время Джим Каттинг (1976), [24] исследователь в Haskins Laboratories , исследовал, как слушатели могут правильно идентифицировать слоги, когда разные компоненты слога предъявляются разным ушам. Форманты гласных звуков и их отношение имеют решающее значение для дифференциации гласных звуков. Даже если слушатели слышали два отдельных сигнала, и ни одно из ушей не получало «полный» гласный звук, они все равно могли идентифицировать звуки слога.
«Тест дихотических слитых слов» (DFWT) — это модифицированная версия базового теста дихотического слушания. Первоначально он был исследован Джонсоном и др. (1977) [25], но в начале 80-х годов Векслер и Хоулз (1983) [26] модифицировали этот оригинальный тест, чтобы получить более точные данные, касающиеся полушарной специализации языковой функции. В DFWT каждый участник слушает пары односложных рифмующихся слов «согласный-гласный-согласный» (CVC). Каждое слово отличается начальной согласной. Существенное отличие этого теста заключается в том, что «стимулы построены и выровнены таким образом, что происходит частичное интерауральное слияние: субъекты обычно испытывают и сообщают только об одном стимуле за попытку». [27] Согласно Заторре (1989), некоторые из основных преимуществ этого метода включают «минимизацию факторов внимания, поскольку восприятие является унитарным и локализовано по средней линии» и «эффекты доминирования стимула могут быть явно рассчитаны, а их влияние на асимметрию уха оценено и устранено». [27] Исследование Векслера и Хоулза показало высокую надежность повторного тестирования (r=0,85). [26] Высокая надежность повторного тестирования хороша, поскольку она доказывает, что данные, собранные в ходе исследования, являются согласованными.
Была разработана эмоциональная версия дихотического задания на слушание. В этой версии люди слушают одно и то же слово в каждом ухе, но слышат его либо с удивленным, счастливым, грустным, сердитым или нейтральным тоном. Затем участников просят нажать кнопку, указывающую на тон, который они услышали. Обычно тесты на дихотическое слушание показывают преимущество правого уха для звуков речи. Ожидается преимущество правого уха/левого полушария из-за доказательств из области Брока и области Вернике , которые оба расположены в левом полушарии. Напротив, левое ухо (и, следовательно, правое полушарие) часто лучше обрабатывает неязыковой материал. [28] Данные из задания на эмоциональное дихотическое слушание согласуются с другими исследованиями, потому что участники, как правило, дают больше правильных ответов на левое ухо, чем на правое. [29] Важно отметить, что задание на эмоциональное дихотическое слушание, по-видимому, сложнее для участников, чем задание на фонематическое дихотическое слушание, а это означает, что люди давали больше неправильных ответов.
Манипулирование временем начала голоса (VOT) во время дихотических тестов на слушание дало много информации о работе мозга. [30] На сегодняшний день наиболее распространенной конструкцией является использование четырех условий VOT: короткие-длинные пары (SL), где слог согласный-гласный (CV) с коротким VOT предъявляется левому уху, а слог CV с длинным VOT предъявляется правому уху, а также пары длинный-короткий (LS), короткий-короткий (SS) и длинный-длинный (LL). В 2006 году Римоль, Эйхеле и Хугдаль [31] впервые сообщили, что у здоровых взрослых пары SL вызывают самую большую РЭА, в то время как пары LS фактически вызывают значительное преимущество левого уха (LEA). Исследование детей в возрасте 5–8 лет показало траекторию развития, при которой длинные VOT постепенно начинают доминировать над короткими VOT, когда пары LS предъявляются в дихотических условиях. [32] Сходящиеся доказательства из исследований модуляции внимания эффекта VOT показывают, что в возрасте около 9 лет у детей отсутствует когнитивная гибкость, присущая взрослым, необходимая для осуществления нисходящего контроля над стимулируемыми снизу вверх процессами. [33] [34] Арчиули и др. (2010) далее продемонстрировали, что этот вид когнитивной гибкости является предиктором умения справляться со сложными задачами, такими как чтение. [30] [35]
Тесты на дихотическое слушание также можно использовать в качестве латерализованной задачи оценки речи. Нейропсихологи использовали этот тест для изучения роли отдельных нейроанатомических структур в восприятии речи и языковой асимметрии. Например, Хагдал и др. (2003) исследовали эффективность дихотического слушания и функцию лобной доли [36] у пациентов с поражением левой и правой лобной доли без афазии по сравнению со здоровыми контрольными лицами. В исследовании все группы были подвергнуты 36 дихотическим испытаниям с парами слогов CV, и каждого пациента просили указать, какой слог он или она слышали лучше всего. Как и ожидалось, пациенты с поражением правой стороны показали преимущество правого уха, как и здоровая контрольная группа, но пациенты с поражением левого полушария показали ухудшение по сравнению как с пациентами с поражением правой стороны, так и с контрольной группой. Из этого исследования исследователи пришли к выводу, что «дихотическое слушание как нейронная схема, которая также включает лобные доли, и что это может быть критическим аспектом восприятия речи». [36] Аналогичным образом, Вестерхаузен и Хугдаль (2008) [37] проанализировали роль мозолистого тела в дихотическом слушании и восприятии речи. После обзора многих исследований был сделан вывод, что «...дихотическое слушание следует считать тестом функционального межполушарного взаимодействия и связности, помимо того, что оно является тестом латерализованной височной языковой функции» и «мозольное тело критически вовлечено в нисходящий контроль внимания дихотического слушания, таким образом, играя решающую роль в слуховой латеральности». [37]
Дихотическое слушание также может быть использовано для проверки полушарной асимметрии языковой обработки . В начале 60-х годов Дорин Кимура сообщила, что дихотические вербальные стимулы (в частности, произнесенные цифры), предъявленные участнику, вызывали преимущество правого уха (REA). [38] Она приписала преимущество правого уха «локализации речевой и языковой обработки в так называемом доминирующем левом полушарии коры головного мозга». [39] : 115 Согласно ее исследованию, это явление было связано со структурой слуховых нервов и левосторонним доминированием языковой обработки. [40] Важно отметить, что REA не применяется к неречевым звукам. В «Полушарной специализации восприятия речи» Стаддерт-Кеннеди и Шанквейлер (1970) [14] изучают дихотическое слушание пар слогов CVC. Шесть смычных согласных (b, d, g, p, t, k) спариваются с шестью гласными, и анализируется вариация начальных и конечных согласных. REA сильнее всего, когда звучание начальных и конечных согласных отличается, и слабее всего, когда изменяется только гласная. Асбьёрнсен и Брайден (1996) утверждают, что «многие исследователи решили использовать пары слогов CV, обычно состоящие из шести смычных согласных в паре с гласной \a\. За эти годы с использованием такого материала было получено большое количество данных». [41]
В экспериментах на избирательное внимание участников могут попросить повторить вслух содержание сообщения, которое они слушают. Эта задача известна как затенение . Как обнаружил Колин Черри (1953) [42] , люди плохо помнят затененное сообщение, что говорит о том, что большая часть обработки, необходимая для затенения сообщения, на которое обратили внимание, происходит в рабочей памяти и не сохраняется в долговременном хранилище . Производительность при необслуживаемом сообщении хуже. Участники, как правило, не могут сообщить почти ничего о содержании необслуживаемого сообщения. Фактически, изменение с английского на немецкий в необслуживаемом канале часто остается незамеченным. Однако участники могут сообщить, что необслуживаемое сообщение является речью, а не невербальным содержанием. В дополнение к этому, если содержание необслуживаемого сообщения содержит определенную информацию, такую как имя слушателя, то необслуживаемое сообщение с большей вероятностью будет замечено и запомнено. [43] Демонстрация этого была сделана Конвеем, Коуэном и Бантингом (2001), в которых они заставили субъектов теневыми словами в одно ухо, игнорируя слова в другое ухо. В какой-то момент имя субъекта произносилось в игнорируемое ухо, и вопрос заключался в том, сообщит ли субъект, что услышал свое имя. Испытуемые с высоким объемом рабочей памяти (WM) были более способны блокировать отвлекающую информацию. [44] Кроме того, если сообщение содержит сексуальные слова, то люди обычно сразу их замечают. [45] Это говорит о том, что необработанная информация также подвергается анализу, и ключевые слова могут отвлечь на нее внимание.
Некоторые данные, собранные в ходе экспериментов по тестированию дихотического слушания, свидетельствуют о том, что, возможно, существует небольшая популяционная половая разница в перцептивной и слуховой асимметрии и языковой латеральности. Согласно Voyer (2011), [46] «Задания на дихотическое слушание давали однородные размеры эффекта независимо от типа задачи (вербальная, невербальная), что отражает значительную половую разницу в величине эффектов латеральности, причем мужчины получали большие эффекты латеральности, чем женщины». [46] : 245–246 Однако авторы обсуждают многочисленные ограничивающие факторы, начиная от предвзятости публикации и заканчивая небольшой величиной эффекта. Кроме того, как обсуждалось в статье «Внимание, надежность и валидность перцептивных асимметрий в тесте на слитные дихотические слова» [47], женщины сообщали о большем количестве «вторжений» или слов, предъявляемых неподсказанным ухом, чем мужчины, при предъявлении экзогенных сигналов в тесте на слитные дихотические слова, что предполагает две возможности: 1) женщины испытывают больше трудностей с концентрацией внимания на подсказанных словах, чем мужчины, и/или 2) независимо от сигнала, женщины распределяют свое внимание равномерно в отличие от мужчин, которые, возможно, более пристально фокусируются на экзогенных сигналах. [46]
Исследование, проведенное с использованием теста дихотического слушания с акцентом на подтипы шизофрении (особенно параноидную и недифференцированную), продемонстрировало, что люди с параноидной шизофренией имеют наибольшее преимущество левого полушария, тогда как люди с недифференцированной шизофренией (где присутствуют психотические симптомы, но критерии параноидного, дезорганизованного или кататонического типов не были соблюдены) имеют наименьшее преимущество. [48] Применение теста дихотического слушания помогло укрепить убеждения в том, что сохраненная обработка левого полушария является продуктом параноидной шизофрении, и, напротив, что отсутствие активности левого полушария является симптомом недифференцированной шизофрении. В 1994 году MF Green и коллеги попытались связать «функциональную интеграцию левого полушария у галлюцинирующих и негаллюцинирующих психотических пациентов» с помощью исследования дихотического слушания. Исследование показало, что слуховые галлюцинации связаны с нарушением работы левого полушария мозга. [49]
Дихотическое слушание также можно обнаружить в эмоционально ориентированных частях мозга. Дальнейшее исследование по этому вопросу было проведено Филом Брайденом, и его исследование дихотического слушания было сосредоточено на эмоционально нагруженных стимулах (Hugdahl, 2015). [50] Дополнительные исследования, сосредоточенные на том, как латерализация и идентификация корковых областей мозга, создали запросы о том, как дихотическое слушание задействуется всякий раз, когда предоставляются две дихотические задачи на слушание. Чтобы получить результаты, Янке и др. (2001) использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для определения активации частей мозга, отвечающих за внимание, слуховые стимулы на определенные эмоциональные стимулы. Последующие результаты этого эксперимента прояснили, что надежность предоставленных стимулов (фонетических, эмоциональных) имела значительное присутствие в активации различных частей мозга, отвечающих за определенные стимулы. Однако никаких значимых различий в активации коры обнаружено не было. [51]