Noise detection thresholds after exposure to pulse-train sounds

Abstract

An auditory aftereffect is an illusory perceptual experience occurring in the hearing system immediately after an exposure to a sound. There is very little research done on aftereffects, thus, many aspects regarding them are still unknown. One particular kind of auditory aftereffect, elicited by a pulse-train sound, has been described to temporarily change the timbre of consecutive sounds into "metallic". However, it is not known whether this altered timbre is also associated with other kinds of changes, such as changes in hearing thresholds.

A listening experiment was conducted in this thesis, with the goal of finding out whether the pulse-train aftereffect, also known as the Rosenblith aftereffect, alters the minimal perceivable sound pressure level, i.e. the detection threshold, of sounds in comparison to aftereffect-free cases. The detection thresholds of noise, harmonic noise and two different aftereffect-eliciting pulse trains were measured in an anechoic chamber using headphones and an adaptive tracking procedure. The test sound was preceded by a long exposure to one of the four sounds. The results show that there was no clear connection between the aftereffect and alterations in noise detection thresholds. However, indications of an aftereffect-related change in the pure tone detection threshold were found.

The obtained data also reveal phenomena outside the main goal. A sound that the subject was just exposed to, was generally detected at a lower threshold, in some cases up to 1 dB lower, than some other previously unknown sound. This is contradictory to the elevated threshold hypothesized by adaptation, and highlights the involvement of higher level hearing processes in the detection. The third finding concerns the recovery from the exposure. In some cases an unexpected bounce-like elevation in the detection threshold was found at around 2 minutes after the exposure.

Auditorinen jälkiefekti on illuusiomainen havaintokokemus, joka ilmenee kuulojärjestelmässä välittömästi tietynlaisille äänille altistumisen jälkeen. Jälkiefekteistä on tehty hyvin vähän tutkimusta, joten ne ovat vielä monelta osin tuntemattomia. Eräs tietty jälkiefekti, jonka pulssijonoääni synnyttää, on aiemmin kuvailtu väliaikaisena "metallisena" muutoksena altistuksen jälkeen kuultujen äänien sävyssä. On kuitenkin epäselvää, liittyykö muutos sävyssä myös muunlaisiin muutoksiin, esimerkiksi muutokseen kuulokynnyksessä.

Tässä diplomityössä suoritetun kuuntelukokeen päätavoitteena oli selvittää, muuttaako pulssijono -jälkiefekti, joka myös Rosenblith -jälkiefektinä tunnetaan, pienintä mahdollista äänenpainetasoa jolla ääniä havaitaan verrattuna tapauksiin ilman jälkiefektiä. Kohinan, harmonisen kohinan sekä kahden jälkiefektin synnyttävän pulssijonon havaintokynnykset mitattiin kaiuttomassa huoneessa käyttäen kuulokkeita ja adaptiivista menetelmää. Testattavaa ääntä edelsi pitkä altistus yhdelle näistä neljästä äänestä. Tulokset osoittavat etteivät jälkiefekti ja muutokset kohinan havaintokynnyksessä liity suoraan toisiinsa. Viitteitä jälkiefektiin liittyvistä muutoksista äänesten havaintokynnyksessä kuitenkin löydettiin.

Kerätty aineisto johti myös muihin löydöksiin. Ääni, jolle koehenkilö juuri altistettiin, havaittiin yleensä jopa 1 dB matalammalla kynnyksellä kuin ääni, jota koehenkilö ei ollut juuri kuullut. Tämä löydös on ristiriidassa adaptaatioteorian kanssa, jonka mukaan havaintokynnys kohoaisi altistuksen myötä. Löydös on osoitus siitä, että havaintokynnykseen vaikuttavat myös korkeamman tason kuuloprosessit. Kolmas diplomityön löydös liittyy palautumiseen altistuksesta. Joissakin tapauksissa nähtiin odottamaton yhtäkkinen nousu kuulokynnyksessä noin 2 minuuttia altistuksen jälkeen.