Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences66405410.31857/S0131164624050015AORDFGArticlesСтатьиResearch ArticleLocalization of Turn Points in the Rhythmic Movement of Sound ImageЛокализация точек поворота при ритмическом движении звукового образаShestopalovaL. B.ШестопаловаЛ. Б.
Russian Federation
shestopalovalb@infran.ruPetropavlovskayaE. A.ПетропавловскаяЕ. А.
Russian Federation
shestopalovalb@infran.ruSalikovaD. A.СаликоваД. А.
Russian Federation
shestopalovalb@infran.ruLetyaginP. I.ЛетягинП. И.
Russian Federation
shestopalovalb@infran.ruPavlov Institute of Physiology of the RASИнститут физиологии имени И.П. Павлова РАН2011202450531225022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0131-1646/article/view/664054

The localization of start and turn points in rhythmic sound movement created through the modeling of binaural beats (BB) was investigated. The BB-modeled broadband stimuli consisted of stationary initial and final segments with a section of cyclic motion between them. Spatial effects were induced by changes in the interaural time difference (ITD). During the experiment, subjects assessed the position of the movement trajectory ends or the position of reference points using a graphic tablet. It was discovered that the perception of rhythmic movement of the sound image was significantly influenced by the integrative ability of the binaural auditory system. The results indicated that with instantaneous switching between stationary segments, the perceived positions of the trajectory ends (start point and turn point) matched the positions of the reference points. Conversely, the smooth movement between the same extreme values showed a displacement of the trajectory ends: the turn points were localized further from the reference points compared to the start points, at all trajectory positions in space. Localization of the trajectory end crucially depended on the time that the sound had stayed near the turning point. These patterns were expressed stronger in the central area of the acoustic space compared to the periphery.

Исследовали локализацию точек старта и поворота при ритмическом движении звукового образа, созданном путем моделирования бинауральных биений (ББ) широкополосных сигналов. Стимулы для моделирования ББ содержали начальный и конечный неподвижные участки и участок циклического движения между ними. Пространственные эффекты создавались путем изменений межушной задержки (ΔT). Во время эксперимента испытуемые оценивали положение концов траектории движения или положение неподвижных реперов с помощью графического планшета. Установлено, что интеграционная способность бинауральной слуховой системы существенно влияла на восприятие ритмического движения звукового образа. Результаты показали, что при мгновенном переключении между неподвижными участками воспринимаемое положение концов траекторий (точек старта, точек поворота) совпадало с положением реперов. При плавном движении между теми же крайними значениями наблюдалось смещение положения концов траекторий: точки поворота локализовались дальше от реперов по сравнению с точками старта при всех положениях траекторий в пространстве. Критическим фактором, определяющим локализацию концов траектории, являлось время нахождения звукового образа вблизи точки поворота. Полученные закономерности были значительнее выражены в центральной области акустического пространства по сравнению с периферической.

binaural beatscyclic motionbroadband signalsmovement trajectorysound localizationбинауральные биенияциклическое движениеширокополосные сигналытраектория движениялокализация звукаРоссийский научный фондRussian Science Foundation24-25-00106Carlile S., Leung J. The perception of auditory motion // Trends Hear. 2016. V. 20. P. 2331216516644254.Altman Ya. A. [Spatial hearing]. SPb.: Pavlov Institute of Physiology, RAN, 2011. 311 p.Альтман Я.А. Пространственный слух. СПб.: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, 2011. 311 с.Perrott D.R., Musicant A.D. Minimum audible movement angle: Binaural localization of moving sound sources // J. Acoust. Soc. Am. 1977. V. 62. № 6. P. 1463.Petropavlovskaya E.A., Shestopalova L.B., Vaitulevich S.F. Sluggishness of auditory perception during localization of short moving sound images // Human Physiology. 2010. V. 36. № 4. P. 399.Петропавловская Е.А., Шестопалова Л.Б., Вайтулевич С.Ф. Проявления инерционности слуховой системы при локализации движущихся звуковых образов малой длительности // Физиология человека. 2010. Т. 36. № 4. С. 34.Petropavlovskaya E.A. Shestopalova L.B., Vaitulevich S.F. Predictive ability of the auditory system during smooth and abrupt movements of low-intensity sound images // Neurosci. Behav. Physiol. 2012. V. 42. № 8. P. 911.Петропавловская Е.А., Шестопалова Л.Б., Вайтулевич С.Ф. Предсказательная способность слуховой системы при плавном движении и скачкообразном перемещении звуковых образов малой длительности // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2011. Т. 61. № 3. С. 293.Kollmeier B., Gilkey R.H. Binaural forward and backward masking: evidence for sluggishness in binaural detection // J. Acoust. Soc. Am. 1990. V. 87. № 4. P. 1709.Culling J.F., Summerfield Q. Measurements of the binaural temporal window using a detection task // J. Acoust. Soc. Am. 1998. V. 103. P. 3540.Bernstein L.R., Trahiotis C., Akeroyd M.A., Hartung K. Sensitivity to brief changes of interaural time and interaural intensity // J. Acoust. Soc. Am. 2001. V. 109. P. 1604.Grantham D.W., Wightman F.L. Detectability of varying interaural temporal differences // J. Acoust. Soc. Am. 1978. V. 63. P. 511.Akeroyd M.A. A binaural beat constructed from a noise // J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 128. P. 3301.Varfolomeev A.L., Starostina L.V. [Auditory event-related potentials to the apparent auditory image motion] // Ross. Fiziol. Zh. Im. I.M. Sechenova. 2006. V. 92. № 9. P. 1046.Варфоломеев А.Л., Старостина Л. В. Слуховые вызванные потенциалы человека при иллюзорном движении звукового образа // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2006. Т. 92. № 9. С. 1046.Krumbholz K., Hewson-Stoate N., Schönwiesner M. Cortical response to auditory motion suggests an asymmetry in the reliance on inter-hemispheric connections between the left and right auditory cortices // J. Neurophysiol. 2007. V. 97. P. 1649.Altman Ya.A. [Localization of moving sound source]. L.: Nauka, 1983. 176 p.Альтман Я.А. Локализация движущегося источника звука. Л.: Наука, 1983. 176 с.Chandler D.W., Grantham D.W. Minimum audible movement angle in the horizontal plane as a function of stimulus frequency and bandwidth, source azimuth, and velocity // J. Acoust. Soc. Am. 1992. V. 91. № 3. P. 1624.Saberi K., Hafter E.R. Experiments on auditory motion discrimination / Binaural and Spatial Hearing in Real and Virtual Environments. NJ: Erlbaum Publ., 1997. P. 315.Altman J.A., Romanov V.P. Psychophysical characteristics of the auditory image movement perception during dichotic stimulation // Int. J. Neurosci. 1988. V. 38. P. 369.Strybel T.Z., Manligas C.L., Chan O., Perrott D.R. A comparison of the effects of spatial separation on apparent motion in the auditory and visual modalities // Percept. Psychophys. 1990. V. 47. № 5. P. 439.Zuk N., Delgutte B. Neural coding and perception of auditory motion direction based on interaural time differences // J. Neurophysiol. 2019. V. 122. № 4. P. 1821.Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A., Salikova D.A., Semenova V.V. Temporal integration of sound motion: Motion-onset response and perception // Hear. Res. 2024. V. 441. P. 108922.Getzmann S. Effects of velocity and motion-onset delay on detection and discrimination of sound motion // Hear. Res. 2008. V. 246. P. 44.Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A. [Mismatch negativity and spatial hearing] // Usp. Fiziol. Nauk. 2019. V. 50. № 3. P. 14.Шестопалова Л.Б., Петропавловская Е.А. Негативность рассогласования и пространственный слух // Успехи физиол. наук. 2019. Т. 50. № 3. С. 14.Friedman D., Cycowicz Y.M., Gaeta H. The novelty P3: an event-related brain potential (ERP) sign of the brain’s evaluation of novelty // Neurosci. Biobehav. 2001. V. 25. P. 355.Polich J. Updating P300: an integrative theory of P3a and P3b // Clin. Neurophysiol. 2007. V. 118. P. 2128.