Sensory SystemsSensory SystemsСенсорные системы0235-00923034-5936The Russian Academy of Sciences67579710.31857/S0235009223040029QNREOLЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯFeatures of speech signal recognition in conditions of vocal competition with normal hearing and with hearing or speech disordersОсобенности распознавания речевых сигналов в условиях голосовой конкуренции в норме и при нарушениях слухоречевой функцииBalyakovaA. A.БаляковаА. А.ogorodnikovaea@infran.ruLabutinaO. V.ЛабутинаО. В.ogorodnikovaea@infran.ruMedvedevI. S.МедведевИ. С.ogorodnikovaea@infran.ruPakS. P.ПакС. П.ogorodnikovaea@infran.ruOgorodnikovaE. A.ОгородниковаЕ. А.ogorodnikovaea@infran.ruPavlov Institute of Physiology, Russian Academy of SciencesФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук0110202337434234728022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0235-0092/article/view/675797

We studied the features of speech signals perception in conditions of vocal competition based on gender (male/female voice) in subjects of different ages and status of auditory and speech functions. Psychophysical measurements were carried out while simulating a “speech cocktail” situation by simultaneously pronounced different words by a male and female. The average fundamental voice frequency for the male speaker was 108 ± 5.92 Hz, for the female speaker – 185 ± 12.03 Hz. Both speakers were standard native speakers of the Russian language. Digital recordings of speech signals were equalized in intensity and compounded so that the total test stimulus was a synchronized mixture of words spoken by a male (M) and female (F) voice. Test speech signals were presented through headphones or through a speaker located in front of the auditor at a distance of 50 cm. The indicators of reaction time and the number of correct recognitions of words of the target speaker (M or F) were compared in 4 groups of subjects of different ages and hearing or speech status: adult subjects with normal hearing and speech (n = 35) and with hearing impaired (n = 26); schoolchildren with normotypical development (n = 26) and with speech disorders (n = 25). The results indicated a falling in the ability to segrerate target speech streams under conditions of vocal competition in the subjects with hearing and speech dysfunctions included in the comparative study. Differences in the perception of male and female voices in subjects with hearing loss and with speech problems were obtained. This result may have a biological and social basis. The data have practical significance for the development of a system of auditory and speech training and modern hearing aid technologies.

Исследовали особенности восприятия речевых сигналов в условиях голосовой конкуренции по гендерному признаку (мужской/женский голос) у испытуемых разного возраста и состояния слухоречевой функции. Психофизические измерения проводили при имитации ситуации “речевого коктейля” путем одновременного произнесения разных слов диктором-мужчиной и диктором-женщиной. Средняя частота основного тона голоса (ЧОТ) у диктора-мужчины составляла 108 ± 5.92 Гц, у диктора-женщины – 185 ± 12.03 Гц. Оба диктора являлись нормативными носителями русского языка. Цифровые реализации записей выравнивали по интенсивности и микшировали, чтобы суммарный тестовый стимул представлял собой смесь слов, произнесенных мужским (М) и женским (Ж) голосом, с синхронизацией времени начала их звучания. Тестовые речевые сигналы предъявляли через наушники или через динамик, расположенный перед аудитором на расстоянии 50 см. Сравнивали показатели времени реакции и числа правильных распознаваний слов целевого диктора (М или Ж) у четырех групп испытуемых разного возраста и слухоречевого статуса: взрослые испытуемые с нормой слуха и речи (n = 35) и с нарушениями слуха (n = 26); школьники с нормотипичным развитием (n = 26) и с нарушениями речи (n = 25). Результаты свидетельствовали об ухудшении способности выделять целевые речевые потоки в условиях голосовой конкуренции при нарушениях слуха и речи, включенных в сравнительное исследование. У испытуемых с тугоухостью и с речевыми проблемами выявлены различия в восприятии мужского и женского голоса, которые могут иметь биологическую и социальную основу. Результаты имеют практическое значение для развития системы слухоречевых тренировок и современных технологий слухопротезирования.

voice competition conditionsspeech recognitionspeech cocktailgender differences of voicehearing lossspeech disordersauditory and speech trainingголосовая конкуренцияраспознавание речевых сигналовречевой коктейльгендерные различия голосатугоухостьнарушения речислухоречевая тренировкаBoboshko M.J., Garbaruk E.S., Zhilinskaya E.V., Salakhbekov M.A. Tsentral’nye slukhovye rasstroistva (obzor literatury) [Central auditory processing disorders (literature review)] Russian otorhinolaryngology. 2014. V. 5. P. 87 (in Russian).Бобошко М.Ю., Гарбарук Е.С., Жилинская Е.В., Салахбеков М.А. Центральные слуховые расстройства (обзор литературы). Российская оториноларингология. 2014. № 5. С. 87.Gaykova Yu.S., Lyakso E.E. Individual’nyy vklad kharakteristik materinskoy rechi v rechevoye razvitiye rebenka pervogo goda zhizni. [Individual contribution of maternal speech characteristics to the speech development of a child in the first year of life] Bulletin of St. Petersburg University. Series 3: Biology. 2011. № 3. P. 66–74 (in Russian).Гайкова Ю.С., Ляксо Е.Е. Индивидуальный вклад характеристик материнской речи в речевое развитие ребенка первого года жизни. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3: Биология. 2011. № 3. С. 66–74.Grinenko S.V. Gendernaya assimetriya v obrazovanii. [Gender asymmetry in education] Modern scientific research and innovation. 2014. № 12 (3). URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/41818 (in Russian).Гриненко С.В. Гендерная ассиметрия в образовании. Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12 (3). URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/41818Yerkudov V.O., Ogorodnikova E.A., Pugovkin A.P., Ser-geyev I.V., Slyaptsova T.N., Kundrat Ye.O., Lupanova P.A., Pakhomova M.A., Denisenko M.D., Bala-shov A.L. Vydeleniye golosa tselevogo diktora v usloviyakh rechevoy konkurentsii u shkol’nikov s razlichnym psikhoemotsional’nym statusom. [Selection of the target speaker’s voice in conditions of speech competition among schoolchildren with different psycho-emotional status]. Pediatrician. 2019. V. 10. № 4. P. 51–59. https://doi.org/10.17816/PED10451 (in Russian).Еркудов В.О., Огородникова Е.А., Пуговкин А.П., Сергеев И.В., Сляпцова Т.Н., Кундрат Е.О., Лупанова П.А., Пахомова М.А., Денисенко М.Д., Балашов А.Л. Выделение голоса целевого диктора в условиях речевой конкуренции у школьников с различным психоэмоциональным статусом. Педиатр. 2019. Т. 10. № 4. С. 51–59. https://doi.org/10.17816/PED10451Koroleva I.V. Osnovy audiologii i slukhoprotezirovaniya. [Fundamentals of audiology and hearing aid]. SPb.: KARO, 2022. 448 p. (in Russian).Королева И.В. Основы аудиологии и слухопротезирования. СПб: КАРО, 2022. 448 с.Koroleva I.V., Ogorodnikova E.A., Pak S.P., Levin S.V., Baliakova A.A., Shaporova A.V. Metodicheskiye podkhody k otsenke dinamiki razvitiya protsessov slukhorechevogo vospriyatiya u detey s kokhlearnymi implantami. [Methodological approaches to assessing the dynamics of the development of hearing and speech perception processes in children with cochlear implants] Russian Otorhinolaryngology. 2013. № 3. P. 75–85. (in Russian).Королева И.В., Огородникова Е.А., Пак С.П., Левин С.В., Балякова А.А., Шапорова А.В. Методические подходы к оценке динамики развития процессов слухоречевого восприятия у детей с кохлеарными имплантами. Российская оториноларингология. 2013. № 3. С. 75–85.Koroleva I.V., Ogorodnikova E.A., Pak S.P., Levin S.V. Znacheniye tsentral’nykh mekhanizmov slukha v vosstanovlenii vospriyatiya rechi u glukhikh patsiyentov posle kokhlearnoy implantatsii. [The importance of central hearing mechanisms in the restoration of speech perception in deaf patients after cochlear implantation] Special education. 2017. № 3. P. 100. (in Russian).Королева И.В., Огородникова Е.А., Пак С.П., Левин С.В. Значение центральных механизмов слуха в восстановлении восприятия речи у глухих пациентов после кохлеарной имплантации. Специальное образование. 2017. № 3. С. 100.Ogorodnikova E.A., Balyakova A.A., Zhilinskaya E.V., Okhareva N.G., Pak S.P., Boboshko M.Yu. Slukhovaya trenirovka kak metod reabilitatsii patsiyentov s narusheniyami slukha i rechi [Auditory training as a method of rehabilitation of patients with hearing and speech impairments] Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2017. V. 23. № 1. P. 33. (in Russian).Огородникова Е.А., Балякова А.А., Жилинская Е.В., Охарева Н.Г., Пак С.П., Бобошко М.Ю. Слуховая тренировка как метод реабилитации пациентов с нарушениями слуха и речи. Folia Otorhinolaryngologiae et Pathologiae Respiratoriae. 2017. Т. 23. №. 1. С. 33.Ogorodnikova E.A., Labutina O.V., Pak S.P. Imitatsiya slozhnoy akusticheskoy stseny pri stimulyatsii cherez golovnyye telephony [Simulation of a complex acoustic scene when stimulated through headphones]. Bulletin of psychophysiology. 2022. № 2. P. 140–146. https://doi.org/10.34985/o0640-6924-4290-f (in Russian).Огородникова Е.А., Лабутина О.В., Пак С.П. Имитация сложной акустической сцены при стимуляции через головные телефоны. Вестник психофизиологии. 2022. № 2. С. 140–146. https://doi.org/10.34985/o0640-6924-4290-fOgorodnikova E.A., Stolyarova E.I., Balyakova A.A. Osobennosti slukhorechevoy segmentatsii u detey shkol’nogo vozrasta s normal’nym slukhom i narusheniyami slukha i rechi [Features of auditory-speech segmentation in school-age children with normal hearing and hearing and speech impairments] Sensory systems. 2012. V. 26. № 1. P. 20–31. (in Russian).Огородникова Е.А., Столярова Э.И., Балякова А.А. Особенности слухоречевой сегментации у детей школьного возраста с нормальным слухом и нарушениями слуха и речи. Сенсорные системы. 2012. Т. 26. № 1. С. 20–31.Andreeva I.G. Spatial selectivity of hearing in speech recognition in speech-shaped noise environment. Hum Physiol. 2018. V. 44 (2). P. 226–236. https://doi.org/10.1134/S0362119718020020Andreeva I.G. Spatial selectivity of hearing in speech recognition in speech-shaped noise environment. Hum Physiol. 2018. V. 44 (2): 226–236. https://doi.org/10.1134/S0362119718020020Bregman A.S. Auditory scene analysis: the perceptual organization of sound. Cambridge: MIT Press. 1990.Bronkhorst A.W. The cocktail-party problem revisited: Early processing and selection of multi-talker speech. Attention, Perception & Psychophysics. 2015. V. 77(5). P. 1465–1487. https://doi.org/10.3758/s13414-015-0882-9Bronkhorst A.W. The cocktail-party problem revisited: Early processing and selection of multi-talker speech. Attention, Perception & Psychophysics. 2015. V. 77 (5). P. 1465–1487. https://doi.org/10.3758/s13414-015-0882-9Cherry E.C. Some experiments on the recognition of speech, with one and with two ears. J. Acoust. Soc. Am. 1953. V. 25. № 5. P. 975.Efendi D., Caswini N., Rustina Y., Iskandar A.D. Combination of mother therapeutic touch (MTT) and maternal voice stimulus (MVS) therapies stabilize sleep and physiological function in preterm infants receiving minor invasive procedures. Journal of Neonatal Nursing. 2018. № 6 (24). P. 318–324. https://doi.org/10.1016/j.jnn.2018.08.001Fogerty D., Ahlstrom J.B., Bologna W.J., Dubno J.R. Sentence intelligibility during segmental interruption and masking by speech-modulated noise: Effects of age and hearing loss. J Acoust Soc Am. 2015. 137 (6): 3487–501. https://doi.org/10.1121/1.4921603Gutschalk A., Dykstra A.R. Functional imaging of auditory scene analysis. Hear. Res. 2014. V. 307. P. 98.Kalikow D.N., Stevens K.N., Elliott L.L. Development of a test of speech intelligibility in noise using sentence materials with controlled word predictability. J Acoust Soc Am. 1977. 61 (5): 1337–51. https://doi.org/10.1121/1.381436. PMID: 881487Kalikow D.N., Stevens K.N., Elliott L.L. Development of a test of speech intelligibility in noise using sentence materials with controlled word predictability. J Acoust Soc Am. 1977. 61 (5): 1337–51. https://doi.org/10.1121/1.381436 PMID: 881487Moore B.C.J. An Introduction to the Psychology of Hearing. Leiden. Brill. 2012. 442 p.Musiek F.E., Chermak G.D. Handbook of central auditory processing disorder. San Diego. Plural Publishing. 2014. V. 1. Auditory neuroscience and diagnosis. 768 p.Popper A.N., Fay R.R. (Eds). Perspectives on auditory research. Springer handbook of auditory research. 2014. 680 p.Shamma S.A., Elhilali M., Micheyl C. Temporal coherence and attention in auditory scene analysis. Trends Neurosci. 2011. V. 34. P. 114.