سمعک و شنوایی سنجی

حرکات چشم هنگامی که شرکت کنندگان جملات ارایه شده را یکی پس از دیگری بر روی صفحه کامپیوتر می خواندند، و دیگری، خواندن از کجا سمعک بخرم زمانها برای جملاتی که یک کلمه در یک زمان ارائه میشد (تکنیکی که self-paced reading نامیده شد).

Garnsey و همکارانش نشان دادند که افعال با بایاس مستقیم مثل understand                                 (mary understood the question han no solution) دیده نمیشود.

استفاده تجزیه گر از اطلاعات بایاس فعل یا آزمایشات ERP نیز مورد بررسی قرار گرفته است. همانگونه که در فصل 2 گفته شد انواع مختلفی از پاسخهای ERP با آنومالیهای نحوی (که منجر به تولی P600 میشود) و آنومالیهای معنایی (که منجر به تولید N400 میشود) وجود دارد.

Osterhout در سال 1994 پاسخهای ERP به جملات با بیمه سمعک مکملهای سببی نظیر مثالهای ذیل را اندازه گیری کرد:

                                             

سه فعل استفاده شده در این جملات از همدیگر متفاوت میباشند:

Hope زیر گروهی است فقط برای یک مکمل جمله ای (نمیتواند مفعول مستقیم بگیرد)

Believe میتواند مفعول مستقیم و یا یک مکمل جمله ای بگیرد اما به سمت یک مفعول مستقیم بایاس دارد.

Charge میتواند مفعول مستقیم و یا یک مکمل جمله ای بگیرد اما به سمت یک مکمل جمله ای بایاس دارد.

Osterhout در جمله 31b یک موج P600 مشاهده کرد (نشاندهنده اینست که شرکت کنندگان یک آنومالی نحوی را تجربه کرده اند). بایاس مفعول مستقیم فعل باعث شد شرکت کنندگان the patient را بعنوان مفعول مستقیم آنالیز نمایند. جملات با افعال hoped  و charged موج P600 را تولید نکردند که احتمالا به این خاطر میباشدکه the patient ابتداً بعنوان یک مفعول مستقیم پردازش نگردید.

تجربیاتی نظیر اینها نشان میدهد که اطلاعات بایاس فعل بوسیله تجزیه گرسمعک oticon مورد استفاده قرار میگیرد تا تصمیم گیری نماید چه ساختاری را ایجاد نماید. در فصل 2 گفته شد که یک ورودی واژگانی برای یک فعل، محدودیت های انتخابی نیز برای آن فعل دارد.

کلینیک سمعک و شناخت آن

اطلاعات واژگانی  (Lexical Information)

  ورودی مستقیم به تجزیه گر شامل مجموعه ای از کلمات میباشد که سمعک بصورت خطی قرار گرفته اند (یکی پس از دیگری). وظیفه تجزیه گر اینست که معین نماید این کلمات از لحاظ سلسله مراتب چگونه بهم مربوط میشوند. متریال واژگانی با حجم بالایی از اطلاعات نه تنها معنایی بلکه Morphosyntactic به سمت تجزیه گر می آیند.

ورودی های واژگانی حاوی اطلاعاتی هستند که هم درباره فریم های زیرگروهای افعال میباشد (یعنی مباحثی که یک فعل میتواند داشته باشد) و هم درباره اینکه چگونه افعال خاص اغلب بوسیله انواع خاصی از مباحث دنبال میشوند. ساختار جمله 7b اینجا تکرار میشود اما با از کجا سمعک بخرم محتوای نحوی متفاوت:

                                 

جمله حاوی یک ابهام ساختاری لوکال میباشد:

The problem میتواند مفعول مستقیم understood باشد و یا فاعل یک جمله واره جدید. با استفاده از minimal attachment ، تفسیر مفعول مستقیم بطور اولیه ترجیح داده میشود اما این مسئله وقتی که به کلمه had میرسیم منجر به garden path  میشود.

ابهام لوکال در جمله 30 ، بناچار ناشی از این واقعیت میباشد که فریم زیرگروه برای understood اجازه یک مفعول مستقیم همچنین یک مکمل جمله ای را میدهد. افعال دیگر مثل think متفاوت میباشند و به مکملهای جمله ای اجازه میدهند (Mary thinks she know the truth) اما اجازه مفعول های مستقیم را نمیدهند (Mary thinks the truth).

علاوه بر این محدودیت های فریم زیرگروه، ورودی واژگانی برای یک فعل حاوی اطلاعاتی درباره اینست که مباحث احتمالی فعل بیشتر چه مواردی است. بعنوان مثال ، هم understand و هم  admit مفعول مستقیم یا مکملهای جمله ای میگیرند اما مفعول مستقیم برای understand مرسوم تر است در حالیکه مکمل جمله ای برای admit مرسوم تر است.

Garnsey و همکارانش در سال 1997 داده های کلینیک سمعک وسیعی از افعال را تحت عنوان Verb’s argument Bias توسعه دادند که حاوی اطلاعاتی درباره اینکه کدام مباحث فعل مرسوم تر هستند. آزمایشات در این مطالعه از دو تکنیک مختلف برای اندازه گیری دشواری استفاده کردند:

سمعک اتیکن و ویژگی های آن

یک توضیح خیلی ساده برای این مسئله سمعک اینست که ساختار نحوی به لحاظ سایکولوژیکی یک واقعیت غیر قابل انکار میباشد. یادآوری دسته ای از کلمات که به لحاظ نحوی بهم مرتبط میباشند راحتتر می باشد.

فرضیه آلترناتیو دیگر اینست که یادآوری در آزمایشاتی مثل موردی که شرح داده شد، فقط بوسیله ساختار نحوی نمیباشد بلکه بوسیله روابط معنایی (Semantic) که بین کلمات وجود دارد نیز میباشد بنحویکه از مثال دوم، معنایی قابل برداشت میباشد ولی در مثال اول نه. آیا افراد قادر به تخمین روابط نحوی در غیاب معنی میباشند؟ مصرع آغازین شعر Jabberwocky نوشته Lewis Carroll در سال 1872 را در نظربگیرید:

 

وقتی که شما زبان Jabberwocky را میشنوید یا میخوانید (این زبان شامل شبه کلماتی هستندکه در فریم های نحوی گرامری قرار گرفته اند) نمیتوانید چیزی متوجه شوید اما روابط نحوی ای را میتوانید حدس بزنید حتی ممکن است شما درباره اینکه این کلمات واقعا چه معنی میدهند هیچ ایده ای نداشته باشید. در یک مطالعه، از fMRI جهت بررسی فعالیت مغز در افرادی که به گفتار با و بدون معنی و با یا بدون قواعد نحوی گوش میکردند استفاده کردند، جملاتی همانند مثالهای ذیل:

                                 

مطالعه نشان داد که هنگامی که ورودی پردازشی شامل روابط نحوی (مانند جمله 3a و 3b ) میباشند در مقایسه با لیست کلمات ساده (مانند جمله 3c و 3d )، مناطق خاصی از مغزدر کورتکس فرونتال تحتانی چپ بطور انحصاری بکار گرفته میشوند.

این آزمایش و آزمایشات بسیار دیگری که فعالیت  مغز را در طی حساسیت شنوایی پردازش مغز بررسی میکنند، مشخص کرد که پردازش نحوی نه تنها دارای واقعیت سایکولوژیکی میباشد بلکه دارای همبستگی های سایکولوژیکی ویژه نیز میباشد. تحقیقاتی که پتانسیل های وابسته به رویداد (ERP) را بررسی میکنند اجزایی را کشف کردند که بطور ویژه مربوط به پردازش نحو میباشند که برخی از آنها بطور مختصر در فصل 3 مورد بحث قرار گرفت. دو مورد از این اجزاء شامل ELAN (Early Left Anterior Negativity) و LAN (Left Anterior Negativity) میباشد. در هر دو این اجزاء، در جملاتی که به لحاظ نحوی ناهنجاری وجود دارد، افزایش Negativity دیده میشود. ELAN خیلی زودرس تر میباشد     سمعک استخوانی (حدود 200-150 میلی ثانیه پس از شروع ناهنجاری) و یک پاسخ به ساختار نحوی میباشد که قابل پیش بینی نمیباشد همانند مثال 4a در مقایسه با 4b :

سمعک نامرئی و فواید آن

 سپس بحث میکنیم که چطور مطالعه ابهامات ساختاری باعث روشن شدن چگونگی اعمال تجزیه گر میشود و در نهایت، انواع مختلفی از اطلاعات را در نظر میگیریم که تجزیه گر میتواند سمعک استخوانی برای تعیین روابط نحوی بین کلمات بکار برد.

 

واقعیت سایکولوژیکی ساختار نحوی

پردازش جمله شامل بازیافت ساختارهای ذهنی انتزاعی بر مبنای فقط دانش زبانی شنونده میباشد چراکه سیگنال بخودی خود شامل هیچ نوع اطلاعاتی درباره نحو نمیباشد. در نوشتار، کاما و نقطه گذاری ها مشخص میکنند که عبارات کی شروع میشوند و کی تمام میشوند، در گفتار، عروض (Prosody) گاهی اوقات اطلاعاتی را درمورد انواع خاصی از سازه های نحوی دربردارد (درباره این موضوع بعدا بحث خواهد شد). اما برای اغلب موارد، واحدهای نحوی بیمه سمعک ( از subject NPs تا Predicate VPs و هرچیزی که بین ایندو قرار میگیرد) همانند آنچه که در سیگنال هستند، نامگذاری نمیشوند. ما هنوز هم فکر میکنیم که شنونده (و خواننده) بطور سیستماتیک هنگام پردازش جملات، ساختار نحوی را محاسبه مینمایند. اما چطور ما همچین چیزی را میدانیم؟

آزمایشات اولیه ای که بر روی درک خدمات سمعک جمله مطالعه میکردند ارزیابی کردند که چطور پردازش جملات، عملکرد در کارهای شناختی دیگری همچون حافظه و درک را متاثر مینماید. در این نوع آزمایشات از فرد خواسته میشدکه لیستی از کلمات را حفظ نماید و یا به لیستی از کلمات که در نویز ارائه میشوند گوش کنند و محققین بررسی میکردند که تحت شرایط متفاوت چه مقدار از عملکرد آسیب می دید. در یک آزمایش در سال 1950 (Miller & Selfridge) مقایسه کردند که چطور مردم لیست کلمات شبیه مثال ذیل را حفظ می نمایند:

یافته سیستماتیک در آزمایشاتی نظیر مثال فوق، این بود که یادآوری مجموعه کلمات غیرساختاری همانند 50 کلمه مثال اول به مراتب سخت تر از مجموعه کلمات ساختاری همانند50 کلمه مثال دوم بود. درصد بیشتری از کلمات ساختاری نسبت به کلمات غیرساختاری فراخوانده شدند.

سمعک زیمنس و مدل های آن

 

جهت فهم پیام منتقل شده توسط جمله، شنونده بایستی سمعک واحدهای ساختاری که بیانگر معنی مورد نظر میباشند را بازسازی نماید. در فصل 5 عنوان شد که گوینده، نمایشهای ذهنی اجزاء را ایجاد مینماید یعنی مجموعه ای از کلمات که به لحاظ نحوی بهم ارتباط دارند. همانگونه که در فصل 6 بحث گردید شنونده، دانش زبانی و اطلاعات موجود در سیگنال اکوستیکی را برای بازسازی یک نمایش فنولوژیکی بکار میبرد که بعدا برای بازیابی مجموعه آیتم های واژگانی (lexical) از واژگان درونی استفاده میشود. شناسایی روابط نحوی (Syntactic) بین دو مجموعه لغات دریافتی، قدم اساسی بعدی میباشد که در نهایت منجر به بازیابی معنی اصلی مورد نظر گوینده میشود. بازیابی ساختار یک جمله (که مورد بحث این فصل میباشد) کاری است که بر عهده پردازشگرساختاری (Structural Processor) یا تجزیه گر (Parser) میباشد.

مروری بر عملکردهای پایه ای نحو(Syntax) به فهم عمل تجزیه گر کمک خواهد کرد:

ساختارهای پایه ای را ایجاد میکند.

جملات ساده را پس از ترکیب، به جملات پیچیده تبدیل مینماید.

اجزای تشکیل دهنده جملات را از یک موقعیت ساختاری به موقعیت دیگر انتقال میدهد.

تجزیه گر، نیازمند شناسایی اجزای اصلی جملات میباشد (اجزایی همچون مسند و مسند الیه، عبارات قیدی و ...) و فقط زمانی قادر به انجام این کار میباشد که بتواند جملات پیچیده محافظ گوش ضد آب را به عبارات ساده تر تجزیه نماید و همچنین قادر به شناسایی اجزایی باشد که حرکت داده میشوند و آنها را با فواصلی (Gap) که در پس موقعیت های ساختاری اصلی آنها قرار دارند، متصل نماید.

در بخشهایی که در ادامه می آید به لحاظ psycholinguistic توضیح داده میشود که چگونه تجزیه گر، ساختار را در طی پردازش جمله تشکیل میدهد. ما در ابتدا به پرسش واقعیت سایکولوژیکی ساختار جمله می پردازیم و شواهدی را بر این ادعا فراهم میکنیم تجویز سمعک که عباراتی که جملات پیچیده را تشکیل میدهند بصورت واحدهای منفرد پردازش میشوند.

انواع سمعک هوشمند نامرئی و کاربردهای آن

سمعک ها بخشی از مشکلات مربوط به کم شنوایی را رفع می کنند. در کم شنوایی حسی عصبی چندین مشکل وجود دارد که باید حل شود. برخی صدا ها غیر قابل شنیدن اند و برخی دیگر قابل شنیدن اند چون بخشی از طیف صوتی شان شنیده می شود، اما ممکن است به درستی تشخیص داده نشوند، چون بقیه ی قسمت های طیف صوتی شان (مثلاً بخش high frequency) بطور غیر قابل شنیدن باقی می ماند. در فردی با افت حسی-عصبی، محدوده پویایی(DR) یا همان فاصله بین ضعیف ترین صداهای قابل شنیدن (PTA) و بیشترین شدت صوت قابل تحمل(LDL) نسبت به یک فرد سالم، کم تر است. برای جبران این مسئله سمعک باید صداهای ضعیف را نسبت به صداهای بلند بیشتر تقویت کند. بعلاوه، افت حسی-عصبی توانایی فرد در کشف و تجزیه یک فرکانس، در حضور سایر فرکانس ها را کاهش می دهد. و نیز توانایی فرد در شنیدن سیگنالی که سریع ادامه می یابد یا سیگنال متفاوتی که بلافاصله به دنبال آن می آید کاهش یافته است، این کاهش تفکیک فرکانسی و تفکیک زمانی ماسک گفتار توسط نویز را نسبت به یک فرد نرمال محتمل تر می کند.

کمبود شنوایی به این معنی است که شخص مبتلا به افت حسی- عصبی برای ارتباط موثر نیاز به نسبت سیگنال به نویز بزرگتری نسبت به فرد نرمال دارد، حتی وقتی صدا توسط سمعک تقویت می شود. در مقابل، در ضایعه ی انتقالی وقتی صدا از گوش میانی عبور می کند شدت آن کاهش می یابد.

برای درک اینکه انواع سمعک ها چه طور کار می کنند باید مشخصات فیزیکی سیگنال ها را درک کنید. این مشخصات شامل: تعداد نوسانات (فرکانس )، زمان صرف شده برای تکرار یک نوسان (دوره )، مسافتی که یک دوره موج در آن تکرار می شود ( طول موج)، مسیری که صوت اطراف مانع منحرف می شود (انکسار)، قدرت یک موج صوتی (فشار یا سطح فشار صوتی )، تجزیه یک صوت پیچیده به اجزای تون خالص در فرکانس های مختلف (طیف)، یا به چند باند فرکانسی (اکتاو، 3/1 اکتاو و یا باندهای بحرانی) و میزان ارتعاش هوا وقتی در معرض یک موج صوتی قرار می گیرد (سرعت و امپدانس).

تقویت کننده های داخل سمعک به 2 نوع خطی و غیر خطی طبقه بندی می شوند. تقویت کننده ی خطی اصوات یک فرکانس مشخص را با مقادیر مشابهی تقویت می کند و مهم نیست که سطح سیگنال چقدر باشد یا چه اصوات دیگری همزمان ارائه شوند. میزان تقویت به صورت نموداری از بهره در برابر فرکانس نشان داده می شود (بهره – پاسخ فرکانسی ) یا به صورت نمودار سطح خروجی در برابر سطح ورودی (منحنی I-O). بیشترین شدت تولید شده توسط سمعک زیمنس به عنوان سطح  فشار صوتی اشباع (SSPL) شناخته می شود. صدایی که از سمعک فوناک خارج می شود هم در کانال گوش بیمار قابل اندازه گیری است و هم در یک کوپلر کوچک یا شبه گوش ear stimulator)) که حجمی شبیه گوش واقعی دارد.