Auditiv feedback
Auditiv återkoppling ( AF ) är ett hjälpmedel som används av människor för att kontrollera talproduktion och sång genom att hjälpa individen att verifiera om den aktuella produktionen av tal eller sång överensstämmer med hans akustisk-auditiva avsikt. Denna process är möjlig genom den så kallade auditiva återkopplingsslingan, en tredelad cykel som låter individer först tala, sedan lyssna på vad de har sagt och slutligen korrigera det när det behövs. Ur rörelsevetenskapens och neurovetenskapens synvinkel kan den akustisk-auditiva talsignalen tolkas som ett resultat av rörelser (skickliga handlingar) hos talartikulatorer (underkäken, läpparna, tungan, etc.). Auditiv återkoppling kan följaktligen antas som en återkopplingsmekanism som styr skickliga handlingar på samma sätt som visuell återkoppling kontrollerar lemrörelser (t.ex. att nå rörelser).
Tal
Auditiv feedback gör att man kan övervaka sitt tal och snabbt rätta till produktionsfel när man identifierar ett, vilket gör det till en viktig komponent i flytande talproduktioner. Rollen av auditiv feedback på talmotorisk kontroll undersöks ofta genom att utsätta deltagarna för frekvensförändrad feedback . Att inducera korta och oförutsägbara förändringar i frekvensen av deras auditiva feedback har genomgående visat sig inducera en "pitch-shift-reflex", vilket antyder att denna reflex hjälper till att stabilisera röstfrekvensen runt det önskade målet.
Men på grund av det faktum att auditiv återkoppling behöver mer än 100 millisekunder innan en korrigering sker på produktionsnivå, är det en långsam korrigeringsmekanism i jämförelse med varaktigheten (eller produktionstiden) för talljud (vokaler eller konsonanter). Således är auditiv återkoppling för långsam för att korrigera produktionen av ett talljud i realtid. Icke desto mindre har det visat sig att auditiv återkoppling kan förändra tal-ljudproduktionen under en serie försök (dvs. anpassning genom återinlärning; se t.ex. störningsexperiment gjorda med DIVA-modellen: neurocomputational speech processing ) . 10 minuter är vanligtvis tillräckligt för en nästan fullständig anpassning. Forskning har också visat att auditiva språkliga uppmaningar resulterade i större korrigering av akustiska störningar än icke-lingvistiska uppmaningar, vilket återspeglar minskningen av accepterad varians för avsett tal när externa språkliga mallar är tillgängliga för talaren.
Talinhämtning och utveckling
Auditiv återkoppling är ett viktigt hjälpmedel vid småbarns talinlärning , genom att ge barnet information om talresultat som används för att plocka upp och så småningom finslipa talmotoriska planeringsprocesser. Auditiva input produceras vanligtvis av en kommunikationspartner (t.ex. vaktmästare) och hörs av det lilla barnet, som sedan försöker imitera dem. Barn så unga som fyra års ålder har visat förmågan att anpassa talmotoriska mönster till upplevda förändringar i vokalens hörselåterkoppling, vilket gör det möjligt för dem att bibehålla noggrannheten i sitt tal. Barns talmotoriska anpassningsförmåga är dock inte helt optimerade på grund av deras begränsade auditiva perceptuella färdigheter. Således kommer förbättringar i barns förmåga att uppfatta relevant akustisk egenskap vanligtvis att följas av en förbättring av deras talanpassningsprestanda.
Individer som föds döva misslyckas ofta med att tillägna sig ett flytande tal, vilket ytterligare förstärker hur auditiv feedback spelar en avgörande roll i talförvärv och utveckling.
Experiment med fördröjd auditiv feedback indikerar att auditiv feedback är viktig under talproduktion, även hos vuxna. Det har visat sig att allvarliga störningar i tal uppstår när tidpunkten för röståterkoppling är försenad för en normal talare. Individer som blir döva postlingualt och inte längre kan ta emot röståterkoppling upplever vanligtvis också en försämring av talkvaliteten, vilket understryker vikten av auditiv återkoppling i talbildningen under ens livstid.
Påverkan på talstörningar
Stamning
Stamning sägs bero på ineffektiv övervakning av auditiv återkoppling, främst orsakad av ett underskott i det kortikala hörselsystemets modulering under talplanering. När flytande talare upptäcker en plötslig oregelbundenhet i en specifik akustisk parameter i deras auditiva återkoppling, kan de omedelbart korrigera felet i deras talproduktion. Individer som stammar visar sig å andra sidan ha en svagare förmåga än normalt att rätta till sådana fel. Individer som stammar uppvisar därför ineffektiva auditiva jämförelser av önskade talrörelser, jämfört med flytande talare.
Fördröjd auditiv återkoppling har visat sig vara en effektiv behandling för vissa individer som stammar, eftersom förlängning av tiden mellan tal och hörseluppfattning ger mer tid att bearbeta och rätta till fel.
Apraxi av tal
Det påstås att individer med apraxi av tal har svaga feedforward- program, vilket resulterar i att deras tal inte fungerar. Dessa individer utvecklar därför ett starkt beroende av auditiv feedback för att minimera och reparera talfel även i senare skeden av deras liv, medan flytande talare lätt övergår från feedbackberoende till feedforward-dominerande. Detta är inte idealiskt eftersom stort beroende av mestadels auditiv feedback sägs vara ineffektivt för att producera snabbt och korrekt tal.
Auditiv maskering har visat sig minska varaktigheten av obehindrat språk och öka röstintensiteten såväl som stavelsefrekvensen hos vissa individer med apraxi av tal. Eftersom apraxi av tal sägs bero på svaga feedforward-program och stort beroende av auditiv feedback, kan auditiv maskering motiveras för att öka flyten genom att minska frekvensen av en talare som lyssnar på talfel, och därmed minska sannolikheten för att det genererar oväsen. korrigeringar.
Påverkan på synskadade individer
Förbättrad auditiv bearbetning kan observeras hos individer med synnedsättning , som delvis kompenserar för sin bristande syn med större känslighet i sina andra sensorer. Deras ökade känslighet för auditiv feedback gör att de kan visa en imponerande rumslig medvetenhet trots sin bristande syn.
Skrivbordshjälp
Studier har visat att när syn inte längre är den primära källan för att få information, skiftar fokus från syn till hörsel i skrivbordsmiljön. För närvarande finns det hjälpmedel som skärmläsare , som hjälper synskadade individer att få information på sina skrivbordsskärmar via auditiv feedback (t.ex. JAWS). Hjälpen kan komma i form av antingen talbaserad auditiv återkoppling eller icke-talbaserad auditiv återkoppling. Talbaserade gränssnitt är baserade på mänskligt tal, medan icke-talbaserade gränssnitt är baserade på miljöljud som musik eller konstgjorda ljudeffekter.
För synskadade innebär enbart beroende av talbaserad auditiv feedback en tyngre kognitiv belastning vilket är irriterande för användarna. Däremot är auditiv återkoppling utan tal trevlig och förmedlar information snabbare, men saknar detaljerad information i deras överföring och träning krävs för att förstå ledtrådarna. Därför är det mest idealiska gränssnittet för närvarande adaptiv auditiv återkoppling, som automatiskt övergår mellan tal och icke-tal-signaler baserat på användartillståndet. Ett sådant gränssnitt har visat sig vara bekvämare och genererar högre tillfredsställelse bland synskadade användare.
Inverkan på andra störningar
Grafomotorisk inlärning vid skrivstörningar
Ett försök genomfördes för att undersöka om auditiv feedback hade ett inflytande på att lära sig skriva. Det visade sig att hos vuxna gjorde auditiv feedback det möjligt för författaren att bättre urskilja sina skrivrörelser. Detta resulterade i ett ökat flöde och snabbhet att skriva när man använder ljud för att lära sig skrivandet av nya karaktärer. Efterföljande studier testade sedan användningen av auditiv feedback som ett hjälpmedel för barn med dysgrafi att lära sig skriva. Det visade sig att barnen kunde skriva smidigare, snabbare och tydligare efter att ha använt auditiv feedback när de skrev flera gånger.
Produkter baserade på auditiv feedback-principer har uppfunnits för att hjälpa individer med sådana skrivstörningar. Barn med talstörningar kan också ha nytta av sådana produkter. Till exempel använder en hörlur som heter Forbrain en benledare och en serie dynamiska filter för att korrigera uppfattningen av ens egen röst. Detta förbättrar koncentration, uppmärksamhet, tal, koordination och andra sensoriska funktioner. Den tilldelades av BETT Show 2015 i kategorin "ICT Special Educational Needs Solutions".
Motoriskt lärande vid rörelsestörningar
Patienter med cerebral pares har liten gångförmåga på grund av begränsningar i deras nervsystem . Auditiv återkoppling i form av periodiska ljudsignaler visade sig ha en signifikant förbättring av patienternas gång , med flera förklaringar föreslagna. En modell hävdar att auditiv återkoppling fungerar som en ytterligare informationskanal för de motoriska systemen, och därigenom minskar uppkomsten av motorfel och förfinar patienternas gång. En annan modell hävdar att ljudsignaler påverkar patienternas gång genom att styra rörelsemönster, såsom hälslagningstider . Genom att bära en apparat som ger omedelbar auditiv feedback på kvaliteten på ens gång, lärde sig barn med cerebral pares att sätta ner sina fötter på rätt sätt som undviker de ljud som skapas när negativa gångarter upptäcktes.
Social interaktion och motorisk koordinationsinlärning vid beteendestörningar
Användningen av en auditiv feedback-baserad behandling har visat sig ha förbättrat den sociala interaktionen, efterlikningen och koordinationsförmågan hos barn med autismspektrumstörning . Detta uppnås genom en programvara som använder sensorer för att spåra barns kroppsrörelser. Varje gest som görs kommer att aktivera en röstinspelning som artikulerar bitar av meningar. Barn måste sedan ordna om dessa meningsstycken för att bilda en berättelse. Olika indikatorer på koordination som rörelsemängd och hastighet registrerades också för att hålla reda på barnets förbättring genom dessa auditiva signaler.
Effekter på musikprestanda
Instrumentprestanda
Auditiv feedback är viktig för att plocka upp ett nytt musikstycke. Genom att utsätta nybörjarpianospelare för oregelbunden auditiv feedback gör de fler misstag jämfört med de som får logisk och förutsebar auditiv feedback. Att lära sig i närvaro av auditiv feedback förbättrade också ens minne av musikstycket.
Flera studier har dock visat att även utan auditiv feedback finns det inte mycket störningar för erfarna musikers prestationer. I frånvaro eller försening av auditiv återkoppling, vänder sig musiker till auditiva bilder för att styra sitt framförande. Andra former av feedback kan också användas som kompensation istället, som visuell feedback där musiker tittar på sina händer för att leda sitt framträdande. Större störningar sågs bara inom området för trampning, där resultat har visat att pianister var benägna att trampa på pedalen mer sällan i frånvaro av auditiv feedback.
Sång
Vikten av auditiv feedback när det gäller mänsklig sång granskas av Howell. I sångsammanhang är det viktigt för sångare att bibehålla tonhöjdsnoggrannhet, även när de överröstas av orkesterackompanjemang eller av medsångare. Många studier har undersökt effekterna av både extern auditiv feedback och proprioception (även känd som intern feedback) på tonhöjdskontroll. Det har visat sig att extern auditiv feedback är avgörande för att bibehålla tonhöjdsnoggrannhet, särskilt för vuxna utan röstträning. Detta stöds ytterligare av nyare forskning som avslöjade hur icke-professionella sångare visar lägre tonhöjdsnoggrannhet när de får mindre auditiv feedback. Men forskningen visade också hur tonhöjden hos professionella sångare förblir nästan opåverkad av auditiv feedback eftersom de kan lita på sin interna feedback efter år av utbildning.
Fågelsånger
Rollen av auditiv feedback i inlärning och produktion av fågelsång har studerats i flera forskningsartiklar. Det har visat sig att sångfåglar förlitar sig på auditiv feedback för att jämföra ljuden de gör med medfödda låtar eller sånger som de memorerar från andra. Många studier har visat att utan förmågan att höra sig själva utvecklar sångfåglar oberäkneliga sånger eller visar en försämring av sångerna som de sjunger efter att ha upplevt hörselnedsättning . Flera vetenskapliga modeller har lagts fram för att förklara försämringen av fågelsång efter hörselnedsättningen. (Se t.ex. Brainard och Doupes (2000) feljusteringskanal i främre framhjärnan: auditiv återkoppling vid inlärning av fågelsång ).
Nedgången i fågelsångskvalitet kan dock variera mycket mellan olika demografier. Till exempel har andra studier funnit att sångerna från äldre sångfåglar förblev konsekventa eller hade en långsammare försämringshastighet efter att de blivit döva. Vissa forskare har tillskrivit sångfåglar att lära sig att använda andra former av icke-auditiv feedback, såsom sensorisk information, för att upprätthålla kvaliteten på deras sånger. Denna process kallas sensorisk-motorisk koppling . Andra har hävdat att äldre sångfåglar har längre tillgång till auditiv feedback för att lära sig sina sånger, vilket resulterar i mer övning och därmed mer stabil produktion av sånger även efter öronbedövande.