卢海丹 刘巧云 严舒 张梦超 张梓琴 黄昭鸣

时长感知阈值反映的是个体能够感知两个时长不同的声音所需的最小差异量，在言语感知中，它能够反应个体分辨擦音和塞擦音等听觉感知的能力，时长感知实验是评估时长处理能力的最常用方法之一[1]。时长分辨对言语识别的准确性有着重要作用，例如在区别清浊辅音的时候，有时需要根据辅音前的元音时长进行判别，浊辅音所对应的时长比清辅音更长；又如，区别擦音与塞擦音时，需要用到擦音噪声段的时长[2]。当言语刺激和背景声在一段时间内变化时，时长处理能力使个体能够在背景噪声情况下理解言语的内容。时长处理能力是听觉中枢处理能力的最基本能力之一，有研究发现，存在听觉处理问题的儿童时长处理能力也有困难，因而其言语、语言、阅读和学习产生困难[3]，因为阅读和拼写技能的掌握，需要事先掌握具体的对音素的听觉处理技能。以往人们认为没有听力损失的儿童不存在听觉方面的问题，而实际上听力没有损失只说明儿童能够接收声音信号，但是能否对声音信号的时长、频率、强度等维度正确解析，往往被人们忽视。他们能否正确的感知声音的起始与停顿？能否正确的对短元音进行分辨？能否保留每个音节或声音？能否听清楚相邻的混合的辅音？这些问题近几年正逐步成为研究者、随班就读辅导员及家长等关注的问题[4～6]。

评估时长处理能力的方法目前有很多种，测试主要集中在最基本的双耳听神经传导机制和言语感知皮层加工水平[7]，其中时间调制模式测试中所采用的信号是指在一段时间内发生一定纬度的改变，如一个刺激在一段时间内发生振幅上的变化，就是振幅调制。人们在正常的交流环境中总是或多或少受到环境噪声的影响，声音信号随着噪声响度的变化而发生调制现象，正常人能够利用噪声响度变化而进行听取，但是时间调制感知能力较差的个体就无法利用噪声的响度变化有效地进行言语识别。本研究拟通过对3～5年级小学生对不同频率纯音、调频音、调幅音间隔时长感知能力的研究，初步探讨该阶段小学生对不同特性声音的时长处理能力特点，并探讨时长处理能力对其学习的影响。

1 对象与方法

1.1研究对象 在上海市某小学选取3～5年级普通小学生共105名，必须符合以下标准：无听觉和言语障碍史，近期无过敏症或上呼吸道感染，无脑损伤史，受试者各频率纯音听阈均在20 dB HL以内。105名受试者年级及性别分布见表1。

表1 105名受试者年级与性别分布(例)

1.2测试材料及设备

1.2.1测试材料 本实验自行编制了听觉时长分辨能力测试软件，软件编程语言为LabView 2009 (美国National Instrument公司授权)，软件运行平台为Windows XP(美国微软公司授权)。软件检验工具采用RealAnalysis(美国泰亿格电子有限公司授权)。软件主要功能为：①合成指定长度、频率的纯音；②合成指定频率与调制深度的调制音；③通过指定步长进行时长变化；④播放以上声音，并记录测试结果。测试界面如图1所示。

1.2.2测试设备 测试软件使用Acer笔记本电脑，主频处理频率为2 GHz；背景噪声测试采用噪声振动测量仪，AWA6291型实时信号分析仪；声音通过GSI Arrow听力计播放，受试者佩戴TDH39压耳式耳机。测试前需控制背景噪声在40 dB(A) SPL，测试时用听力计控制播放音量为65 dB(A)SPL。

图1 时长感知能力测试设置界面和测试界面

1.2.3测试流程与数据处理 测试采用最小差别阈限法，测试指导语为：下面你将听到两个声音，请判断两个声音的时长，如果时长一样，请报告“一样”，如果时长不一样，请报告“不一样”。测试结果电脑自动记录。

1.3统计学方法 本研究采用3×4×2混合实验设计，其中被试内变量一为声音类型，有3个水平，分别是纯音、调幅音和调频音；受试者内变量二为频率，有4个水平，分别是500、1 000、2 000和4 000 Hz；被试间变量为性别；因变量为时长分辨阈值。为了研究个体时长感知能力与学业成绩之间的相关性，本研究收集了该105名受试者最近期中考试的成绩与本研究中的时长感知能力测试结果进行Pearson相关性分析。

2 结果

2.1不同性别小学生对不同频率声音组合的时长感知结果分析(表2、3)

表2显示了不同性别小学生对不同声音类型和不同频率组合的声音信号的时长感知阈值均值与标准差。为考察性别对不同声音组合的时长感知差异，进一步采用方差分析，结果如表3所示：①性别主效应不显著(P=0.499)；②声音类型在性别上主效应不显著(P=0.685)；③频率类型在组内有显著性差异(P=0.019<0.05)；④声音类型和频率及性别之间存在着交互作用(P=0.044<0.05)。

表2 不同性别小学生对不同类型和频率声音的时长感知阈值

表3 不同性别与声音类型和频率的方差分析

注：×表示交互作用

因为频率类型在组内差异有显著统计学意义(P=0.019<0.05)，说明男生和女生对不同频率的时长感知能力差异有统计学意义，因此需要进一步对频率进行多重比较，结果表明不同性别小学生对500与4 000 Hz、1 000与4 000 Hz之间的时长感知能力差异有显著统计学意义(表4)。

表4 频率多重比较分析

因为声音类型、频率、性别之间存在着交互作用，因此进一步对三者之间进行简单效应检验(表5)，可见女生对500 Hz纯音的时长感知能力较4 000 Hz强(P<0.05)；女生对500 Hz调幅音的时长感知能力较500 Hz调频音更强(P<0.05)；男生对500 Hz调幅音的时长感知能力较1 000 Hz差(P<0.05)，而女生对500 Hz的调幅音时长感知能力较男生强(P<0.05)。

表5 简单效应检验

2.2学业成绩与时长感知能力的相关性 将受试者学业成绩与时长感知阈值进行相关性分析，结果发现,学业成绩与时长感知能力之间成负相关(r=-0.425,P=0.000<0.05)，表明学业成绩优良的学生对时长的感知能力更强，时长感知的阈值要求更低，对声音信号的分辨能力更佳；相反，学业成绩不良的学生对时长的感知能力弱一些，对时长感知的阈值要求更高，而对声音信号分辨能力也弱一些。

3 讨论

3.1不同性别小学生对不同声音组合信号的时长感知能力 本研究结果显示，3～5年级不同性别小学生对不同频率的声音时长感知能力存在差异，其中女生对500和4 000 Hz频率的声音时长感知能力差异有统计学意义；男生对500和1 000 Hz频率的声音时长感知能力差异有统计学意义。从声音特性而言，500 Hz代表的低频和4 000 Hz代表的高频之间差异较为显著，低频声波引起的最大振幅部位靠近蜗顶处，高频声波引起的最大振幅部位靠近前庭窗处，所以两者之间可能较容易识别；但500和1 000 Hz分别代表低频和中低频，声音频率特性差异较小，两者之间可能不易识别。该研究结果同时说明男生对频率的辨识感知能力敏感性要高于女生，提示研究听觉中枢处理能力时，需进一步关注不同性别对声音处理能力的差异。

从声音类型来看，本研究结果中，女生对500 Hz的调频音和调幅音的时长感知能力差异有统计学意义，男生对调幅音的500与1 000 Hz时长感知能力差异有统计学意义，另外，男生和女生对500 Hz的调幅音时长感知能力差异有统计学意义。调幅是通过调制波控制载波的振幅，使其按调制波的频率发生周期性改变；调频是通过调制波对载波频率进行调制，使其按调制波的频率发声周期性变化[7]。调制波作为同步信号，有良好的频率特性，它的基本原理是耳蜗基底膜不同部位感受不同频率的声音。吕红娟等[8]对50例正常成人进行听觉诱发电位(BAEP)检测发现，性别及年龄是影响BAEP的两个主要生理因素。本研究结果在一定程度上也验证了性别对于听觉系统声音信号处理能力的影响。本研究所取得的时长参考值可为后续研究提供一定的参考。

3.2时长感知能力与学业成绩之间的相关性 本研究结果显示，时长感知能力与学业成绩之间呈负相关，即学生时长感知阈值越高，表示该学生对时长的感知能力越差，则其学业成绩相应的可能要差一些。1992年著名听力学学者Jack Kates在一项研究中发现， 94例参加实验的学习困难儿童中， 只有一例没有检测出中枢听觉处理异常症状[9]，该报告曾指出，这些学童中，有些属于语音处理异常者，他们经常误解他人的语意，听错字词，并且对口语的反应很慢，甚至无法使用正确的词来表达自己的意思。而时长信息在语句的停顿、单词的开始与结尾、短元音分辨、相邻的混合的辅音分辨中，都有重要的作用。本研究结果对于了解听觉中枢处理障碍提供了参考意义，并为关于学业困难者的研究提供了一个新的方向。

综上所述，本研究初步探讨了3～5年级小学生对听觉时长的精细分辨能力特征，发现该阶段小学生的时长处理能力与学业成绩之间呈负相关，不同性别小学生的时长处理能力差异有显著统计学意义，在后续研究中可以进一步深入探讨这些特征与中枢听觉功能之间的关联性，以及听觉中枢处理能力对学业学习的影响。

4 参考文献

1 卢海丹，刘建菊，刘巧云,等. 中枢听处理障碍的评估与诊断现状[J]. 中国听力语言康复科学杂志,2011(6)：63.

2 Dorman MF,Raphael LJ,Isenberg D.Acoustic cues for a fricative and affricate contrast in word-final position[J].Journal of Phonetics, 1980，4：397.

3 Bellis TJ. Assessment and management of central auditory processing disorder in the educational setting:From science to practice[M]. Clifton Park, NY: Thomson Delmar Learning,2003.201～202.

4 Keller W. Auditory processing disorder or attention deficit disorder[M].Aerican:Mosby Inc, 1992.107～114.

5 Richard GJ. The source for processing disorders-auditory & language[M].East Moline, IL: Lingui Systems, Inc,2001.33～36.

6 Chermak G, Muiek F.Differential diagnosis and management of central auditory processing disorder and attention deficit hyperactivity disorder[J]. JAM Acad Audiol, 1999(10):289.

7 Bamiou DE, Musiek FE, Luxon LM. Aetiology and clinical presentations of auditory processing disorders—a review[J].Archives of Disease in Childhood,2001，85:362.

8 吕红娟，徐培坤，肖瑾,等，性别和年龄对脑干听觉诱发电位的影响[J].安徽医科大学学报，2011,46:591.

9 Kates J，Stecker NA, Henderson D.Central auditory processing: A transdisciplinary view[M].American:Mosby Inc,1992.25～28.