Localization of Turn Points in the Rhythmic Movement of Sound Image

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

Full Text

Restricted Access

About the authors

L. B. Shestopalova

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Author for correspondence.
Email: shestopalovalb@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

E. A. Petropavlovskaya

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Email: shestopalovalb@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

D. A. Salikova

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Email: shestopalovalb@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

P. I. Letyagin

Pavlov Institute of Physiology of the RAS

Email: shestopalovalb@infran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Carlile S., Leung J. The perception of auditory motion // Trends Hear. 2016. V. 20. P. 2331216516644254.
  2. Altman Ya. A. [Spatial hearing]. SPb.: Pavlov Institute of Physiology, RAN, 2011. 311 p.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. Culling J.F., Summerfield Q. Measurements of the binaural temporal window using a detection task // J. Acoust. Soc. Am. 1998. V. 103. P. 3540.
  8. 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.
  9. Grantham D.W., Wightman F.L. Detectability of varying interaural temporal differences // J. Acoust. Soc. Am. 1978. V. 63. P. 511.
  10. Akeroyd M.A. A binaural beat constructed from a noise // J. Acoust. Soc. Am. 2010. V. 128. P. 3301.
  11. 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.
  12. 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.
  13. Altman Ya.A. [Localization of moving sound source]. L.: Nauka, 1983. 176 p.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. Getzmann S. Effects of velocity and motion-onset delay on detection and discrimination of sound motion // Hear. Res. 2008. V. 246. P. 44.
  21. Shestopalova L.B., Petropavlovskaia E.A. [Mismatch negativity and spatial hearing] // Usp. Fiziol. Nauk. 2019. V. 50. № 3. P. 14.
  22. 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.
  23. Polich J. Updating P300: an integrative theory of P3a and P3b // Clin. Neurophysiol. 2007. V. 118. P. 2128.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Scheme of interaural delay ΔT and calculated positions of trajectories of binaural sound stimuli. A - horizontally - time (ms), vertically - value of interaural delay (ΔT, μs). B - different positions of cyclic motion trajectories in subjective auditory space

Download (213KB)
3. Fig. 2. Perceived trajectories of moving stimuli (arrows) and localisation of the landmarks with ΔT = ±800, ±400 and 0 µs (dashed lines). The sharp end of the arrow shows the localisation of the turn point, the blunt end the localisation of the start point. The scale at the bottom is the azimuth angle in degrees. Negative azimuth values correspond to the left half of the subjective acoustic space, while positive values correspond to the right half of the subjective acoustic space

Download (98KB)
4. Fig. 3. Perceived position of start and turn points at different values of ΔT. The X axis shows the types of auditory events, the Y axis shows the localisation of the corresponding sound images (degrees of azimuth). Thin horizontal lines show the perceived position of the referents. Asterisks indicate statistically significant differences between the positions of start and turn points localised near the same landmark

Download (77KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».