Элементы теории ритма речи на основе физической феноменологии его нарушений

• Автор: Скляров, Олег Павлович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 324 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Аналитический обзор состояния проблемы
1.1. Существующие концепции ритмики и управления речеобра-зованием
1.2. Концепция самоорганизации и проблемы ритмики и управления речеобразованием
1.3 Самоорганизационные математические модели в физике нейронных ансамблей
1.4. На пути к построению физико-математической нейродина-мической модели речеобразования
1.5. Пространства состояний моделей временной организации в речеобразовании
Глава 2. Особенности формирования акустического поля голосового источника (математическая модель и эксперимент)
2.1. Предпосылки нелинейной динамики акустического поля голосового источника
2.2. Феноменологическая модель акустического поля голосового источника
2.3. Спектральные следствия модели и их экспериментальное подтверждение
2.4. Проблема управления и принцип иерархичности управления фонацией в процессе речеобразования
Глава 3. Методика экспериментального исследования ритмики фонации в процессе речи
Глава 4. Выбор математического аппарата теоретического описания ритмики речи на основе физической феноменологии ее нарушений
4.1. Интерперсональные сравнительные исследования ритмики в
норме и при заикании
4.2. Интраперсональные сравнительные исследования ритмики в
норме и при заикании
4.3. Теоретические предпосылки к обоснованию логистической модели ритмики речи
Глава 5. Теоретическое исследование ритмики речи на основе физической феноменологии ее нарушений
5.1. Анализ устойчивости состояний модели. Природа ритма фонации при нормальной речи
5.2. Анализ устойчивости состояний модели. Природа ритма фонации и его нарушений (запинок) при заикании ]

5.3. Статистическое исследование уравнения «заикания»
Глава 6. Анализ ритмики фонации в процессе нормальной речи и при заикании в терминах предлагаемой теории
6.1. Сравнение результатов моделирования ритмики фонации с экспериментальными данными
6.2. Реконструкция динамики сложной системы по ритмике фонации в нормальной речи и при заикании
6.3. Информационные свойства ритмики фонации в процессе нормальной речи и при заикании
Глава 7. Анализ проблем временной организации речи в норме и при заикании в терминах предлагаемой теории
7.1.Формулировка принципов управления и временной организации речевого процесса
7.2. Оптимальное представление состояний системы управления ритмикой фонации с точки зрения предлагаемой модели
7.3. Ритм фонации как представление состояния системы управления. Семантика и временная структура высказывания
7.4. Проблема временных соотношений в речеобразовании и предлагаемая модель ритмики фонации
7.5. Проблема нарушений ритмики речи и методы коррекции
ритма
7.6. Модель восприятия ритмики речи
7.7. Метод экспресс диагностики нарушения ритмики речи и его использование в ходе коррекционных мероприятий
7.8. Статистика действенности предложенного метода экспресс диагностики ритмики речи
Заключение
Словарь специальных терминов
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Речь есть акустическая реализация языка, а механизм такой реализации называется речеобразованием. В этом процессе принимают участие, в основном, три главных компонента: легкие, гортань (голосовые складки) и артикуляторы* (язык, губы и проч.). С физической точки зрения легкие представляют собой источник энергии речеобразования. Колеблющиеся с т.н. частотой основного тона Р0 голосовые складки представляют собой голосовой источник, то есть источник акустических колебаний с эквидистантным линейчатым спектром на частоте /*0 и кратных ей частотах. Язык, губы и проч. образуют в речевом тракте резонансные полости, которые формируют из линейчатого спектра голосового источника спектр акустического речевого сигнала. Существует также непрерывная часть спектра, в основном, благодаря турбулентному прохождению звука через речевой тракт как в отсутствие работы голосового источника, так и при его работе. Однако о механизме управления работой этих трех компонент в процессе речи практически ничего неизвестно [123, 340]. С другой стороны известно, что именно управление речеобразованием оказывает решающее воздействие на процесс формирования ритма речи, его крупномасштабной временной структуры с элементами порядка 100 мсек. Тем не менее, вопрос о механизме ритма речи до сих пор не решен. Множество проблем возникает при коррекции таких нарушений ритма речи, как заикание.
Традиционно ритмом речи называется смена длительностей гласных и согласных звуков (включая паузы) в речи. Для описания функционирования ритма речи, определенного таким образом, используется либо схема серворегулирования [109, 197], либо идея о генераторе ритма [122, 124]. Однако модель серворегулирования не выдерживает физиологической критики [122], а пред-
* Курсивом выделены термины, специфичные для теории речи и биофизики нейронных систем, но не используемые в теоретической физике. Термины выделяются в тексте только при первом их появлении. Краткое пояснение этих терминов дается в «Словаре терминов».

модели нервной клетки, обладает последовательностью бифуркаций, вполне аналогичной последовательности бифуркаций логистического дискретного преобразования (или логистического отображения). Указанное отображение обладает сценарием перехода устойчивых состояний переменной логистического уравнения у к хаосу в зависимости от изменения управляющего параметра г, представленным на Рис. 1-1 вверху. Внизу рисунка показана зависимость показателя Ляпунова X от управляющего параметра.
Рис. 1. а) - устойчивые состояния логистического отображения; б) - показатель Ляпунова X. Дополнительные пояснения даны в тексте [из Г. Шустер, Детерминированный хаос, М.: Мир, 1988].
Анализ корреляционных размерностей интерспайковых интервалов (спайками называется импульсы, распространяющиеся между нейронами) 10-ти одиночных нейронов в головном мозгу обезьян был проведен П. Рэппом и сотрудниками [345] в условиях естественного окружения указанных нейронов. Анализ продемонстрировал фрактальные размерности аттракторов, что свидетельствует в пользу возможности наблюдения хаоса в такой системе.
Рассматривались также специализированные периферийные нейроны у моллюсков, ответственные за генерацию моторных паттернов нейронной активности, то есть нейронной активности, приводящей в действие мышцы двигательных органов. Между этими нейронами и мотонейронами (нейронами, ответственными за двигательную активность мышц) мозга моллюска существуют двусторонние связи, посредством которых реализуется управление дви-