Pitch Discrimination and Age

Abstract

Since Zwaardemaker (i) stated that older people grow increasingly less sensitive to tones of high frequency, several authors (2-5) have determined the hearing losses as functions of age and sex. Moreover, Crowe and co-workers (6), and Fieandt & Saxen (7) have studied the pathological anatomy of the human ear affected by high tone deafness. From the functional standpoint, the recent experimental and clinical works of Schuknecht (8, 9) have also provided additional information on this type of hearing impairment.

The object of this investigation was to determine the effects of loudness and age on the differential sensitivity to frequency for an unselected, non-clinical population.

The data were collected under the single comparison standard procedure or method of constant stimuli (A-X method). All listening tests were monaural. The listeners were classified in groups of 10 individuals for each age decade, the number of men and women in each age-group being more or less equal.

Ten untrained observers between the ages of 20 and 29 years served as subjects for the long-term experimental study of the effects of loudness on pitch discrimination. The tested frequencies were 125, 250, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 6000, 8000 and 12,000 cps. As expected, the sensitivity to frequency differences increases with the sensation level. However, from a sensation level of 40 db above threshold, the size of the difference limens remains practically the same when the sound intensity rises. The data reported by other authors are briefly discussed.

The effects of age on the size of the difference limen for frequency was determined at a sensation level of 40 db above threshold, the reference frequencies being 125, 250, 500, 1000, 2000, 3000 and 4000 cps. It was found that our ability to detect small changes in pitch apparently begins to be affected at all the audible frequency ranges as early as the 4th decade of life. Between the ages of 25 and 55 years, the pitch discrimination performances seem to deteriorate in an approximately linear manner with age; after 55 years the size of the difference limen increases more abruptly. At the 7th decade of life the relative deteriorations of the differential threshold are about 300 per cent at the lower and higher frequency ranges and approximately 200 per cent at the middle frequencies. The increase in the size of the difference limen for frequency with advancing age appears to have some connection with the degeneration of some nerve fibres which normally participate actively in the transmission to the brain of the different tones.

Zusammenfassung

Die Einfliisse der Lautstärke und des Alters auf die Tonhöhenunterschiedsschwelle wurden fiir eine unausgesuchte, otologisch gesunde Bevölkerung gemessen. Die Versuchsdurchführung geschah mit der Methodik, welche, gemäss der amerikanischen Terminologie, als “single comparison standard procedure” oder auch als “method of constant stimuli” bezeichnet wird (Methodik der konstanten Stimuli). Alle Gehörprüfungen waren monaural. Die Beobachter wurden in Altersgruppen klassifiziert; eine Lebensdekade wurde von zehn Beobachtern ver-treten. Die Anzahl der Manner und Frauen in einer Altersgruppe war mehr oder weniger gleich.

Die Schwankungen des Tönhohenunterscheidungsvermögens in Abhängigkeit von der Lautstarke wurden für eine Gruppe von 10 untrainierten, im Alter von 20 bis 29 Jahren stehenden Beobachtern festgestellt. Wie erwartet, verschärft sich die Wahrnehmbarkeit geringer Ton-höhenschwankungen mit steigender Lautstärke. Nach einer Schallintensität von 40 db über der Hörschwelle bleibt jedoch die Tönhohenunterschiedsschwelle mit zunehmender Lautstärke praktisch unverändert.

Die Wirkung des Alters auf die Tonhöhenunterschiedsschwelle wurde bei einer Schallintensität von 40 db über der Hörschwelle untersucht. Die geprüften Frequenzen waren 125, 250, 500, 1000, 2000, 3000 und 4000 Hz. Es zeigte sich, dass unser Tönhohenunterscheidungsver-mögen schon während der vierten Lebensdekade abzunehmen beginnt. In den Altersstufen von 25 bis 55 Jahren verschlechtert sich die Tönhohenunterschiedsschwelle scheinbar linear mit der Alterserhöhung; nach dem Alter von 55 Jahren vergrössern sich die Dimensionen der eben hörbaren Frequenzänderungen auf eine ausgeprägtere Weise. Bei der siebten Lebensdekade erreichen die “relativen Verschlechterungen” annähernd 300 % in den Gebieten der tieferen und höheren Frequenzen und 200% bei den mittleren Tönen. Die Herabsetzung des Tonhohen-unterscheidungsvermögens mit dem Alter scheint offenbar im Zusammenhang zu stehen mit der Degeneration von einigen Nervenfasern, welche normalerweise bei der Weiterleitung ver-schiedener Tonreize vom Endorgan zum Hörzentrum einen aktiven Anteil haben.

SOMMAIRE

L'objectif de cette investigation a été l'étude des effets de la force sonore et de l'aˇge sur le seuil différentiel de la hauteur tonale; les sujets examinés avaient des oreilles saines et étaient inexpérimentés en ce qui concerne les tests psycho-acoustiques de ce genre. Au cours des diverses séries d'essais, on a employé le procédé appelé, selon la terminologie américaine, single comparison standard procedure ou encore method of constant stimulie (méthode des stimuli constants). Toutes les mesures ont été effectuées en écoute monaurale. Les obser-vateurs ont été classifés par groupes d'aˇge. Chaque décade de la vie a été représentee par 10 sujets, le nombre de femmes et d'hommes étant approximativement égal.

Chez 10 observateurs, entre 20 et 29 ans, on a mesuré l'influence de la force sonore sur le seuil différentiel de la hauteur tonale. Selon toute attente, notre habileté à détecter de petites variations de fréquence croiˇt avec l'élévation du niveau sonore. Cependant, à partir d'un niveau sonore de 40 db au-dessus du seuil d'audibilité, notre pouvoir de discrimination des fréquences demeure pratiquement inchingé, lorsque la force sonore augmente.

Les variations du seuil différentiel de la hauteur tonale en fonction de l'aˇge ont été déter-minées pour les fréquences 125, 250, 500, 1000, 2000, 3000 et 4000 c/s. Le niveau sonore était porté à 40 db environ au-dessus du seuil d'acuité auditive. On a trouvé que notre aptitude à percevoir de petits changements de la hauteur tonale décroiˇt dés la quatrième décade de la vie. Pendant la période de 25 à 55 ans, le seuil différentiel de la hauteur tonale se détériore d'une manière plus ou moins linéaire avec l'élévation de l'aˇge; à. partir de 55 ans, cette détérioration augmente plus rapidement. A la septième décade de la vie les détériorations relatives du seuil différentiel atteignent approximativement 300 % dans le domaine des hautes et basses fréquences et 200 % sur les fréquences moyennes. Il semble qu'il existe une certaine corrélation entre les changements du seuil différentiel de la hauteur tonale et la dégénérescence des fibres nerveuses qui ont normalement une part active dans la transmission, jusqu'au cerveau, des diverses excitations sonores de l'organe périphérique.