Згадайте

Запитання 1. Яке значення для людини має слух?

За допомогою слуху людина сприймає звуки. Слух дає можливість сприймати інформацію на значній відстані. Зі слуховим аналізатором пов'язана членороздільна мова. Людина, глуха від народження або втратила слух у ранньому дитинстві, втрачає здатність вимовляти слова.

Запитання 2. Які основні частини будь-якого аналізатора?

Будь-який аналізатор складається з трьох основних ланок: рецепторів (периферична сприймаюча ланка), нервових шляхів(провідникова ланка) та мозкових центрів (центральна обробна ланка). Вищі відділи аналізаторів розташовані в корі великих півкуль, причому кожен із них займає певну область.

ПИТАННЯ ДО ПАРАГРАФУ

Питання 1. Яка будова слухового аналізатора?

Слуховий аналізатор включає орган слуху, слуховий нерв і центри мозку, що аналізують слухову інформацію.

Питання 2. Які розлади слуху вам відомі і які основні причини?

Іноді в зовнішньому слуховому проході накопичується дуже багато вушної сірки і утворюється пробка, що знижує гостроту слуху. Видаляти таку пробку потрібно дуже обережно, оскільки можна пошкодити барабанну перетинку. З носоглотки в порожнину середнього вуха можуть проникати різні видизбудників, здатні викликати запалення середнього вуха – отит. При правильному та своєчасному лікуванні отит швидко проходить і не відбивається на чутливості слуху. Також до порушення слуху можуть призвести механічні травми - удари, удари, вплив надсильних звукових подразників.

1. Доведіть, що «орган слуху» та «слуховий аналізатор» – різні поняття.

Органом слуху є вухо, яке складається з трьох відділів: зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха. Слуховий аналізатор включає слуховий рецептор (він знаходиться у внутрішньому вусі), слуховий нерв і слухову зону кори великих півкуль, що знаходиться в скроневій долі.

2. Сформулюйте основні правила гігієни слуху.

Щоб не допустити зниження гостроти слуху та захистити органи слуху від шкідливого впливу зовнішнього середовища, проникнення вірусів та розвитку небезпечних захворювань, дотримуватися основних правил гігієни органів слуху та стежити за станом своїх вух, чистотою та станом слуху потрібно постійно та обов'язково.

Гігієна органів слуху говорить про те, що вуха необхідно чистити не частіше ніж двічі на тиждень, якщо вони сильно не забруднені. Занадто ретельно від сірки, що знаходиться у слуховому каналі, позбавлятися не потрібно: вона захищає організм людини від проникнення в нього хвороботворних мікроорганізмів, виводить сміття (лусочки шкіри, пил, бруд), зволожує шкіру.

ПОДУМАЙТЕ!

Які особливості слухового аналізатора дозволяють людині визначити відстань до джерела звуку та напрямок на нього?

Важливою властивістю слухового аналізатора є його здатність визначати напрямок звуку, що отримала назву ототопіки. Ототопіка можлива тільки за наявності двох вух, що нормально чують, тобто при хорошому бінауральному слуху. Визначення напрямку звуку забезпечується наступними умовами: 1) різницею в силі звуку, що сприймається вухами, оскільки вухо, яке знаходиться ближче до джерела звуку, сприймає його більш гучним. Тут має значення і те, що одне вухо виявляється у звуковій тіні; 2) сприйняттям мінімальних проміжків часу між надходженням звуку до одного та іншого вуха. Людина поріг цієї здатності розрізняти мінімальні проміжки часу дорівнює 0,063 мс. Здатність локалізувати напрямок звуку зникає, якщо довжина звукової хвилі менша за подвійну відстань між вухами, яка дорівнює в середньому 21 см. Тому ототопіка високих звуків утруднена. Чим більша відстань між приймачами звуку, тим більше точніше визначенняйого напрями; 3) здатність сприймати різницю фаз звукових хвиль, що надходять в обидва вуха.

У горизонтальній площині людина розрізняє напрямок звуку найточніше. Так, напрямок різких ударних звуків, наприклад пострілів, визначається з точністю до 3-4 °. Орієнтація у визначенні напрямку джерела звуку в сагітальній площині залежить певною мірою від вушних раковин.

Рецепторний (периферичний) відділ слухового аналізатора,що перетворює енергію звукових хвиль на енергію нервового збудженняпредставлений рецепторними волосковими клітинами кортієвого органу. (орган Корті),перебувають у равлику. Слухові рецептори (фонорецептори) відносяться до механорецепторів, є вторинними та представлені внутрішніми та зовнішніми волосковими клітинами. У людини приблизно 3500 внутрішніх та 20 000 зовнішніх волоскових клітин, які розташовані на основній мембрані всередині середнього каналу внутрішнього вуха.

Мал. 2.6. Орган слуху

Внутрішнє вухо (звуковосприймаючий апарат), а також середнє вухо (звукопередавальний апарат) та зовнішнє вухо (звукоуловлюючий апарат) поєднуються в поняття орган слуху (Рис. 2.6).

Зовнішнє вухоза рахунок вушної раковини забезпечує уловлювання звуків, концентрацію їх у напрямку зовнішнього слухового проходу та посилення інтенсивності звуків. Крім того, структури зовнішнього вуха виконують захисну функцію, охороняючи барабанну перетинку від механічних та температурних впливів зовнішнього середовища.

Середнє вухо(Звукопровідний відділ) представлено барабанною порожниною, де розташовані три слухові кісточки: молоточок, ковадло і стремечко. Від зовнішнього слухового проходу середнє вухо відокремлено барабанною перетинкою. Рукоятка молоточка вплетена в барабанну перетинку, інший його кінець зчленований з ковадлом, яка, у свою чергу, зчленована зі стремінцем. Стремінце прилягає до мембрани овального вікна. Середнє вухо має спеціальний захисний механізм, представлений двома м'язами: м'язом, що натягує барабанну перетинку, і м'язом, що фіксує стремінце. Ступінь скорочення цих м'язів залежить від сили звукових коливань. При сильних звукових коливаннях м'язи обмежують амплітуду коливань барабанної перетинкиі рух стремінця, оберігаючи тим самим рецепторний апарат у внутрішньому вусі від надмірного збудження та руйнування. При миттєвих сильних роздратування(Удар у дзвін) цей захисний механізм не встигає спрацьовувати. Скорочення обох м'язів барабанної порожнини здійснюється за механізмом безумовного рефлексу, який замикається лише на рівні стовбурових відділів мозку. У барабанній порожнині підтримується тиск, що дорівнює атмосферному, що дуже важливо для адекватного сприйняття звуків. Цю функцію виконує євстахієва труба, яка з'єднує порожнину середнього вуха з ковткою. При ковтанні труба відкривається, вентилюючи порожнину середнього вуха та зрівнюючи тиск у ньому з атмосферним. Якщо зовнішній тиск швидко змінюється (швидкий підйом на висоту), а ковтання не відбувається, то різниця тисків між атмосферним повітрямі повітрям у барабанній порожнині призводить до натягу барабанної перетинки та виникнення неприємних відчуттів, зниження сприйняття звуків.

Внутрішнє вухопредставлено равликом – спірально закрученим кістковим каналом, що має 2,5 завитки, який розділений основною мембраною та мембраною Рейснера на три вузькі частини (сходи). Верхній канал(вестибулярні сходи) починається від овального вікна і з'єднується з нижнім каналом (барабанними сходами) через гелікотрему (отвір у верхівці) і закінчується круглим вікном. Обидва канали є єдиним цілим і заповнені перилімфою, подібною за складом зі спинномозковою рідиною. Між верхнім та нижнім каналами знаходиться середній (середні сходи). Він ізольований та заповнений ендолімфою. Усередині середнього каналу на основній мембрані розташований власне звукосприймаючий апарат - орган Корті (кортієвий орган) з рецепторними клітинами, що представляє периферичний відділ слухового аналізатора.

Основна мембрана поблизу овального вікна по ширині становить 0,04 мм, потім до вершини вона поступово розширюється, досягаючи у гелікотреми 0,5 мм.

Провідниковий відділслухового аналізатора представлений периферичним біполярним нейроном, розташованим у спіральному ганглії равлика (перший нейрон). Волокна слухового (чи кохлеарного) нерва, утворені аксонами нейронів спірального ганглія, закінчуються клітинах ядер кохлеарного комплексу довгастого мозку (другий нейрон). Потім після часткового перехрестя волокна йдуть у медіальне колінчасте тіло метаталамуса, де знову відбувається перемикання (третій нейрон), звідси збудження надходить у кору (четвертий нейрон). У медіальних (внутрішніх) колінчастих тілах, а також у нижніх пагорбах чотиригорбка розташовуються центри рефлекторних рухових реакцій, що виникають при дії звуку.

Центральний,або кірковий, відділслухового аналізатора знаходиться у верхній частині скроневої частки великого мозку(верхня скронева звивина, поля 41 і 42 за Бродманом). Важливе значення для функції слухового аналізатора мають поперечні скроневі звивини (звивини Гешля).

Слухова сенсорна система доповнюється механізмами зворотного зв'язку, що забезпечують регулювання діяльності всіх рівнів слухового аналізатора за участю низхідних шляхів. Такі шляхи починаються від клітин слухової кори, переключаючись послідовно в медіальних колінчастих тілах метаталамуса, задніх (нижніх) пагорбах чотирихолмія, в ядрах кохлеарного комплексу. Входячи до складу слухового нерва, відцентрові волокна досягають волоскових клітин кортієва органу та налаштовують їх на сприйняття певних звукових сигналів.

Вступ

Висновок

Список літератури

Вступ

Суспільство, в якому ми живемо, є інформаційним суспільством, де основним фактором виробництва є знання, основним продуктом виробництва є послуги, а характерними рисамисуспільства є комп'ютеризація, і навіть різке підвищення творчого початку праці. Зростає роль зв'язків з іншими країнами, відбувається процес глобалізації в усіх галузях суспільства.

Ключову роль у комунікації між державами відіграють професії, пов'язані з іноземними мовами, лінгвістикою, соціальними науками. Зростає потреба у вивченні систем розпізнавання мови для здійснення автоматизованого перекладу, що сприятиме збільшенню продуктивності праці у сферах економіки, пов'язаних із міжкультурною комунікацією. Тому важливо вивчити фізіологію та механізми функціонування слухового аналізатора як засоби сприйняття та передачі мови у відповідний відділ мозку для подальшої обробки та синтезу нових мовних одиниць.

Слуховий аналізатор - це сукупність механічних, рецепторних та нервових структур, діяльність яких забезпечує сприйняття людиною та тваринами звукових коливань. З анатомічної точки зору слухову систему можна розділити на зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо, слуховий нерв та центральні слухові шляхи. З погляду процесів, що призводять в кінцевому підсумку до сприйняття слуху, слухову систему поділяють на звукопровідну та звукосприймаючу.

У різних умовах довкілляпід впливом багатьох факторів чутливість слухового аналізатора може змінюватись. Для вивчення цих факторів існують різні методидослідження слуху.

слуховий аналізатор фізіологія чутливість

1. Значення вивчення аналізаторів людини з погляду сучасних інформаційних технологій

Вже кілька десятків років тому люди робили спроби створення систем синтезу та розпізнавання мови в сучасних інформаційних технологій. Зрозуміло, всі ці спроби починалися з дослідження анатомії та принципів роботи мовних, а також слухових органів людини, сподіваючись змоделювати їх за допомогою комп'ютера та спеціальних електронних пристроїв.

Які особливості слухового аналізатора людини? Слуховий аналізатор уловлює форму звукової хвилі, частотний спектр чистих тонів і шумів, здійснює у межах аналіз і синтез частотних компонентів звукових подразнень, виявляє і пізнає звуки у великому діапазоні інтенсивності і частот. Слуховий аналізатор дозволяє диференціювати звукові подразнення та визначати напрямок звуку, а також віддаленість його джерела. Вуха сприймають коливання повітря і перетворюють їх на електричні сигнали, що надходять у мозок. В результаті обробки мозком людини ці сигнали перетворюються на образи. Створення таких алгоритмів обробки інформації для комп'ютерних технологій і є науковим завданням, рішення якого необхідне розробки максимально безпомилково працюючих систем розпізнавання промови.

За допомогою програм розпізнавання мовлення багато користувачів диктують тексти документів. Така можливість є актуальною, наприклад, для медиків, які проводять обстеження (в ході якого руки зазвичай зайняті) і одночасно протоколюють його результати. Користувачі ПК можуть використовувати програми розпізнавання мови для введення команд, тобто слово, що промовляється, сприйматиметься системою як клацання клавіші миші. Користувач командує: "Відкрити файл", "Надіслати пошту" або "Нове вікно", а комп'ютер виконує відповідні дії. Це особливо актуально для людей з обмеженими фізичними можливостями- замість миші та клавіатури вони зможуть керувати комп'ютером за допомогою голосу.

Вивчення внутрішнього вуха допомагає дослідникам зрозуміти механізми, за допомогою яких людина здатна розпізнавати мову, хоча це не так просто. Багато винаходів людина "підглядає" у природи, і такі спроби робляться і фахівцями в галузі синтезу та розпізнавання мови.

2. Види аналізаторів людини та їх коротка характеристика

Аналізатори (від грец. analysis - розкладання, розчленування) - система чутливих нервових утворень, що здійснюють аналіз та синтез явищ зовнішньої та внутрішнього середовищаорганізму. Термін запроваджено неврологічну літературу І.П. Павловим, згідно з уявленнями якого кожен аналізатор складається із специфічних сприймаючих утворень (рецептори, органи почуттів), що становлять периферичний відділ аналізатора, відповідних нервів, що зв'язують ці рецептори з різними поверхами ЦНС (провідникова частина), та мозкового кінця, представленого у вищих тварин у корі великих півкуль головного мозку.

Залежно від рецепторної функції розрізняють аналізатори зовнішнього та внутрішнього середовища. Перші рецепторами звернені до довкілля і пристосовані аналізувати явища, які у навколишньому світі. До таких аналізаторів належать зоровий аналізатор, аналізатор слуху, шкірний, нюховий, смаковий. Аналізатори внутрішнього середовища - аферентні нервові прилади, рецепторні апарати яких знаходяться в внутрішніх органахта пристосовані до аналізу того, що відбувається в самому організмі. До таких аналізаторів відноситься також руховий аналізатор (рецепторний апарат представлений м'язовими веретенами і рецепторами Гольджі), що забезпечує можливість точного управління опорно-руховим апаратом. Істотну роль механізмах статокінетичної координації грає й інший внутрішній аналізатор - вестибулярний, тісно взаємодіє з аналізатором руху. Двигун аналізатора людини включає і спеціальний відділ, що забезпечує передачу сигналів з рецепторів органів мови у вищі поверхи ЦНС. У зв'язку з важливим значенням цього відділу в діяльності мозку людини його іноді розглядають як "речовисувальний аналізатор".

Рецепторний апарат кожного аналізатора пристосований до трансформації певного виду енергії нервове збудження. Так, рецептори звуку вибірково реагують на звукові подразнення, світла – на світлові, смаку – на хімічні, шкіри – на тактильно-температурні тощо. Спеціалізація рецепторів забезпечує аналіз явищ зовнішнього світу з їхньої окремі елементи вже лише на рівні периферичного відділу аналізатора.

Біологічна рольаналізаторів полягає в тому, що вони є спеціалізованими системами, що стежать, інформують організм про всі події, що відбуваються в навколишньому середовищі і всередині нього. З величезного потоку сигналів, що безперервно надходять у мозок за зовнішніми та внутрішніми аналізаторами, відбирається та корисна інформація, яка виявляється суттєвою у процесах саморегулювання (підтримання оптимального, константного рівня функціонування організму) та активної поведінки тварин у навколишньому середовищі. Експерименти показують, що складна аналітико-синтетична діяльність мозку, детермінована факторами зовнішнього та внутрішнього середовища, здійснюється за поліаналізаційним принципом. Це означає, що вся складна нейродинаміка кіркових процесів, що формує цілісну діяльність мозку, складається зі складної взаємодії аналізаторів. Але це стосується вже іншої теми. Перейдемо безпосередньо до слухового аналізатора та розглянемо його докладніше.

3. Слуховий аналізатор як засіб сприйняття звукової інформації людиною

3.1 Фізіологія слухового аналізатора

Периферичний відділ слухового аналізатора (слуховий аналізатор з органом рівноваги - вухо (auris)) є складним органом почуттів. Закінчення його нерва закладено в глибині вуха, завдяки чому вони оберігаються від дії різноманітних сторонніх подразників, але в той же час легко доступні для звукових подразнень. В органі слуху закладено рецептори трьох видів:

а) рецептори, що сприймають звукові коливання (коливання повітряних хвиль), які ми відчуваємо як звук;

б) рецептори, які дають можливість визначити положення нашого тіла у просторі;

в) рецептори, що сприймають зміни напрямку та швидкості руху.

Вухо прийнято розділяти на три відділи: зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо.

Зовнішнє вухоскладається з вушної раковини та зовнішнього слухового проходу. Вушна раковина побудована з пружного еластичного хряща, покритого тонким малорухомим шаром шкіри. Вона є збирачем звукових хвиль; у людини вона нерухома і важливу роль не грає, на відміну від тварин; навіть за її повній відсутності помітного розладу слуху немає.

Зовнішній слуховий прохід є дещо вигнутим каналом близько 2,5 см довжини. Цей канал вистелений шкірою з дрібними волосками і містить спеціальні залозки, схожі на великі апокринові залози шкіри, що виділяють вушну сірку, яка разом із волосками оберігає зовнішнє вухо від засмічення пилом. Він складається із зовнішнього відділу - хрящового зовнішнього слухового проходу та внутрішнього - кісткового слухового проходу, що залягає у скроневій кістці. Внутрішній кінець його закритий тонкою еластичною барабанною перетинкою, яка є продовженням шкірного покривузовнішнього слухового проходу та відокремлює його від порожнини середнього вуха. Зовнішнє вухо в органі слуху грає лише допоміжну роль, беручи участь у збиранні та проведенні звуків.

Середнє вухо, або барабанна порожнина (рис. 1), розташовується всередині скроневої кістки між зовнішнім слуховим проходом, від якого вона відокремлена барабанною перетинкою, та внутрішнім вухом; вона являє собою зовсім невелику неправильну форму порожнину ємністю до 0,75 мл, яка повідомляється з підрядними порожнинами- осередками соскоподібного відростка та з порожниною глотки (див. нижче).

Мал. 1. Орган слуху у розрізі. 1 - колінчастий вузол лицевого нерва; 2 – лицьовий нерв; 3 - молоточок; 4 - верхній півкружний канал; 5 - задній півкружний канал; 6 - ковадло; 7 – кісткова частина зовнішнього слухового проходу; 8 – хрящова частина зовнішнього слухового проходу; 9 - барабанна перетинка; 10 – кісткова частина слухової труби; 11 – хрящова частина слухової труби; 12 - великий поверхневий кам'янистий нерв; 13 – верхівка піраміди.

На медіальній стінці барабанної порожнини, зверненої до внутрішнього вуха, знаходиться два отвори: овальне вікнопереддень та кругле вікно равлика; перше закрите платівкою стремена. Барабанна порожнина за допомогою невеликої (довжиною в 4 см) слухової (євстахієвої) труби (tuba auditiva) повідомляється з верхнім відділомглотки – носоглоткою. Отвір труби відкривається на бічній стінці глотки і таким чином повідомляється із зовнішнім повітрям. Щоразу, коли слухова труба відкривається (що відбувається при кожному ковтальному русі), повітря барабанної порожнини оновлюється. Завдяки їй тиск на барабанну перетинку з боку барабанної порожнини завжди підтримується на рівні тиску зовнішнього повітря, і таким чином, зовні і зсередини барабанна перетинка піддається однаковому атмосферному тиску.

Це врівноважування тиску з обох боків барабанної перетинки має дуже важливе значення, так як нормальні коливання її можливі тільки в тому випадку, коли тиск зовнішнього повітря дорівнює тиску порожнини середнього вуха. Коли між тиском атмосферного повітря та тиском барабанної порожнини є різниця, гострота слуху порушується. Таким чином, слухова труба є як би свого роду запобіжним клапаном, що вирівнює тиск у середньому вусі.

Стінки барабанної порожнини і особливо слухової труби вистелені епітелієм, а слизові труби - миготливим епітелієм; коливання його волосків спрямоване у бік глотки.

Глотковий кінець слухової труби багатий на слизові залози і лімфатичні вузлики.

З латерального боку порожнини перебуває барабанна перетинка. Барабанна перетинка (membrana tympani) (рис. 2) сприймає звукові коливання повітря та передає їх на звукопровідну систему середнього вуха. Вона має форму кола або еліпса діаметром 9 та 11 мм і складається з еластичної сполучної тканиниволокна якої на зовнішній поверхні розташовуються радіально, а на внутрішній - циркулярно; її товщина становить лише 0,1 мм; вона натягнута кілька косо: зверху вниз і ззаду наперед, трохи увігнута всередину, так як від стінок барабанної порожнини до рукоятки молоточка йде згаданий м'яз, що натягує барабанну перетинку (вона відтягує перетинку всередину). Ланцюг же слухових кісточокслужить передачі коливань повітря від барабанної перетинки на рідина, що заповнює внутрішнє вухо. Барабанна перетинка натягнута не сильно і власного тону не видає, а передає лише звукові хвилі. Завдяки тому, що коливання барабанної перетинки дуже швидко згасають, вона є чудовим передавачам тиску і майже не спотворює форму звукової хвилі. Зовні барабанна перетинка покрита витонченою шкірою, а з поверхні, зверненої до барабанної порожнини, - слизової оболонки, вистеленої плоским багатошаровим епітелієм.

Між барабанною перетинкою і овальним вікном розташована система маленьких слухових кісточок, що передають коливання барабанної перетинки у внутрішнє вухо: молоточок (malleus), ковадло (incus) і стремечко (stapes), з'єднаних між собою суглобами і зв'язками, які рухаються двома маленькими м'язами. Молоточок прирощений до внутрішньої поверхнібарабанної перетинки своєю рукояткою, а головкою зчленований з ковадлом. Ковадла ж одним зі своїх відростків з'єднана зі стрімцем, яке розташоване горизонтально і своєю широкою основою (пластинкою) вставлене в овальне віконце, щільно прилягаючи до його перетинки.

Мал. 2. Барабанна перетинка та слухові кісточки з внутрішньої сторони. 1 - головка молоточка; 2 - верхня зв'язка її; 3 – печера барабанної порожнини; 4 - ковадло; 5 - зв'язування її; 6 – барабанна струна; 7 – пірамідне піднесення; 8 - стремінце; 9 - рукоятка молоточка; 10 - барабанна перетинка; 11 - євстахієва труба; 12 - перегородка між напівканалами для труби та для м'яза; 13 - м'яз, що напружує барабанну перетинку; 14 - передній відросток молоточка

Заслуговують великої увагим'язи барабанної порожнини. Одна з них – m. tensor timpani - прикріплюється до шийки молоточка. При її скороченні фіксується зчленування між молоточком та ковадлом і збільшується напруга барабанної перетинки, що має місце при сильних звукових коливаннях. У цей час основа стремена дещо вдавлюється в овальне вікно.

Другий м'яз - m. stapedius (найменша з поперечносмугастих м'язів у тілі людини) - прикріплюється до головки стремена. При скороченні цього м'яза зчленування між ковадлом і стремінцем відтягується донизу і обмежує рух стремена у овальному вікні.

Внутрішнє вухо.Внутрішнє вухо представлено найважливішою і складно влаштованою частиною слухового апарату, що носить назву лабіринту. Лабіринт внутрішнього вуха розташовується глибоко в пірамідці скроневої кістки, як у кістковому футлярі між середнім вухом і внутрішнім слуховим проходом. Розмір кісткового вушного лабіринту з його довгої осі вбирається у 2 див. Від середнього вуха він відділений овальним і круглим вікнами. Отвір внутрішнього слухового проходу на поверхні пірамідки скроневої кістки, через який виходить з лабіринту слуховий нерв, закритий тонкою кістковою пластинкою з дрібними отворами для виходу з внутрішнього вуха волокон слухового нерва. Усередині кісткового лабіринту розташовується замкнутий сполучнотканинний перетинковий лабіринт, що точно повторює форму кісткового, але кілька менших розмірів. Вузький простір між кістковим і перетинчастим лабіринтами заповнений рідиною, подібною за своїм складом з лімфою і носить назву перилі мфи. Вся внутрішня порожнинаперетинчастого лабіринту також заповнена рідиною, яка називається ендолімфою. Перетинчастий лабіринт але в багатьох місцях з'єднаний зі стінками кісткового лабіринту щільними тяжами, що йдуть через перилімфатичний простір. Завдяки такому розташуванню перетинчастий лабіринт виявляється підвішеним усередині кісткового лабіринту, подібно до того, як мозок підвішений (всередині черепної коробки на своїх мозкових оболонках).

Лабіринт (рис. 3 і 4) складається з трьох відділів: переддень лабіринту, півкружних каналів та равлики.

Мал. 3. Схема відношень перетинчастого лабіринту до кісткового. 1 - протока, що зв'язує маточку з мішечком; 2 - верхня перетинчаста ампула; 3 - ендолімфатична протока; 4 – ендолімфатичний мішечок; 5 – перелімфатичний простір; 6 - піраміда скроневої кістки: 7 - верхівка перетинчастої равликової протоки; 8 - повідомлення між обома сходами (гелікотрема); 9 - равликовий перетинковий хід; 10 - сходи присінка; 11 - сходи барабанні; 12 - мішечок; 13 – сполучний хід; 14 - перилімфатична протока; 15 - кругле вікно равлика; 16 - овальне вікно присінка; 17 - барабанна порожнина; 18 - сліпий кінець равликового ходу; 19 - задня перетинчаста ампула; 20 - маточка; 21 - півкружний канал; 22 - верхній півкружний хід

Мал. 4. Поперечний розріз через хід равлика. 1 - сходи присінка; 2 - рейсснерова перетинка; 3 - покривна перетинка; 4 - равликовий канал, в якому знаходиться кортієвий орган (між покривною та основною перетинками); 5 і 16 - слухові клітини з віями; 6 – опорні клітини; 7 - спіральна зв'язка; 8 та 14 - кісткова тканинаравлики; 9 – опорна клітина; 10 і 15 - спеціальні опорні клітини (так звані кортієві клітини - стовпи); 11 - барабанні сходи; 12 - основна перетинка; 13 - нервові клітини спірального равликового вузла.

Перетинчасте переддень (vestibulum) є невеликою овальною порожниною, що займає середню частину лабіринту і складається з двох бульбашок-мішочків, з'єднаних між собою вузьким канальцем; один із них - задній, так званий маточка (utriculus), повідомляється з перетинчастими півкружними каналами п'ятьма отворами, а передній мішечок (sacculus) - з перетинчастим равликом. Кожен із мішечків апарату напередодні наповнений ендолімфою. Стінки мішечків вистелені плоским епітелієм, За винятком однієї ділянки - так званої цятки (macula), де є циліндричний епітелій, що містить опорні та волоскові клітини, що несуть на своїй поверхні тонкі відростки, звернені в порожнину мішечка. У вищих тварин є дрібні кристали вапна (отоліти), склеєні в одну грудочку разом з волосками невроепітеліальних клітин, в яких закінчуються нервові волокна вестибулярного нерва(Ramus vestibularis - гілка слухового нерва).

Ззаду від передодня розташовані три взаємно перпендикулярні півкружні канали (canales semicirculares) - один у горизонтальній площині і два у вертикальній. Полукружные канали є дуже вузькі трубки, наповнені ендолімфою. Кожен із каналів утворює одному зі своїх кінців розширення - ампулу, де розташовані закінчення вестибулярного нерва, розподіляються у клітинах чутливого епітелію, зосереджених у так званому слуховому гребінці (crista acustica). Клітини чутливого епітелію слухового гребінця дуже схожі на ті, які є в цятки - на поверхні, зверненій в порожнину ампули, вони несуть волоски, які склеєні між собою і утворюють подобу пензлика (cupula). Вільна поверхня пензлика досягає протилежної (верхньої) стінки каналу, залишаючи вільним нікчемний просвіт його порожнини, перешкоджаючи пересуванню ендолімфи.

Спереду від присінка розташовується равлик (cochlea), що є перетинчастим спірально звивистим каналом, також розташований усередині кістки. Спіраль равлики у людини робить 2 3/4обороту навколо центральної кісткової осі і закінчується сліпою. Кісткова вісь равлика верхівкою звернена до середнього вуха, а своєю основою закриває внутрішній слуховий прохід.

У порожнину спірального каналу равлика по всій його довжині від кісткової осі відходить і вдається теж спіральна кісткова пластинка - перегородка, що розділяє спіральну порожнину равлика на два ходи: верхній, що сполучається з напередодні лабіринту, так звану сходи напередодні (scala vestibuli, одним кінцем у перетинку круглого вікна барабанної порожнини і тому носить назву барабанних сходів (scala tympani). Сходами ці ходи називаються тому, що, завиваючись спірально, вони нагадують сходи з смужкою, що похило піднімається, але тільки без сходів. В кінці равлика обидва ходи повідомляються отвором близько 0,03 мм у діаметрі.

Ця перегороджуюча порожнина равлика поздовжня кісткова пластинка, що відходить від увігнутої стінки, не доходить до протилежної сторони, а її продовженням служить сполучнотканинна перетинчаста спіральна пластинка, що носить назву основної перетинки, або основної мембрани (membrana basilaris), яка вже впритул примикає до стіни всієї довжини загальної порожниниравлики.

Від краю кісткової пластинки відходить ще одна перетинка (рейснерова) під кутом над основною, яка обмежує собою невеликий середній хід між двома першими ходами (сходами). Цей хід називається каналом равлика (ductus cochlearis) і повідомляється з мішечком присінка; він і є органом слуху у сенсі слова. Канал равлика на поперечному розрізі має форму трикутника і у свою чергу розділений (але не цілком) на два поверхи третьою перетинкою - покривною (membrana tectoria), що грає, мабуть, велику роль у процесі сприйняття відчуттів. У нижньому поверсі цього останнього каналу на основній мембрані у вигляді виступу нейроепітелію розташований дуже складний пристрій власне сприймає апарат слухового аналізатора - спіральний (кортієв) орган (organon spirale Cortii) (рис. 5), що омивається разом з основною мембраною внутрішньолабіринтовою рідиною і грає по відношенню до слуху ту ж роль, яку сітківка по відношенню до зору.

Мал. 5. Мікроскопічна будова кортієва органу. 1 – основна мембрана; 2 – покривна мембрана; 3 – слухові клітини; 4 - клітини слухового ганглію

Спіральний орган складається з численних різноманітних опорних та епітеліальних клітин, розташованих на основній мембрані. Клітини подовженої форми розташовуються в два ряди і звуться стовпів Корті. Клітини обох рядів дещо нахилені один до одного і утворюють кортієві дуги числом до 4000 по всьому равлику. При цьому у равликовому каналі утворюється так званий внутрішній тунель, заповнений міжклітинною речовиною. На внутрішній поверхні кортієвих стовпів є ряд циліндричних епітеліальних клітин, на вільній поверхні яких є по 15-20 волосків, - це чутливі, що сприймають так звані волоскові клітини. Тонкі і довгі волоконця - слухові волоски, склеюючись між собою, утворюють на кожній такій клітині ніжні щіточки. До зовнішнього боку цих слухових клітин примикають опорні клітини Дейтерса. Таким чином, волоскові клітини закріплені на основній мембрані. До них підходять тоненькі нервові безм'якотні волоконця і утворюють у них надзвичайно ніжну мережу фібрилярні. Слуховий нерв (його гілка - ramus cochlearis) проникає в середину равлика і йде її осі, віддаючи численні гілочки. Тут кожне м'якотне нервове волокно втрачає свій мієлін і переходить у нервову клітину, що володіє, подібно до клітин спіральних гангліїв, сполучнотканинною оболонкою та гліозними оболонковими клітинами. Вся сума цих нервових клітин загалом і утворює спіральний ганглій (ganglion spirale), що займає всю периферію осі равлика. З цього нервового ганглія вже прямують нервові волокнадо апарату, що сприймає - спіральному органу.

Сама ж основна мембрана, на якій розташований спіральний орган, складається з найтонших, щільних і туго натягнутих волоконець, ("струн") (близько 30000), які, починаючись від основи равлика (біля овального вікна), поступово подовжуються до верхнього завитка її, доходячи від 50 до 500 ?(точніше – від 0,04125 до 0,495 мм), тобто. короткі біля овального вікна, вони стають дедалі довшими у напрямку вершини равлики, збільшуючись приблизно 10-12 раз. Довжина основної перетинки від основи до вершини равлика дорівнює приблизно 335 мм.

Гельмгольц, який створив наприкінці минулого століття теорію слуху, основну мембрану равлика з її волокнами різної довжинипорівнював із музичним інструментом - арфою, тільки в цій живій арфі натягнуто величезну кількість "струн".

Сприймаючим апаратом слухових подразнень є спіральний (кортієвий) орган равлика. Напередодні і півкружні канали грають роль органів рівноваги. Щоправда, сприйняття становища та руху тіла у просторі залежить від спільної функції багатьох органів чуття: зору, дотику, м'язового почуття та інших., тобто. рефлекторна діяльність, необхідна для збереження рівноваги, забезпечується імпульсами в різних органух. Але основна роль у цьому належить напередодні та півкружним каналам.

3.2 Чутливість слухового аналізатора

Вухо людини сприймає як звук коливання повітря від 16 до 20000 Гц. Верхня межа звуків, що сприймаються, залежить від віку: чим людина старша, тим вона нижча; часто люди похилого віку не чують високих тонів, наприклад, що видається цвіркуном звуку. У багатьох тварин верхня межа лежить вище; у собак, наприклад, вдається утворити цілий ряд умовних рефлексівна нечутні людиною звуки.

При коливаннях до 300 Гц і від 3000 Гц чутливість різко зменшується: наприклад, при 20 Гц, і навіть при 20000 Гц. З віком чутливість слухового аналізатора, як правило, значно знижується, але головним чином до звуків великої частоти, до низьких (до 1000 коливань в секунду) залишається майже незмінним аж до старечого віку.

Сказане означає, що для покращення якості розпізнавання мовлення комп'ютерні системи можуть виключити з аналізу частоти, що лежать поза діапазоном 300-3000 Гц або навіть поза діапазоном 300-2400 Гц.

У разі повної тиші чутливість слуху підвищується. Якщо ж починає звучати тон певної висоти та незмінної інтенсивності, то внаслідок адаптації до нього відчуття гучності знижується спочатку швидко, а потім дедалі повільніше. Однак, хоча й меншою мірою, знижується чутливість до звуків, більш менш близьких за частотою коливань до тону, що звучить. Однак зазвичай адаптація не поширюється на весь діапазон звуків, що сприймаються. Після припинення звуку внаслідок адаптації до тиші вже через 10-15 секунд відновлюється колишній рівень чутливості.

Частково адаптація залежить від периферичного відділу аналізатора, а саме від зміни як посилюючої функції звукового апарату, так і збудливості волоскових клітин кортієва органу. Центральний відділ аналізатора також бере участь у явищах адаптації, про що свідчить хоча б той факт, що при дії звуку тільки одне вухо зрушення чутливості спостерігаються в обох вухах.

Змінюється чутливість і за одночасної дії двох тонів різної висоти. У останньому випадкуслабкий звук заглушується сильнішим головним чином оскільки вогнище збудження, виникає у корі під впливом сильного звуку, знижує внаслідок негативної індукції збудливість інших ділянок коркового відділу тієї ж аналізатора.

Тривале вплив сильних звуків може спричинити заборонене гальмування кіркових клітин. В результаті чутливість слухового аналізатора різко знижується. Такий стан зберігається деякий час після припинення роздратування.

Висновок

Складна структура системи слухового аналізатора обумовлена ​​багатоступеневим алгоритмом передачі сигналу скроневий відділ мозку. Зовнішнє та середнє вухо передають звукові коливання в равлик, розташований у внутрішньому вусі. Чутливі волоски, розташовані в равлику, перетворюють коливання в електричні сигнали, що надходять нервами в слухову зону головного мозку.

При розгляді питання про функціонування слухового аналізатора для подальшого застосування знань під час створення програм розпізнавання мови слід враховувати і межі чутливості органу слуху. Частотний діапазон звукових коливань, що сприймаються людиною, становить 16-20 000 Гц. Однак частотний діапазон мови вже й становить 300-4000 Гц. Мова залишається розбірливою за подальшого звуження частотного діапазону до 300-2400 Гц. Цей факт можна використовувати в системах розпізнавання мови для зниження впливу перешкод.

Список літератури

1.П.А. Баранов, А.В. Воронцов, С.В. Шевченка. Суспільствознавство: повний довідник. Москва, 2013

2.Велика Радянська Енциклопедія, 3-тє видання (1969-1978), том 23.

.А.В. Фролов, Г.В. Фролів. Синтез та розпізнавання мови. Сучасні рішення.

.Душков Б.А., Корольов А.В., Смирнов Б.А. Енциклопедичний словник: Психологія праці, управління, інженерна психологія та ергономіка. Москва, 2005

.Кучеров А.Г. Анатомія, фізіологія та методи дослідження органу слуху та рівноваги. Москва, 2002

.Станков А.Г. Анатомія людини. Москва, 1959

7.http://ioi-911. ucoz.ru/publ/1-1-0-47

.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

ФІЗІОЛОГІЯ СЛУХОВОГО АНАЛІЗАТОРА

(Слухова сенсорна система)

Запитання лекції:

1. Структурно-функціональна характеристика слухового аналізатора:

a. Зовнішнє вухо

b. Середнє вухо

c. Внутрішнє вухо

2. Відділи слухового аналізатора: периферичний, провідниковий, кірковий.

3. Сприйняття висоти, сили звуку та локалізації джерела звуку:

a. Основні електричні явища в равлику

b. Сприйняття звуків різної висоти

c. Сприйняття звуків різної інтенсивності

d. Визначення джерела звуку (бінауральний слух)

e. Слухова адаптація

1. Слухова сенсорна система – другий за значенням дистантний аналізатор людини, що грає важливу рольсаме в людини у зв'язку із виникненням членоподілової мови.

Функція слухового аналізатора:перетворення звуковиххвиль в енергію нервового збудження та слуховевідчуття.

Як будь-який аналізатор, слуховий аналізатор складається з периферичного, провідникового та кіркового відділу.

ПЕРИФЕРИЧНИЙ ВІДДІЛ

Перетворює енергію звукових хвиль на енергію нервовогозбудження – рецепторний потенціал (РП). Цей відділ включає:

· Внутрішнє вухо (звуковосприймаючий апарат);

· Середнє вухо (звукопровідний апарат);

· Зовнішнє вухо (звуковловлюючий апарат).

Складники цього відділу поєднуються в поняття орган слуху.

Функції відділів органу слуха

Зовнішнє вухо:

a) звукоуловлююча (вушна раковина) і спрямовуюча звукову хвилю в зовнішній слуховий прохід;

b) проведення звукової хвилі через слуховий прохід до барабанної перетинки;

c) механічний захист та захист від температурних впливів довкілля всіх інших відділів органу слуху.

Середнє вухо(Звукопровідний відділ) - це барабанна порожнина з трьома слуховими кісточками: молоточок, ковадло і стремечко.

Барабанна перетинка відокремлює зовнішній слуховий прохід від барабанної порожнини. Рукоятка молоточка вплетена в барабанну перетинку, інший його кінець зчленований з ковадлом, яка, у свою чергу, зчленована зі стремінцем. Стремінце прилягає до мембрани овального вікна. У барабанній порожнині підтримується тиск, що дорівнює атмосферному, що дуже важливо для адекватного сприйняття звуків. Цю функцію виконує євстахієва труба, яка з'єднує порожнину середнього вуха з ковткою. При ковтанні труба відкривається, внаслідок чого відбувається вентиляція барабанної порожнини та зрівняння тиску в ній з атмосферним. Якщо зовнішній тиск швидко змінюється (швидкий підйом на висоту), а ковтання не відбувається, то різниця тисків між атмосферним повітрям і повітрям у барабанній порожнині призводить до натягу барабанної перетинки та виникнення неприємних відчуттів («закладання вух»), зниження сприйняття звуків.

Площа барабанної перетинки (70 мм 2) значно більша за площу овального вікна (3,2 мм 2), завдяки чому відбувається посиленнятиску звукових хвиль на мембрану овального вікна у 25 разів. Важільний механізм кісточок зменшуєамплітуду звукових хвиль у 2 рази, тому відбувається таке посилення звукових хвиль на овальному вікні барабанної порожнини. Отже, середнє вухо посилює звук приблизно в 60-70 разів, а якщо враховувати посилення ефекту зовнішнього вуха, то ця величина зростає в 180-200 разів.У зв'язку з цим, при сильних звукових коливаннях для запобігання руйнівному впливу звуку на рецепторний апарат внутрішнього вуха, середнє вухо рефлекторно включає «захисний механізм». Він полягає в наступному: в середньому вусі є 2 м'язи, один з них натягує барабанну перетинку, інший - фіксує стремінце. При сильних звукових впливах ці м'язи за її скорочення обмежують амплітуду коливань барабанної перетинки і фіксують стремечко. Це «гасить» звукову хвилю та оберігає надмірне збудження та руйнування фонорецепторів кортієвого органу.

Внутрішнє вухо: представлене равликом – спірально закрученим кістковим каналом (2,5 завитки у людини). Цей канал розділений по всій його довжині тривузькі частини (сходи) двома мембранами: основною мембраною та вестибулярною мембраною (Рейснера).

На основний мембрані розташований спіральний орган - орган корті (кортієвий орган) - це власне звукосприймаючий апарат з рецепторними клітинами - це і є периферичний відділ слухового аналізатора.

Гелікотрема (отвір) з'єднує верхній та нижній канал на вершині равлика. Середній канал є відокремленим.

Над кортієвим органом розташована текторіальна мембрана, один кінець якої закріплений, а інший залишається вільним. Волоски зовнішніх і внутрішніх волоскових клітин кортієвого органу стикаються з текторіальною мембраною, що супроводжується збудженням, тобто. енергія звукових коливань трансформується на енергію процесу збудження.

Будова кортієвого органу

Процес трансформації починається з влучення звукових хвиль у зовнішнє вухо; вони надають руху барабанну перетинку. Коливання барабанної перетинки через систему слухових кісточок середнього вуха передаються на мембрану овального вікна, що викликає коливання перилімфи вестибулярних сходів. Ці коливання через гелікотрему передаються на перилімфу барабанних сходів і досягають круглого вікна, випинаючи його у бік середнього вуха (це не дає загаснути звуковій хвилі при проходженні вестибулярним і барабанним каналом равлика). Коливання перилімфи передаються на ендолімфу, що викликає коливання основної мембрани. Волокна основної мембрани приходять у коливальні рухи разом із рецепторними клітинами (зовнішніми та внутрішніми волосковими клітинами) кортієвого органу. При цьому волоски фонорецепторів контактують із текторіальною мембраною. Вії волоскових клітин деформуються, це викликає формування рецепторного потенціалу, а на його основі - потенціалу дії (нервовий імпульс), який проводиться по слуховому нерву і передається в наступний відділслухового аналізатора

ПРОВІДНИКОВИЙ ВІДДІЛ СЛУХОВОГО АНАЛІЗАТОРА

Провідниковий відділ слухового аналізатора представлений слуховим нервом. Він утворений аксонами нейронів спірального ганглія (1-й нейрон провідного шляху). Дендрити цих нейронів іннервують волоскові клітини кортієвого органу (аферентна ланка), аксони утворюють волокна слухового нерва. Волокна слухового нерва закінчуються на нейронах ядер кохлеарного тіла (VIII пара ч.м.н.) (другий нейрон). Потім, після часткового перехрестя, волокна слухового шляху йдуть у медіальні колінчасті тіла таламуса, де знову відбувається перемикання (третій нейрон). Звідси збудження надходить у кору ( скронева частка, верхня скронева звивина, поперечні звивини Гешля) – це проекційна слухова зона кори.

КОРКОВИЙ ВІДДІЛ СЛУХОВОГО АНАЛІЗАТОРА

Представлений у скроневій частці кори великих півкуль – верхня скронева звивина, поперечні скроневі звивини Гешля. З цією проекційної зоникори пов'язані кіркові гностичні слухові зони зона сенсорного мовлення Вернікета практична зона – моторний центр мови Брока(нижня лобова звивина). Співдружня діяльність трьох зон кори забезпечує розвиток та функцію мови.

Слухова сенсорна система має зворотні зв'язки, які забезпечують регуляцію діяльності всіх рівнів слухового аналізатора за участю низхідних шляхів, які починаються від нейронів «слухової» кори і послідовно перемикаються в медіальних колінчастих тілах таламуса, нижніх горбах четверохолмия середнього мозку з формуванням тектоспінальних низхідних шляхів і на ядрах кохле вестибулоспінальних шляхів. Це забезпечує у відповідь на дію звукового подразника формування рухової реакції: повороту голови та очей (а у тварин – вушних раковин) у бік подразника, а також підвищення тонусу м'язів-флексорів (згинання кінцівок у суглобах, тобто готовність до стрибка чи бігу) ).

Слухова кора

ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВУКОВИХ ХВИЛЬ, ЯКІ ВИСХОДЖУЮТЬСЯ ОРГАНОМ СЛУХА

1. Першою характеристикою звукових хвиль є їх частота та амплітуда.

Частота звукових хвиль визначає висоту звуку!

Людина розрізняє звукові хвилі із частотою від 16 до 20 000 Гц (Це відповідає 10-11 октавам). Звуки, частота яких нижче 20 Гц (інфразвуки) та вище 20 000 Гц (ультразвуки) людиною не відчуваються!

Звук, що складається з синусоїдальних чи гармонійних коливань, називають тоном(Велика частота – високий тон, мала частота – низький тон). Звук, що складається з не пов'язаних між собою частот, називають шумом.

2. Другою характеристикою звуку, яку розрізняє слухова сенсорна система, є його сила чи інтенсивність.

Сила звуку (його інтенсивність) разом із частотою (тоном звуку) сприймається як гучність.Одиниця виміру гучності – біл = lg I/I 0 , проте у практиці частіше використовують децибел (dB)(0,1 біла). Децибел – це 0,1 десяткового логарифмувідношення інтенсивності звуку до порогової інтенсивності: dB = 0,1 lg I/I 0 . Максимальний рівень гучності, коли звук викликає больові відчуття, дорівнює 130-140 дБ.

Чутливість слухового аналізатора визначається мінімальною силою звуку, що викликає слухові відчуття.

В області звукових коливань від 1000 до 3000 Гц, що відповідає людському мовленню, вухо має найбільшу чутливість. Ця сукупність частот називається мовленнєвою зоною(1000-3000 Гц). Абсолютна звукова чутливість у цьому діапазоні дорівнює 1*10 -12 вт/м 2 . При звуках вище 20 000 Гц і нижче за 20 Гц абсолютна слухова чутливість різко знижується – 1*10 -3 вт/м 2 . У мовному діапазоні сприймаються звуки, що мають тиск менше 1/1000 бар (бар дорівнює 1/1 000 000 частини нормального атмосферного тиску). Виходячи з цього, в передавальних пристроях, щоб забезпечити адекватне розуміння мови, інформація повинна передаватися в діапазоні частот.

МЕХАНІЗМ СПРИЙНЯТТЯ ВИСОТИ (ЧАСТОТИ), ІНТЕНСИВНОСТІ (СИЛИ) І ЛОКАЛІЗАЦІЇ ДЖЕРЕЛА ЗВУКУ (БІНАУРАЛЬНИЙ СЛУХ)

Сприйняття частоти звукових хвиль

Слуховий аналізатор є найважливішою частиноюсистеми чуття людини. Будова слухового аналізатора дозволяє людям спілкуватися один з одним за допомогою передачі звуку, сприймати, інтерпретувати та реагувати на звукову інформацію: коли наближається машина, завдяки звукам, сприйнятим за допомогою слуху, людина вчасно йде з дороги, що дозволяє уникнути небезпечної ситуації.

Звукові хвилі являють собою вібрації у твердому, рідкому чи газоподібному середовищі, які можна почути за допомогою органу слуху. Звук визначається у чутному діапазоні спектру, так само як світло – у видимій частині спектра електромагнітних хвиль.

Вібрації звукових хвиль являють собою поширення руху на молекулярному рівні, що характеризується рухом молекул близько стану рівноваги. У процесі цього руху, що створюється механічним шляхом, молекули піддаються акустичному тиску, що призводить до того, що вони стикаються один з одним і передають ці вібрації далі. Коли передача енергії припиняється, зміщені зі свого місця молекули повертаються у вихідне положення.

Подібність зорового та слухового аналізатора в тому, що вони обидва здатні сприймати конкретні якості, вибираючи їх із загального звукового потоку. Наприклад, місце розташування джерела звуку, його гучність, тембр тощо. Але фізіологія слухового аналізатора функціонує так, що слухова система людини не змішує різні частоти, як це робить зір, коли різні довжини світлових хвиль поєднуються один з одним, - і очний аналізатор представляє це у вигляді безперервного кольору.

Натомість звуковий аналізатор поділяє складні звуки на складові тони і частоти отже людина розрізняє голоси конкретних людей у ​​загальному гулі чи окремі інструменти у звуках оркестру. Особливості відхилень у слуху дозволяють виявити різні аудіометричні методи дослідження слухового аналізатора.

Зовнішнє та середнє вухо

Те, як влаштований слуховий аналізатор впливає роботу його структур, відділів вуха, підкіркових релейних і коркових центрів. Анатомія слухового аналізатора включає будову вуха, стовбурових і кіркових відділів головного мозку. Відділи слухового аналізатора – це:

• периферична частина слухового аналізатора;
• кірковий кінець слухового аналізатора.

Згідно зі схемою, будова вуха складається з трьох частин. Зовнішнє і середнє передають звуки до внутрішнього вуха, де вони перетворюються на обробку нервової системою в електричні імпульси. Таким чином, функції слухового аналізатора діляться на звукопровідні та звукосприймаючі.

Зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо – це периферичний відділ слухового аналізатора. Зовнішня частина вуха складається з вушної раковини та слухового проходу. Цей прохід закриває із внутрішньої сторони барабанна перетинка. Слуховий аналізатор будова та функції якого включають периферичний відділ слухового аналізатора, виконує роль акустичної антени.

Звукові хвилі збираються в частині зовнішнього вуха, яка називається вушна раковина і вушному проходудосягає барабанної перетинки, змушуючи її вібрувати. Таким чином, зовнішнє вухо є резонатором, що посилює звукові коливання.

Барабанна перетинка – це край зовнішнього вуха. Далі починається середнє, яке повідомляється з носоглоткою за допомогою євстахієвих труб. Вікові особливостіслухового аналізатора в тому, що у новонароджених порожнина середнього вуха заповнена амніотичною рідиною, яку до третього місяця змінює повітря, що потрапляє сюди через євстахієві труби. У порожнині середнього вуха барабанна перетинка з'єднується за допомогою ланцюга з трьох слухових кісточок з іншою перетинкою, яка називається овальним вікном. Вона закриває порожнину внутрішнього вуха.

Перша кісточка, молоточок, вібруючи під дією барабанної перетинки, передає ці коливання ковадлу, яка змушує вагатися стремечко, що тисне на овальне вікно в равлику. Підстава стремінця надає механічний тиск, посилене в десятки разів, на овальне вікно, внаслідок чого перилимфа в равлику починає вагатися. Крім овального віконцяіснує кругле, яке також відокремлює порожнину середнього вуха і внутрішнього вуха.

Співвідношення барабанної перетинки до поверхні овального віконця становить 20:1, що дозволяє посилити звукові коливання двадцять разів. Це потрібно для того, щоб для коливання рідини у внутрішньому вусі потрібно набагато більше енергії, ніж для коливання повітря в середньому.

Внутрішнє вухо

У внутрішньому вусі представлені два різні органи – слуховий та вестибулярний аналізатори. Завдяки цьому схематично будова внутрішнього вуха передбачає наявність:

• переддень;
• напівкруглих каналів (відповідають за координацію);
• равлики (відповідає за слух).

Обидва аналізатори мають подібні морфологічні та фізіологічні властивості. Серед них – волоскові клітини та механізм передачі інформації до головного мозку.

Розрізнення звукових частот починається у равлику внутрішнього вуха. Вона влаштована так, що її частини реагують на різну висоту звукових коливань. Високі ноти коливають одні частини базилярної мембрани равлика, низькі – інші.

У базилярній мембрані розташовуються волоскові клітини, на верхівці яких розташовані цілі пучки стереоцилій, що відхиляються розташованою зверху мембраною. Волоскові клітини перетворюють механічні вібрації на електричні сигнали, які по слуховому нерву йдуть до стовбура головного мозку. Таким чином, провідниковий відділ слухового аналізатора представлений волокнами слухового нерва. Оскільки кожна волоскова клітина має місце у базилярної мембрані, кожна клітина передає у мозок звук інший тональності.

Структура равлика

Равлик є «чуттєвою» частиною внутрішнього вуха, що розміщується у скроневій частині черепа. Вона отримала свою назву завдяки спіральній формі, що нагадує черепашку равлика.

Складається равлик із трьох каналів. Два з них, scala timpani і scala vestibule, заповнені рідиною, яка називається перилимфа. Взаємодія між ними відбувається за допомогою маленького отвору, що називається helicotrema. Крім того, між scala timpani та scala vestibuli розташовані з внутрішньої сторони нейрони спірального ганглія та волокна слухового нерва.

Третій канал, scala media, розташований між scala timpani та scala vestibule. Він наповнений ендолімфою. Між scala media і scala timpani на базилярній мембрані знаходиться структура, що називається Кортієвим органом.

Канали равлика складаються з двох різновидів рідини, перилимфи та ендолімфи. Перилимфа має той самий іонний склад, як і позаклітинна рідина у будь-якій іншій частині тіла. Вона заповнює scala timpani та scala vestibule. Ендолімфа, що заповнює scala media, має унікальний склад, призначений тільки для цієї частини тіла. Насамперед, вона дуже багата на калій, який виробляється в stria vascularis і дуже бідна натрієм. Також у ній практично відсутній кальцій.

Ендолімфа має позитивний електричний потенціал (+80 mV) по відношенню до перилимфи, багатої натрієм. Кортієв орган у верхній частині, де розташовані стереоцилії, змочується ендолімфою, біля основи клітин – перилимфою.

Таким методом равлик здатна провести дуже складний аналіззвуків, як у їх частоті, і по гучності. Коли тиск звуків передається до рідини внутрішнього вуха стремечком, тиск хвиль деформує базилярну мембрану в тій ділянці каналу равлика, яка відповідає за ці вібрації. Таким чином, вищі ноти змушують коливатися основу равлика, а низькі ноти – її вершину.

Доведено, що людський равлик здатний сприймати звуки різної тональності. Їх частота може змінюватися в діапазоні від 20 Гц до 20000 Гц (приблизно 10 октава), з кроком в 1/230 октави (від 3 Гц до 1 тис. Гц). На частоті 1 тис. Гц, равлик здатна зашифрувати тиск звукових хвиль у діапазоні між 0 дБ та 120 дБ.

Слуховий кортекс

Крім вуха і слухового нерва слуховий аналізатор включає головний мозок. Звукова інформація аналізується в мозку в різних центрах, у міру того, як сигнал прямує у верхню скроневу звивину головного мозку. Це слуховий кортекс, який виконує функцію слухового аналізатора людини, що обробляє звук. Тут знаходиться безліч нейронів, кожен з яких виконують своє завдання. Наприклад, є нейрони, що:

• реагують на чисті тони (звуки флейти);
• розпізнають складні тони (звуки скрипки);
• відповідають за довгі звуки;
• реагують на короткі звуки;
• відповідають зміни гучності звуків.

Є й такі нейрони, що можуть відповідати за складні звуки, наприклад, визначати музичний інструмент чи слово мовлення. Зв'язки між слуховим та речедвигательним аналізаторами дозволяють вивчати людині іноземні мови.

Звукова інформація обробляється в різних областяхзвукового кортексу в обох півкулях головного мозку Більшість людей ліва сторонамозку відповідає за сприйняття та відтворення мови. Тому пошкодження лівого слухового кортексу при інсульті може призвести до того, що людина хоч і чутиме, але не зможе розуміти промову.

Первинний шлях

Звукова інформація збирається в мозку двома провідними шляхами слухового аналізатора:

• Первинний слуховий шлях, який передає повідомлення виключно від равлика.
• Непервинний слуховий шлях, який називають ретикулярний сенсорний шлях. Він передає повідомлення від усіх органів чуття.

Первинний шлях є коротким та дуже швидким, оскільки швидкість передачі імпульсів забезпечують волокна з товстим шаром мієліну. Цей шлях закінчується у слуховому кортексі головного мозку, що розташований у бічній борозні скроневої частини головного мозку.

Первинні провідні шляхи слухового аналізатора проводять нервові імпульси від звукочутливих клітин равлика. При цьому в кожному кінцевому пункті ланки передачі відбувається розшифрування та інтеграція нервових імпульсів ядерними клітинами равлика.

Перше перемикач ядро ​​первинного слухового шляху знаходиться в равликових ядрах, що розташовується в стовбурі головного мозку. Нервові імпульсийдуть по спіральних гангліарних аксонах типу 1. На цьому рівні перемикання відбувається розшифрування нервових звукових сигналів, які характеризують тривалість, інтенсивність та частоту звуку.

Друге та третє перемикальні ядра первинного слухового шляху відіграють значну роль у визначенні розташування джерела звуку. Друге перемикальне ядро ​​в стовбурі головного мозку зветься комплекс верхніх олив. На цьому рівні більшість синапсів слухового нерва перейшли до центральної лінії. Третє перемикач ядро ​​розташовується на рівні середнього мозку.

І, нарешті, четверте ядро ​​перемикання знаходиться в таламусі. Тут відбувається значна інтеграція звукової інформації, і відбувається підготовка до моторної реакції (наприклад, вимовлення звуків у відповідь).

Останній нейрон первинного шляху пов'язує таламус та слуховий кортекс головного мозку. Тут повідомлення, більша частина якого була розшифрована дорогою сюди, розпізнається, запам'ятовується та інтегрується для подальшого довільного використання.

Непервинні шляхи

З ядер равлика невеликі нервові волокна проходять у ретикулярну формацію головного мозку, де звукові повідомлення поєднуються з нервовими повідомленнями, які надходять сюди від інших органів чуття. Наступний пункт перемикання – це неспецифічні ядра таламуса, після яких цей слуховий шлях завершується у полісенсорному асоціативному кортексі.

Головна функція цих слухових шляхів – вироблення нервових повідомлень, які підлягають пріоритетній обробці. Для цього вони з'єднуються з центрами мозку, що відповідають за почуття неспання та мотивації, а також з вегетативною нервовою та ендокринними системами. Наприклад, якщо людина робить відразу дві справи, читає книгу та слухає музику, ця система зверне увагу на більш важливу роботу.

Перший передавальний пункт непервинного слухового шляху, так само як і первинного, розташований у равликових ядрах стовбура мозку. Звідси невеликі волокна приєднуються до ретикулярного шляху стовбура мозку. Тут, а також у середньому мозку розташовані кілька синапсів, де слухова інформація обробляється та інтегрується з інформацією від інших органів чуття.

При цьому інформація фільтрується за первинним пріоритетом. Іншими словами, роль ретикулярної формації мозку в тому, щоб підключити до оброблюваної звукової інформації нервові повідомлення з інших центрів (неспання, мотивації), щоб відбувся відбір нервових повідомлень, які будуть оброблятися в мозку насамперед. Після ретикулярної формації непервинні шляхи ведуть до неспецифічних центрів у таламусі, а далі в полісенсорний кортекс.

Необхідно розуміти, що свідоме сприйняття потребує інтеграції обох типів слухових нервових шляхів, первинного та непервинного. Наприклад, під час сну, первинний слуховий шлях функціонує нормально, але свідоме сприйняття неможливе, оскільки зв'язок між ретикулярним шляхом та центрами неспання та мотивації не активізований.

І, навпаки, внаслідок травми, що пошкодила кортекс, свідоме сприйняття звуків може бути утруднене, тоді як інтегрування непервинних слухових шляхів, що триває, може призвести до реакцій на звук вегетативної нервової системи. Крім того, якщо стовбур головного мозку та середній мозок залишилися цілі, реакція переляку та здивування може залишатися, навіть за відсутності розуміння значення звуків.