Πώς μπαίνει ο ήχος στο αυτί. ακουστικός αναλυτής

Σαλιγκάριείναι ένας εύκαμπτος σωλήνας που σχηματίζεται από τρεις θαλάμους γεμάτους με υγρό. Το υγρό είναι πρακτικά ασυμπίεστο, επομένως οποιαδήποτε κίνηση του πέλματος των ραβδώσεων στο ωοειδές τρήμα πρέπει να συνοδεύεται από κίνηση του υγρού σε άλλο σημείο. Στις ακουστικές συχνότητες, ο γεμάτος με υγρό κοχλίας, το αιθουσαίο υδραγωγείο και άλλα συνδετικά μονοπάτια μεταξύ του κοχλία και του ΕΝΥ είναι ουσιαστικά κλειστά, και αυτό αντανακλάται στη μεμβράνη του στρογγυλού παραθύρου που επιτρέπει στο πέλμα να κινείται.

Πότε πιάτοο συνδετήρας κινείται προς τα μέσα, το στρογγυλό παράθυρο αποκλίνει προς τα έξω. (Η βάση και το κυκλικό παράθυρο έχουν περίπου την ίδια ταχύτητα χώρου, αλλά κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις.) Αυτή η αλληλεπίδραση των στρογγυλών και ωοειδών παραθύρων, καθώς και η ασυμπίεση των κοχλιακών υγρών, είναι που καθορίζουν τον σημαντικό ρόλο της διαφοράς στην ηχητική πίεση που ασκείται στα δύο κοχλιακά παράθυρα για τη διέγερση του εσωτερικού αυτιού.

Σαλιγκάριχωρίζεται σε θαλάμους από τη βασική μεμβράνη, το όργανο του Corti, τον κοχλιακό πόρο και τη μεμβράνη του Reissner. Οι μηχανικές ιδιότητες των κοχλιακών θαλάμων εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τις μηχανικές ιδιότητες της βασικής μεμβράνης. το τελευταίο είναι στενό, άκαμπτο, παχύ στη βάση και ευρύτερο, κινητό και λεπτό στην κορυφή. Επειδή το υγρό είναι εγγενώς ασυμπίεστο, η προς τα μέσα κίνηση του αναβολέα προκαλεί στιγμιαία μετάδοση της κίνησης μέσω των υγρών του κοχλία, με αποτέλεσμα την προεξοχή του κυκλικού παραθύρου.

Με αυτόν τον τρόπο, με την κίνηση των υγρών, υπάρχει σχεδόν στιγμιαία κατανομή της πίεσης σε διάφορα τμήματα του κοχλία. Η αντίδραση διαφορετικών τμημάτων του κοχλία με τις διαφορετικές μηχανικές τους ιδιότητες σε σχέση με την κατανομή της πίεσης οδηγεί στην εμφάνιση ενός κινούμενου κύματος και μετατόπιση των κοχλιακών θαλάμων. Η μέγιστη μετατόπιση αυτού του κύματος εξαρτάται από τον τόνο και αντιστοιχεί σε ορισμένες περιοχές όπου υπάρχει διαφορά στις μηχανικές ιδιότητες. Οι ήχοι υψηλής συχνότητας παράγουν μέγιστη μετατόπιση κοντά σε μια σκληρή και παχιά βάση, ενώ οι ήχοι χαμηλής συχνότητας παράγουν μέγιστη μετατόπιση σε μια μαλακή και λεπτή κορυφή.

Επειδή η κύμαξεκινά το δρόμο του από τη βάση προς την κορυφή, και επίσης σταματά αμέσως μετά τη θέση της μέγιστης μετατόπισης, υπάρχει μια ασυμμετρία στην κίνηση διαφορετικών τμημάτων του κοχλία. Όλοι οι ήχοι παράγουν κάποια μετατόπιση της βασικής μεμβράνης, ενώ οι ήχοι χαμηλής συχνότητας παράγουν μια κυρίαρχη μετατόπιση στην κορυφή. Αυτή η ασυμμετρία επηρεάζει την αντίληψή μας για σύνθετους ήχους (όπου οι ήχοι χαμηλής συχνότητας μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητά μας να αντιλαμβανόμαστε ήχους υψηλής συχνότητας, αλλά όχι το αντίστροφο) και πιστεύεται ότι επηρεάζει την ευαισθησία της βάσης του κοχλία, η οποία είναι υπεύθυνη για τους ήχους υψηλής συχνότητας ηχητικό τραύμα ή πρεσβυκουσία. Η κίνηση των εσωτερικών δομών του κοχλία διεγείρει τα τριχωτά κύτταρα στο όργανο του Corti, παρέχοντας περισσότερο ερέθισμα με έντονη κίνηση.

Ανατομία του αυτιού σε τρεις ενότητες.
εξωτερικό αυτί: 1 - αυτί; 2 - εξωτερικό ακουστικό κρέας. 3 - τυμπανική μεμβράνη.
Μέσο αυτί: 4 - τυμπανική κοιλότητα; 5 - ακουστικός σωλήνας.
εσωτερικό αυτί: 6 και 7 - λαβύρινθος με εσωτερικό ακουστικό κρέας και αιθουσαίο-κοχλιακό νεύρο. 8 - εσωτερική καρωτιδική αρτηρία.
9 - χόνδρος του ακουστικού σωλήνα. 10-μύες που σηκώνουν την παλάτινη κουρτίνα.
11 - μυς που τεντώνει την παλατινή κουρτίνα. 12 - μυς που καταπονεί το τύμπανο (μύς Toynbee).

ένα) Διαφορά φάσης ηχητικού κύματος κοχλιακών παραθύρων. Όπως σημειώθηκε προηγουμένως, ο κοχλίας ανταποκρίνεται στη διαφορά ηχητικής πίεσης μεταξύ των κοχλιακών παραθύρων, όπου η ηχητική πίεση που ασκείται στο οβάλ παράθυρο είναι το άθροισμα της πίεσης που δημιουργείται από το οστεοειδές σύστημα και της ακουστικής πίεσης στην κοιλότητα του μέσου αυτιού. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς αυτή η διαφορά (το πιο σημαντικό ερέθισμα για το εσωτερικό αυτί) εξαρτάται από το σχετικό πλάτος και τη φάση των επιμέρους ηχητικών πιέσεων στα δύο παράθυρα.

Με μια σημαντική διαφοράπλάτη ηχητικής πίεσης μεταξύ του ωοειδούς τρήματος και του ωοειδούς τρήματος (τόσο στο υγιές αυτί όσο και στο αυτί μετά από επιτυχή τυμπανοπλαστική, όταν το οστεϊκό σύστημα αυξάνει την πίεση που ασκείται στο ωοειδές τρήμα), η διαφορά φάσης έχει μικρή επίδραση στον προσδιορισμό της πίεσης διαφορά στα παράθυρα.

πτώση σημασία της φάσηςμε διαφορά μεγέθους φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, που δείχνει μια υποθετική κατάσταση στην οποία το μέγεθος της ηχητικής πίεσης ενός οβάλ παραθύρου είναι δέκα φορές (20 dB) μεγαλύτερο από την ηχητική πίεση ενός στρογγυλού παραθύρου. Το εύρος των πιθανών διαφορών πίεσης στα παράθυρα φαίνεται από δύο καμπύλες, η μία εκ των οποίων, με πλάτος 9, αντιπροσωπεύει τη διαφορά όταν οι πιέσεις του παραθύρου είναι σε φάση (διαφορά φάσης 0°) και η άλλη καμπύλη (με πλάτος 11) δείχνει τη διαφορά πίεσης όταν το παράθυρο είναι εντελώς εκτός φάσης (διαφορά φάσης 180°). Ακόμη και με το μέγιστο αποτέλεσμα της αλλαγής της διαφοράς φάσης, οι δύο καμπύλες που φαίνονται στο παρακάτω σχήμα είναι παρόμοιες σε μέγεθος, εντός 2 dB.

Με μια σημαντική διαφοράσε μεγέθη περίπου 100 και 1000 (40-60 dB) που εμφανίζονται στο φυσιολογικό αυτί και σε αυτιά που έχουν υποβληθεί σε επιτυχή τυμπανοπλαστική, η διαφορά φάσης έχει μικρή επίδραση.

Παρόλα αυτά, διαφορά φάσηςμπορεί να είναι σημαντική σε συνθήκες όπου τα μεγέθη ηχητικής πίεσης στην περιοχή των ωοειδών και στρογγυλών παραθύρων είναι παρόμοια (για παράδειγμα, όταν η οστεώδης αλυσίδα είναι κατεστραμμένη). Με παρόμοιο πλάτος και φάση των παραθύρων πίεσης, υπάρχει μια τάση αμοιβαίας εξουδετέρωσης και δημιουργίας μικρής διαφοράς πίεσης. Από την άλλη πλευρά, εάν οι πιέσεις παραθύρων έχουν παρόμοιο πλάτος αλλά αντίθετες φάσεις, θα ενισχύσουν η μία την άλλη, με αποτέλεσμα μια διαφορά πίεσης παραθύρου παρόμοια με το μέγεθος της εφαρμοζόμενης πίεσης.

Εάν υπάρχει σημαντική διαφορά στο μέγεθος μεταξύ των πιέσεων στα παράθυρα του κοχλία, τότε η διαφορά φάσης είναι μικρής σημασίας για τον προσδιορισμό της διαφοράς μεταξύ των δύο ηχητικών πιέσεων.
Στη συγκεκριμένη περίπτωση που παρουσιάζεται, η ηχητική πίεση στο οβάλ παράθυρο είναι 10 φορές (20 dB) μεγαλύτερη από αυτή στο στρογγυλό παράθυρο.
Ένας κύκλος του κύματος πίεσης παραθύρου (P WD) παρουσιάζεται για δύο καταστάσεις.
Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει P WD όταν η πίεση στα οβάλ και στρογγυλά παράθυρα είναι σε φάση, με αποτέλεσμα ένα μέγιστο πλάτος αλλαγής πίεσης 9 = 10-1.
Η συμπαγής γραμμή δείχνει P WD απουσία αντιστοίχισης φάσης, και ως αποτέλεσμα, το πλάτος του P WD είναι 11 = 10-(-1).
Σημειώστε ότι και οι δύο διαφορές πλάτους κορυφής διαφέρουν λιγότερο από 2 dB (20log 10 11/9= 1,7 dB), παρόλο που η διαφορά φάσης οφείλεται στη μέγιστη δυνατή διαφορά μεγέθους.
Έτσι, στο φυσιολογικό αυτί και στην επιτυχή τυμπανοπλαστική αυτί, όταν η ηχητική πίεση στο ωοειδές τρήμα είναι μεγαλύτερη λόγω της μεγαλύτερης αγωγιμότητας του ήχου κατά μήκος της οστειακής αλυσίδας, η διαφορά στη φάση ηχητικής πίεσης μεταξύ του ωοειδούς τρήματος και του στρογγυλού παραθύρου έχει μικρή επίδραση στον καθορισμό του αποτελέσματος της ακοής. .

σι) Τρόποι ηχητικής διέγερσης του έσω αυτιού. Η συμβολή του μέσου αυτιού στη διαφορά πίεσης του παραθύρου που διεγείρει το εσωτερικό αυτί μπορεί να χωριστεί σε διάφορες διεγερτικές οδούς. Στην προηγούμενη ενότητα, περιγράφηκε πώς το οστεοειδές σύστημα μετατρέπει την ηχητική πίεση στον έξω ακουστικό πόρο, μεταφέροντάς την στο ωοειδές τρήμα. Αυτή η οδός έχει ονομαστεί οστεώδης μετάδοση.Υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός, που ονομάζεται ακουστική μετάδοση, όπου το μέσο αυτί μπορεί να διεγείρει το εσωτερικό αυτί.

ΚΙΝΗΣΗ στους ΔΡΟΜΟΥΣ τύμπανο αυτιούσε απόκριση στον ήχο που εμφανίζεται μέσα, δημιουργεί ηχητική πίεση στην κοιλότητα του μέσου αυτιού. Λίγα χιλιοστά απόστασης μεταξύ των κοχλιακών παραθύρων είναι ο λόγος για τον οποίο η ακουστική ηχητική πίεση στα οβάλ και στρογγυλά παράθυρα είναι παρόμοια, αλλά όχι ίδια. Μικρές διαφορές μεταξύ των μεγεθών και των φάσεων των ηχητικών πιέσεων στο εξωτερικό των δύο παραθύρων έχουν ως αποτέλεσμα μια μικρή αλλά μετρήσιμη διαφορά ηχητικής πίεσης μεταξύ τους. Σε ένα κανονικό αυτί, το μέγεθος της διαφοράς πίεσης που παρέχεται από την ακουστική μετάδοση είναι μικρό, περίπου 60 dB, το οποίο είναι μικρότερο από τη μετάδοση μέσω των οστών. Επομένως, η οστεώδης μετάδοση κυριαρχεί στο υγιές μέσο αυτί και η ακουστική μετάδοση μπορεί να αγνοηθεί.

Ωστόσο, παρακάτω θα απεικονίζεταιότι η ακουστική μετάδοση μπορεί να έχει μεγάλη σημασία στην περίπτωση ενός ελαττώματος οστεοειδούς αλυσίδας που εμφανίζεται σε ορισμένες ασθένειες, καθώς και στο ανακατασκευασμένο αυτί.

περιβαλλοντικός ήχοςμπορεί επίσης να φτάσει στο εσωτερικό αυτί, μέσω της δόνησης ολόκληρου του σώματος ή του κεφαλιού, τη λεγόμενη ηχητική αγωγή του σώματος. Αυτή είναι μια γενικότερη διαδικασία από την οστική αγωγιμότητα, στην οποία μόνο η μαστοειδική απόφυση επηρεάζεται από δόνηση. Οι δονήσεις που προκαλούνται από τον ήχο ολόκληρου του σώματος και του κεφαλιού μπορούν να διεγείρουν το εσωτερικό αυτί:
(1) δημιουργία πίεσης στον έξω ακουστικό πόρο ή στο μέσο αυτί ασκώντας πίεση στα τοιχώματά τους,
(2) την παραγωγή αμοιβαίων κινήσεων μεταξύ των ακουστικών οστών και του εσωτερικού αυτιού, και
(3) άμεση συμπίεση του εσωτερικού αυτιού και του περιεχομένου του μέσω συμπίεσης του περιβάλλοντος υγρού και των οστών.

Ο ο ρόλος της ηχητικής αγωγιμότητας του σώματοςλίγα είναι γνωστά για τη φυσιολογική ακουστική λειτουργία. Ωστόσο, οι μετρήσεις της απώλειας ακοής λόγω καταστάσεων όπως η συγγενής ατρησία του ακουστικού πόρου υποδηλώνουν ότι ολόκληρο το σώμα μπορεί να παρέχει διέγερση στο εσωτερικό αυτί που είναι 60 dB μικρότερη από την κανονική οστεώδη λειτουργία.

Σχέδιο μονοπατιών αγωγιμότητας κατά μήκος της οστεοειδούς αλυσίδας και ακουστικής αγωγιμότητας.
Η μετάδοση των ακουστικών οστών δημιουργείται από την κίνηση της τυμπανικής μεμβράνης, των ακουστικών οστών και της πλάκας του ποδιού του αναβολέα.
Η ακουστική μετάδοση συμβαίνει λόγω της ηχητικής πίεσης στο μέσο αυτί, η οποία δημιουργείται από την ηχητική πίεση του έξω ακουστικού πόρου και την κίνηση της τυμπανικής μεμβράνης.
Επειδή τα κοχλιακά παράθυρα είναι χωρικά απομακρυσμένα, οι πιέσεις ήχου του μέσου αυτιού στα οβάλ και στρογγυλά παράθυρα (RW) είναι παρόμοιες, αλλά όχι ίδιες.
Μια μικρή διαφορά μεταξύ των πλατών της φάσης πίεσης στα δύο παράθυρα έχει ως αποτέλεσμα μια μικρή αλλά μετρήσιμη διαφορά στην ηχητική πίεση μεταξύ των δύο παραθύρων.
Αυτή η διαφορά ονομάζεται ακουστική μετάδοση. Στο φυσιολογικό αυτί, η ακουστική μετάδοση είναι εξαιρετικά χαμηλή και το μέγεθός της είναι περίπου 60 dB μικρότερο από τη μετάδοση μέσω των ακουστικών οστών.

σε) Ακουολογία οστικής αγωγιμότητας. Η ακουστική ενέργεια που μεταδίδεται στο κρανίο κατά τη διάρκεια της δόνησης των οστών (πιρούνι συντονισμού ή ηλεκτρομαγνητική δόνηση ενός ακουόμετρου) θέτει σε κίνηση τη βασική μεμβράνη και γίνεται αντιληπτή ως ήχος. Πραγματοποιούνται κλινικές εξετάσεις οστικής αγωγιμότητας για τη διάγνωση της κοχλιακής λειτουργίας. Οι μηχανισμοί με τους οποίους η δόνηση των οστών διεγείρει το εσωτερικό αυτί έχουν περιγραφεί από τους Tonndorf et al. και είναι παρόμοιοι με αυτούς που περιγράφηκαν προηγουμένως για τη μετάδοση του ήχου σε ολόκληρο το σώμα. Είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι όλοι οι υποθετικοί μηχανισμοί αγωγιμότητας του ήχου λαμβάνουν υπόψη τη σχετική κινητικότητα μεταξύ των ακουστικών οστών και του έσω αυτιού, καθώς και το γεγονός ότι η ακουστικότητα κατά την αγωγιμότητα των οστών εξαρτάται από την παθολογική κατάσταση του έξω ακουστικού πόρου και του μέσου αυτιού. .

Ο ακουστικός αναλυτής αντιλαμβάνεται τις δονήσεις του αέρα και μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια αυτών των δονήσεων σε ώσεις, οι οποίες γίνονται αντιληπτές στον εγκεφαλικό φλοιό ως ηχητικές αισθήσεις.

Το δεκτικό τμήμα του ακουστικού αναλυτή περιλαμβάνει - το εξωτερικό, το μεσαίο και το εσωτερικό αυτί (Εικ. 11.8.). Το έξω αυτί αντιπροσωπεύεται από το αυτί (ηχολήπτης) και τον έξω ακουστικό πόρο, το μήκος του οποίου είναι 21-27 mm και η διάμετρος είναι 6-8 mm. Το εξωτερικό και το μέσο αυτί χωρίζονται από την τυμπανική μεμβράνη - μια ελαφρώς εύκαμπτη και ελαφρώς τεντωμένη μεμβράνη.

Το μέσο αυτί αποτελείται από μια αλυσίδα διασυνδεδεμένων οστών: το σφυρί, τον αμόνι και τον αναβολέα. Η λαβή του σφυρού είναι προσαρτημένη στην τυμπανική μεμβράνη, η βάση του αναβολέα είναι προσαρτημένη στο οβάλ παράθυρο. Αυτό είναι ένα είδος ενισχυτή που ενισχύει τους κραδασμούς 20 φορές. Στο μέσο αυτί, επιπλέον, υπάρχουν δύο μικροί μύες που συνδέονται με τα οστά. Η σύσπαση αυτών των μυών οδηγεί σε μείωση των ταλαντώσεων. Η πίεση στο μέσο αυτί εξισορροπείται από την ευσταχιανή σάλπιγγα, η οποία ανοίγει στο στόμα.

Το εσωτερικό αυτί συνδέεται με το μέσο αυτί μέσω ενός ωοειδούς παραθύρου, στο οποίο συνδέεται ένας αναβολέας. Στο εσωτερικό αυτί υπάρχει μια συσκευή υποδοχέα δύο αναλυτών - αντιληπτικού και ακουστικού (Εικ. 11.9.). Η συσκευή υποδοχέα της ακοής αντιπροσωπεύεται από τον κοχλία. Ο κοχλίας, μήκους 35 mm και 2,5 μπούκλες, αποτελείται από ένα οστέινο και μεμβρανώδες τμήμα. Το τμήμα του οστού χωρίζεται από δύο μεμβράνες: την κύρια και την αιθουσαία (Reissner) σε τρία κανάλια (άνω - αιθουσαίο, κάτω - τυμπανικό, μέσο - τυμπανικό). Το μεσαίο τμήμα ονομάζεται κοχλιακό πέρασμα (ιστός). Στην κορυφή, το άνω και το κάτω κανάλι συνδέονται με ελικότρεμα. Τα άνω και κάτω κανάλια του κοχλία γεμίζουν με περίλεμφο, τα μεσαία με ενδολέμφο. Όσον αφορά την ιοντική σύσταση, η περίλεμφος μοιάζει με το πλάσμα, η ενδόλυμφος μοιάζει με το ενδοκυτταρικό υγρό (100 φορές περισσότερα ιόντα Κ και 10 φορές περισσότερα ιόντα Na).

Η κύρια μεμβράνη αποτελείται από χαλαρά τεντωμένες ελαστικές ίνες, έτσι ώστε να μπορεί να αυξομειώνεται. Στην κύρια μεμβράνη - στο μεσαίο κανάλι υπάρχουν υποδοχείς που αντιλαμβάνονται τον ήχο - το όργανο του Corti (4 σειρές τριχωτών κυττάρων - 1 εσωτερικό (3,5 χιλιάδες κύτταρα) και 3 εξωτερικά - 25-30 χιλιάδες κύτταρα). Top - tectorial μεμβράνη.

Μηχανισμοί διεξαγωγής ηχητικών δονήσεων. Τα ηχητικά κύματα που διέρχονται από τον έξω ακουστικό πόρο δονούν την τυμπανική μεμβράνη, η τελευταία θέτει σε κίνηση τα οστά και τη μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου. Η περίλεμφος ταλαντώνεται και προς την κορυφή οι ταλαντώσεις εξασθενούν. Οι δονήσεις της περιλέμφου μεταδίδονται στην αιθουσαία μεμβράνη και η τελευταία αρχίζει να δονεί την ενδολέμφο και την κύρια μεμβράνη.

Στον κοχλία καταγράφονται τα εξής: 1) Το συνολικό δυναμικό (μεταξύ του οργάνου του Corti και του μεσαίου καναλιού - 150 mV). Δεν σχετίζεται με την αγωγή των ηχητικών δονήσεων. Οφείλεται στην εξίσωση των διεργασιών οξειδοαναγωγής. 2) Το δυναμικό δράσης του ακουστικού νεύρου. Στη φυσιολογία, είναι επίσης γνωστό το τρίτο φαινόμενο -μικρόφωνο-, το οποίο συνίσταται στα εξής: εάν εισαχθούν ηλεκτρόδια στον κοχλία και συνδεθούν με ένα μικρόφωνο, αφού το ενισχύσουν και προφέρουν διάφορες λέξεις στο αυτί της γάτας, τότε το μικρόφωνο αναπαράγει το ίδια λόγια. Το μικροφωνικό αποτέλεσμα δημιουργείται από την επιφάνεια των τριχωτών κυττάρων, αφού η παραμόρφωση των τριχών οδηγεί στην εμφάνιση διαφοράς δυναμικού. Ωστόσο, αυτό το φαινόμενο υπερβαίνει την ενέργεια των ηχητικών δονήσεων που το προκάλεσαν. Ως εκ τούτου, το δυναμικό του μικροφώνου είναι μια δύσκολη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια και σχετίζεται με μεταβολικές διεργασίες στα τριχωτά κύτταρα. Ο τόπος εμφάνισης του δυναμικού του μικροφώνου είναι η περιοχή των ριζών των τριχών των τριχωτών κυττάρων. Οι ηχητικές δονήσεις που δρουν στο εσωτερικό αυτί επιβάλλουν ένα αναδυόμενο μικροφωνικό αποτέλεσμα στο ενδοκοχλιακό δυναμικό.

Το συνολικό δυναμικό διαφέρει από το μικρόφωνο στο ότι αντανακλά όχι το σχήμα του ηχητικού κύματος, αλλά το περίβλημά του και εμφανίζεται όταν ήχοι υψηλής συχνότητας επενεργούν στο αυτί (Εικ. 11.10.).

Το δυναμικό δράσης του ακουστικού νεύρου δημιουργείται ως αποτέλεσμα της ηλεκτρικής διέγερσης που εμφανίζεται στα τριχωτά κύτταρα με τη μορφή μικροφώνου και καθαρού δυναμικού.

Υπάρχουν συνάψεις μεταξύ των τριχωτών κυττάρων και των νευρικών απολήξεων και λαμβάνουν χώρα τόσο χημικοί όσο και ηλεκτρικοί μηχανισμοί μετάδοσης.

Ο μηχανισμός μετάδοσης ήχου διαφορετικών συχνοτήτων.Για πολύ καιρό, η φυσιολογία κυριαρχούνταν από το αντηχείο Θεωρία Helmholtz: χορδές διαφορετικού μήκους τεντώνονται στην κύρια μεμβράνη, σαν άρπα έχουν διαφορετικές συχνότητες δόνησης. Κάτω από τη δράση του ήχου, εκείνο το τμήμα της μεμβράνης που είναι συντονισμένο σε συντονισμό με δεδομένη συχνότητα αρχίζει να ταλαντώνεται. Οι κραδασμοί των τεντωμένων νημάτων ερεθίζουν τους αντίστοιχους υποδοχείς. Ωστόσο, αυτή η θεωρία επικρίνεται επειδή οι χορδές δεν τεντώνονται και οι δονήσεις τους σε κάθε δεδομένη στιγμή περιλαμβάνουν πάρα πολλές ίνες μεμβράνης.

Αξίζει προσοχής Bekeshe θεωρία. Υπάρχει φαινόμενο συντονισμού στον κοχλία, ωστόσο, το υπόστρωμα συντονισμού δεν είναι οι ίνες της κύριας μεμβράνης, αλλά μια υγρή στήλη ορισμένου μήκους. Σύμφωνα με τον Bekesche, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του ήχου, τόσο μικρότερο είναι το μήκος της στήλης του ταλαντούμενου υγρού. Υπό τη δράση ήχων χαμηλής συχνότητας, το μήκος της στήλης ταλαντούμενου υγρού αυξάνεται, συλλαμβάνοντας το μεγαλύτερο μέρος της κύριας μεμβράνης και δεν δονούνται μεμονωμένες ίνες, αλλά ένα σημαντικό μέρος τους. Κάθε βήμα αντιστοιχεί σε έναν ορισμένο αριθμό υποδοχέων.

Επί του παρόντος, η πιο κοινή θεωρία για την αντίληψη του ήχου διαφορετικών συχνοτήτων είναι "θεωρία του τόπου"», σύμφωνα με την οποία δεν αποκλείεται η συμμετοχή των αντιληπτών κυττάρων στην ανάλυση των ακουστικών σημάτων. Υποτίθεται ότι τα τριχωτά κύτταρα που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη της κύριας μεμβράνης έχουν διαφορετική αστάθεια, η οποία επηρεάζει την αντίληψη του ήχου, δηλαδή μιλάμε για συντονισμό των τριχωτών κυττάρων σε ήχους διαφορετικών συχνοτήτων.

Η βλάβη σε διάφορα μέρη της κύριας μεμβράνης οδηγεί σε εξασθένηση των ηλεκτρικών φαινομένων που συμβαίνουν όταν ερεθίζονται από ήχους διαφορετικών συχνοτήτων.

Σύμφωνα με τη θεωρία του συντονισμού, διαφορετικά τμήματα της κύριας πλάκας αντιδρούν δονώντας τις ίνες τους σε ήχους διαφορετικού τόνου. Η ισχύς του ήχου εξαρτάται από το μέγεθος των δονήσεων των ηχητικών κυμάτων που γίνονται αντιληπτές από το τύμπανο. Ο ήχος θα είναι όσο ισχυρότερος, τόσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος των κραδασμών των ηχητικών κυμάτων και, κατά συνέπεια, το τύμπανο. Το ύψος του ήχου εξαρτάται από τη συχνότητα των κραδασμών των ηχητικών κυμάτων. Όσο μεγαλύτερη θα είναι η συχνότητα των δονήσεων ανά μονάδα χρόνου . γίνεται αντιληπτό από το αυτί με τη μορφή υψηλότερων τόνων (λεπτοί, υψηλοί ήχοι φωνής) Μια χαμηλότερη συχνότητα ηχητικών κυμάτων γίνεται αντιληπτή από το αυτί με τη μορφή χαμηλών τόνων (μπάσα, τραχείς ήχοι και φωνές).

Η αντίληψη του ύψους, της έντασης του ήχου και της θέσης της πηγής ήχου αρχίζει με τα ηχητικά κύματα να εισέρχονται στο εξωτερικό αυτί, όπου θέτουν σε κίνηση το τύμπανο. Οι κραδασμοί της τυμπανικής μεμβράνης μεταδίδονται μέσω του συστήματος των ακουστικών οστών του μέσου ωτός στη μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου, γεγονός που προκαλεί ταλαντώσεις της περιλέμφου της αιθουσαίας (άνω) σκάλας. Αυτές οι δονήσεις μεταδίδονται μέσω του ελικοτρήματος στην περίλεμφο της τυμπανικής (κάτω) σκάλας και φτάνουν στο στρογγυλό παράθυρο, μετατοπίζοντας τη μεμβράνη του προς την κοιλότητα του μέσου αυτιού. Οι κραδασμοί της περιλέμφου μεταδίδονται και στην ενδολέμφο του μεμβρανώδους (μεσαίου) καναλιού, που οδηγεί σε ταλαντευτικές κινήσεις της κύριας μεμβράνης, που αποτελείται από μεμονωμένες ίνες τεντωμένες σαν χορδές πιάνου. Υπό τη δράση του ήχου, οι ίνες της μεμβράνης έρχονται σε ταλαντωτική κίνηση μαζί με τα κύτταρα υποδοχείς του οργάνου του Corti που βρίσκονται πάνω τους. Σε αυτή την περίπτωση, οι τρίχες των κυττάρων των υποδοχέων έρχονται σε επαφή με την τεκτονική μεμβράνη, οι βλεφαρίδες των τριχωτών κυττάρων παραμορφώνονται. Ένα δυναμικό υποδοχέα εμφανίζεται πρώτα και μετά ένα δυναμικό δράσης (νευρική ώθηση), το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται κατά μήκος του ακουστικού νεύρου και μεταδίδεται σε άλλα μέρη του ακουστικού αναλυτή.

Και οι μορφολόγοι ονομάζουν αυτή τη δομή οργανίδιο και ισορροπία (organum vestibulo-cochleare). Διαθέτει τρία τμήματα:

• εξωτερικό αυτί (εξωτερικός ακουστικός πόρος, αυτί με μύες και συνδέσμους).
• μέσο αυτί (τυμπανική κοιλότητα, μαστοειδή εξαρτήματα, ακουστικός σωλήνας)
• (μεμβρανώδης λαβύρινθος, που βρίσκεται στον οστέινο λαβύρινθο μέσα στην οστική πυραμίδα).

1. Το εξωτερικό αυτί συγκεντρώνει τις ηχητικές δονήσεις και τις κατευθύνει στο εξωτερικό ακουστικό άνοιγμα.

2. Στον ακουστικό πόρο διεξάγει ηχητικές δονήσεις στο τύμπανο

3. Το τύμπανο είναι μια μεμβράνη που δονείται όταν εκτίθεται στον ήχο.

4. Το σφυρί με τη λαβή του συνδέεται στο κέντρο της τυμπανικής μεμβράνης με τη βοήθεια συνδέσμων και η κεφαλή του συνδέεται με τον αμόνι (5), ο οποίος, με τη σειρά του, συνδέεται με τον αναβολέα (6).

Οι μικροσκοπικοί μύες βοηθούν στη μετάδοση του ήχου ρυθμίζοντας την κίνηση αυτών των οστών.

7. Η ευσταχιανή (ή ακουστική) σάλπιγγα συνδέει το μέσο αυτί με τον ρινοφάρυγγα. Όταν η πίεση του αέρα του περιβάλλοντος αλλάζει, η πίεση και στις δύο πλευρές του τυμπάνου εξισώνεται μέσω του ακουστικού σωλήνα.

Το όργανο του Corti αποτελείται από έναν αριθμό ευαίσθητων, τριχωτών κυττάρων (12) που καλύπτουν τη βασική μεμβράνη (13). Τα ηχητικά κύματα συλλαμβάνονται από τα τριχωτά κύτταρα και μετατρέπονται σε ηλεκτρικές ώσεις. Περαιτέρω, αυτές οι ηλεκτρικές ώσεις μεταδίδονται κατά μήκος του ακουστικού νεύρου (11) στον εγκέφαλο. Το ακουστικό νεύρο αποτελείται από χιλιάδες από τις καλύτερες νευρικές ίνες. Κάθε ίνα ξεκινά από ένα συγκεκριμένο τμήμα του κοχλία και εκπέμπει μια συγκεκριμένη συχνότητα ήχου. Οι ήχοι χαμηλής συχνότητας μεταδίδονται κατά μήκος των ινών που προέρχονται από την κορυφή του κοχλία (14) και οι ήχοι υψηλής συχνότητας μεταδίδονται κατά μήκος των ινών που σχετίζονται με τη βάση του. Έτσι, η λειτουργία του εσωτερικού αυτιού είναι να μετατρέπει τις μηχανικές δονήσεις σε ηλεκτρικές, αφού ο εγκέφαλος μπορεί να αντιληφθεί μόνο ηλεκτρικά σήματα.

εξωτερικό αυτίείναι ηχοαπορροφητής. Ο εξωτερικός ακουστικός πόρος μεταφέρει ηχητικές δονήσεις στο τύμπανο. Η τυμπανική μεμβράνη, η οποία διαχωρίζει το εξωτερικό αυτί από την τυμπανική κοιλότητα, ή το μέσο αυτί, είναι ένα λεπτό διάφραγμα (0,1 mm) σε σχήμα χοάνης προς τα μέσα. Η μεμβράνη δονείται υπό την επίδραση ηχητικών δονήσεων που έρχονται σε αυτήν μέσω του εξωτερικού ακουστικού πόρου.

Οι ηχητικές δονήσεις συλλαμβάνονται από τα αυτιά (στα ζώα μπορούν να στραφούν προς την πηγή ήχου) και μεταδίδονται μέσω του εξωτερικού ακουστικού πόρου στην τυμπανική μεμβράνη, η οποία διαχωρίζει το εξωτερικό αυτί από το μέσο αυτί. Η λήψη του ήχου και η όλη διαδικασία ακρόασης με δύο αυτιά - η λεγόμενη διφωνική ακοή - είναι σημαντική για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του ήχου. Οι ηχητικές δονήσεις που προέρχονται από το πλάι φτάνουν στο πλησιέστερο αυτί μερικά δέκατα χιλιοστά του δευτερολέπτου (0,0006 δευτ.) νωρίτερα από το άλλο. Αυτή η αμελητέα διαφορά στον χρόνο που φτάνει ο ήχος και στα δύο αυτιά είναι αρκετή για να καθορίσει την κατεύθυνσή του.

Μέσο αυτίείναι μια συσκευή ηχοαγωγής. Είναι μια κοιλότητα αέρα, η οποία μέσω της ακουστικής (ευσταχιανής) σάλπιγγας συνδέεται με τη ρινοφαρυγγική κοιλότητα. Οι κραδασμοί από την τυμπανική μεμβράνη μέσω του μέσου αυτιού μεταδίδονται από 3 ακουστικά οστάρια συνδεδεμένα μεταξύ τους - το σφυρί, τον αμόνι και τον αναβολέα, και ο τελευταίος μέσω της μεμβράνης του ωοειδούς παραθύρου μεταδίδει αυτούς τους κραδασμούς του υγρού στο έσω αυτί - την περίλεμφο .

Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της γεωμετρίας των ακουστικών οστών, δονήσεις της τυμπανικής μεμβράνης μειωμένου πλάτους, αλλά αυξημένης ισχύος, μεταδίδονται στον αναβολέα. Επιπλέον, η επιφάνεια του αναβολέα είναι 22 φορές μικρότερη από την τυμπανική μεμβράνη, γεγονός που αυξάνει την πίεσή του στη μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου κατά την ίδια ποσότητα. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και αδύναμα ηχητικά κύματα που δρουν στην τυμπανική μεμβράνη είναι σε θέση να υπερνικήσουν την αντίσταση της μεμβράνης του ωοειδούς παραθύρου του προθαλάμου και να οδηγήσουν σε διακυμάνσεις του υγρού στον κοχλία.

Με δυνατούς ήχους, ειδικοί μύες μειώνουν την κινητικότητα του τυμπάνου και των ακουστικών οστών, προσαρμόζοντας το ακουστικό σε τέτοιες αλλαγές στο ερέθισμα και προστατεύοντας το εσωτερικό αυτί από την καταστροφή.

Λόγω της σύνδεσης μέσω του ακουστικού σωλήνα της κοιλότητας αέρα του μέσου ωτός με την κοιλότητα του ρινοφάρυγγα, καθίσταται δυνατή η εξίσωση της πίεσης και στις δύο πλευρές της τυμπανικής μεμβράνης, η οποία εμποδίζει τη ρήξη της κατά τη διάρκεια σημαντικών μεταβολών της πίεσης στο εξωτερικό περιβάλλον - κατά την κατάδυση κάτω από το νερό, την αναρρίχηση σε ύψος, τη σκοποβολή κ.λπ. Αυτή είναι η βαρη λειτουργία του αυτιού.

Υπάρχουν δύο μύες στο μέσο αυτί: ο τανυστής τυμπανικός υμένας και ο αναβολέας. Το πρώτο από αυτά, συστέλλοντας, αυξάνει την τάση της τυμπανικής μεμβράνης και έτσι περιορίζει το πλάτος των ταλαντώσεων του κατά τη διάρκεια ισχυρών ήχων και το δεύτερο στερεώνει τον αναβολέα και έτσι περιορίζει την κίνησή του. Η αντανακλαστική σύσπαση αυτών των μυών συμβαίνει 10 ms μετά την έναρξη ενός δυνατού ήχου και εξαρτάται από το πλάτος του. Με αυτόν τον τρόπο, το εσωτερικό αυτί προστατεύεται αυτόματα από υπερφόρτωση. Με στιγμιαίους ισχυρούς ερεθισμούς (σόκ, εκρήξεις κ.λπ.), αυτός ο προστατευτικός μηχανισμός δεν έχει χρόνο να λειτουργήσει, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα ακοής (για παράδειγμα, μεταξύ εκρηκτικών και πυροβολητών).

εσωτερικό αυτίείναι μια συσκευή λήψης ήχου. Βρίσκεται στην πυραμίδα του κροταφικού οστού και περιέχει τον κοχλία, ο οποίος στον άνθρωπο σχηματίζει 2,5 σπειροειδείς σπείρες. Ο κοχλιακός πόρος χωρίζεται από δύο χωρίσματα από την κύρια μεμβράνη και την αιθουσαία μεμβράνη σε 3 στενές διόδους: το άνω (scala vestibularis), το μεσαίο (το μεμβρανώδες κανάλι) και το κάτω (το scala tympani). Στην κορυφή του κοχλία υπάρχει μια τρύπα που συνδέει το άνω και το κάτω κανάλι σε ένα ενιαίο, πηγαίνοντας από το οβάλ παράθυρο στην κορυφή του κοχλία και περαιτέρω στο στρογγυλό παράθυρο. Η κοιλότητα του είναι γεμάτη με ένα υγρό - περιλέμφο και η κοιλότητα του μεσαίου μεμβρανώδους καναλιού είναι γεμάτη με υγρό διαφορετικής σύνθεσης - ενδόλυμφο. Στο μεσαίο κανάλι υπάρχει μια συσκευή αντίληψης ήχου - το όργανο του Corti, στο οποίο υπάρχουν μηχανικοί υποδοχείς ηχητικών δονήσεων - τριχωτά κύτταρα.

Η κύρια οδός παροχής ήχου στο αυτί είναι ο αέρας. Ο ήχος που πλησιάζει δονεί την τυμπανική μεμβράνη και στη συνέχεια μέσω της αλυσίδας των ακουστικών οστών οι δονήσεις μεταδίδονται στο οβάλ παράθυρο. Ταυτόχρονα, προκύπτουν δονήσεις αέρα της τυμπανικής κοιλότητας, οι οποίες μεταδίδονται στη μεμβράνη του στρογγυλού παραθύρου.

Ένας άλλος τρόπος μεταφοράς ήχων στον κοχλία είναι αγωγιμότητα ιστού ή οστού . Σε αυτή την περίπτωση, ο ήχος δρα απευθείας στην επιφάνεια του κρανίου, προκαλώντας δόνηση. Οστική διαδρομή για μετάδοση ήχου έχει μεγάλη σημασία εάν ένα δονούμενο αντικείμενο (για παράδειγμα, το στέλεχος ενός πιρουνιού συντονισμού) έρθει σε επαφή με το κρανίο, καθώς και σε ασθένειες του συστήματος του μέσου αυτιού, όταν διαταράσσεται η μετάδοση ήχων μέσω της οστεοειδούς αλυσίδας. Εκτός από τη διαδρομή του αέρα, την αγωγή των ηχητικών κυμάτων, υπάρχει μια διαδρομή ιστού ή οστού.

Υπό την επίδραση των δονήσεων του ήχου του αέρα, καθώς και όταν οι δονητές (για παράδειγμα, ένα τηλέφωνο με κόκκαλο ή ένα πιρούνι συντονισμού οστών) έρχονται σε επαφή με το περίβλημα του κεφαλιού, τα οστά του κρανίου αρχίζουν να ταλαντώνονται (αρχίζει επίσης ο οστέινος λαβύρινθος να ταλαντώνεται). Με βάση τα πρόσφατα δεδομένα (Bekesy και άλλοι), μπορεί να υποτεθεί ότι οι ήχοι που διαδίδονται μέσω των οστών του κρανίου διεγείρουν το όργανο του Corti μόνο εάν, όπως τα κύματα αέρα, προκαλούν διόγκωση ενός συγκεκριμένου τμήματος της κύριας μεμβράνης.

Η ικανότητα των οστών του κρανίου να μεταφέρουν τον ήχο εξηγεί γιατί ένα άτομο, η φωνή του ηχογραφημένη σε κασέτα, κατά την αναπαραγωγή της ηχογράφησης, φαίνεται εξωγήινο, ενώ άλλοι τον αναγνωρίζουν εύκολα. Το γεγονός είναι ότι η ηχογράφηση δεν αναπαράγει πλήρως τη φωνή σας. Συνήθως, όταν μιλάτε, δεν ακούτε μόνο εκείνους τους ήχους που ακούνε οι συνομιλητές σας (δηλαδή εκείνους τους ήχους που γίνονται αντιληπτοί λόγω αγωγιμότητας αέρα-υγρού), αλλά και εκείνους τους ήχους χαμηλής συχνότητας, των οποίων ο αγωγός είναι τα οστά του κρανίου σας. Ωστόσο, όταν ακούτε μια κασέτα ηχογράφησης της δικής σας φωνής, ακούτε μόνο ό,τι θα μπορούσε να ηχογραφηθεί - ήχους που μεταφέρονται από τον αέρα.

διφωνική ακοή . Ο άνθρωπος και τα ζώα έχουν χωρική ακοή, δηλαδή την ικανότητα να προσδιορίζουν τη θέση μιας πηγής ήχου στο διάστημα. Αυτή η ιδιότητα βασίζεται στην παρουσία διφωνικής ακοής ή ακοής με δύο αυτιά. Σημαντική για αυτόν είναι και η παρουσία δύο συμμετρικών μισών σε όλα τα επίπεδα. Η οξύτητα της διφωνικής ακοής στους ανθρώπους είναι πολύ υψηλή: η θέση της πηγής ήχου προσδιορίζεται με ακρίβεια 1 γωνιακού βαθμού. Η βάση για αυτό είναι η ικανότητα των νευρώνων στο ακουστικό σύστημα να αξιολογούν τις διαφωνικές (διαωτικές) διαφορές στο χρόνο άφιξης του ήχου στο δεξί και αριστερό αυτί και την ένταση του ήχου σε κάθε αυτί. Εάν η ηχητική πηγή βρίσκεται μακριά από τη μέση γραμμή του κεφαλιού, το ηχητικό κύμα φτάνει στο ένα αυτί λίγο νωρίτερα και έχει μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι στο άλλο αυτί. Η εκτίμηση της απόστασης της ηχητικής πηγής από το σώμα σχετίζεται με την εξασθένηση του ήχου και την αλλαγή της χροιάς του.

Με ξεχωριστή διέγερση του δεξιού και του αριστερού αυτιού μέσω ακουστικών, μια καθυστέρηση μεταξύ των ήχων ήδη από 11 μs ή μια διαφορά στην ένταση δύο ήχων κατά 1 dB οδηγεί σε μια εμφανή μετατόπιση του εντοπισμού της πηγής ήχου από τη μέση γραμμή προς παλαιότερος ή δυνατότερος ήχος. Στα ακουστικά κέντρα υπάρχει με απότομη προσαρμογή σε ένα ορισμένο εύρος διαφωνικών διαφορών στο χρόνο και την ένταση. Έχουν επίσης βρεθεί κύτταρα που ανταποκρίνονται μόνο σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση κίνησης της πηγής ήχου στο διάστημα.

Το αυτί, ο έξω ακουστικός πόρος, η τυμπανική μεμβράνη, τα ακουστικά οστάρια, ο δακτυλιοειδής σύνδεσμος του ωοειδούς παραθύρου, η μεμβράνη στρογγυλού παραθύρου (δευτερεύουσα τυμπανική μεμβράνη), το υγρό λαβύρινθου (περίλεμφος), η κύρια μεμβράνη συμμετέχουν στη διεξαγωγή των ηχητικών δονήσεων.

Στον άνθρωπο, ο ρόλος του αυτιού είναι σχετικά μικρός. Στα ζώα που έχουν την ικανότητα να κινούν τα αυτιά τους, τα αυτιά βοηθούν στον προσδιορισμό της κατεύθυνσης της πηγής του ήχου. Στους ανθρώπους, το αυτί, όπως ένα επιστόμιο, συλλέγει μόνο ηχητικά κύματα. Ωστόσο, από αυτή την άποψη, ο ρόλος της είναι ασήμαντος. Επομένως, όταν ένα άτομο ακούει ήσυχους ήχους, βάζει το χέρι του στο αυτί του, λόγω του οποίου η επιφάνεια του αυτιού αυξάνεται σημαντικά.

Τα ηχητικά κύματα, έχοντας διεισδύσει στον ακουστικό πόρο, προκαλούν δόνηση της τυμπανικής μεμβράνης, η οποία μεταδίδει τους ηχητικούς κραδασμούς μέσω της οστεοειδούς αλυσίδας στο ωοειδές παράθυρο και περαιτέρω στην περίλεμφο του έσω αυτιού.

Η τυμπανική μεμβράνη ανταποκρίνεται όχι μόνο σε αυτούς τους ήχους, ο αριθμός των δονήσεων των οποίων συμπίπτει με τον δικό της τόνο (800-1000 Hz), αλλά και σε οποιονδήποτε ήχο. Ένας τέτοιος συντονισμός ονομάζεται καθολικός, σε αντίθεση με τον οξύ συντονισμό, όταν ένα σώμα δεύτερου ήχου (για παράδειγμα, μια χορδή πιάνου) ανταποκρίνεται μόνο σε έναν συγκεκριμένο τόνο.

Η τυμπανική μεμβράνη και τα ακουστικά οστάρια όχι μόνο μεταδίδουν ηχητικές δονήσεις που εισέρχονται στον έξω ακουστικό πόρο, αλλά τις μετατρέπουν, δηλαδή μετατρέπουν δονήσεις αέρα με μεγάλο πλάτος και χαμηλή πίεση σε δονήσεις του υγρού λαβυρίνθου με χαμηλό πλάτος και υψηλή πίεση.

Αυτός ο μετασχηματισμός επιτυγχάνεται λόγω των ακόλουθων συνθηκών: 1) η επιφάνεια της τυμπανικής μεμβράνης είναι 15-20 φορές μεγαλύτερη από την περιοχή του οβάλ παραθύρου. 2) ο σφυρός και ο αμόνις σχηματίζουν έναν άνισο μοχλό, έτσι ώστε οι εκδρομές που κάνει η πλάκα του ποδιού του αναβολέα να είναι περίπου μιάμιση φορά λιγότερες από τις εκδρομές της λαβής του σφυρού.

Η συνολική επίδραση της μετασχηματιστικής δράσης της τυμπανικής μεμβράνης και του συστήματος μοχλού των ακουστικών οστών εκφράζεται σε αύξηση της ηχητικής ισχύος κατά 25-30 dB.

Η παραβίαση αυτού του μηχανισμού σε περίπτωση βλάβης της τυμπανικής μεμβράνης και παθήσεων του μέσου ωτός οδηγεί σε αντίστοιχη μείωση της ακοής, δηλαδή κατά 25-30 dB.

Για τη φυσιολογική λειτουργία της τυμπανικής μεμβράνης και της οστειακής αλυσίδας, είναι απαραίτητο η πίεση του αέρα και στις δύο πλευρές της τυμπανικής μεμβράνης, δηλαδή στον έξω ακουστικό πόρο και στην τυμπανική κοιλότητα, να είναι ίδια.

Αυτή η εξίσωση της πίεσης οφείλεται στην αναπνευστική λειτουργία του ακουστικού σωλήνα, ο οποίος συνδέει την τυμπανική κοιλότητα με τον ρινοφάρυγγα. Με κάθε κίνηση κατάποσης, ο αέρας από το ρινοφάρυγγα εισέρχεται στην τυμπανική κοιλότητα και, έτσι, η πίεση του αέρα στην τυμπανική κοιλότητα διατηρείται συνεχώς σε ατμοσφαιρικό επίπεδο, δηλαδή στο ίδιο επίπεδο με τον έξω ακουστικό πόρο.

Η συσκευή αγωγής του ήχου περιλαμβάνει επίσης τους μύες του μέσου αυτιού, οι οποίοι εκτελούν τις ακόλουθες λειτουργίες: 1) διατηρώντας τον φυσιολογικό τόνο της τυμπανικής μεμβράνης και της οστεοειδούς αλυσίδας. 2) προστασία του εσωτερικού αυτιού από υπερβολική ηχητική διέγερση. 3) διαμονή, δηλ. η προσαρμογή της συσκευής αγωγής ήχου σε ήχους διαφόρων δυνάμεων και υψών.

Με τη σύσπαση του μυός που τεντώνει το τύμπανο, αυξάνεται η ακουστική ευαισθησία, γεγονός που δίνει λόγο να θεωρείται αυτός ο μυς «ανησυχητικός». Ο σταπέδιος μυς παίζει τον αντίθετο ρόλο - κατά τη συστολή του, περιορίζει την κίνηση του αναβολέα και έτσι, όπως ήταν, σβήνει τους πολύ δυνατούς ήχους.

Το εξωτερικό αυτί περιλαμβάνει το αυτί, τον ακουστικό πόρο και την τυμπανική μεμβράνη, η οποία καλύπτει το εσωτερικό άκρο του ακουστικού πόρου. Ο ακουστικός πόρος έχει ακανόνιστο κυρτό σχήμα. Σε έναν ενήλικα, έχει μήκος περίπου 2,5 cm και διάμετρο περίπου 8 mm. Η επιφάνεια του ακουστικού πόρου καλύπτεται από τρίχες και περιέχει αδένες που εκκρίνουν κερί του αυτιού, το οποίο είναι απαραίτητο για τη διατήρηση της υγρασίας του δέρματος. Ο ακουστικός πόρος παρέχει επίσης σταθερή θερμοκρασία και υγρασία της τυμπανικής μεμβράνης.

• Μέσο αυτί

Το μέσο αυτί είναι μια κοιλότητα γεμάτη αέρα πίσω από το τύμπανο. Αυτή η κοιλότητα συνδέεται με τον ρινοφάρυγγα μέσω της ευσταχιανής σάλπιγγας, ενός στενού χόνδρινου πόρου που συνήθως είναι κλειστός. Η κατάποση ανοίγει την ευσταχιανή σάλπιγγα, η οποία επιτρέπει στον αέρα να εισέλθει στην κοιλότητα και να εξισορροπήσει την πίεση και στις δύο πλευρές του τυμπάνου για βέλτιστη κινητικότητα. Το μέσο αυτί περιέχει τρία μικροσκοπικά ακουστικά οστάρια: τον σφυρό, τον αμόνι και τον αναβολέα. Το ένα άκρο του σφυρού συνδέεται με την τυμπανική μεμβράνη, το άλλο άκρο του συνδέεται με τον αμόνι, ο οποίος με τη σειρά του συνδέεται με τον αναβολέα και ο αναβολέας με τον κοχλία του έσω αυτιού. Η τυμπανική μεμβράνη ταλαντώνεται συνεχώς υπό την επίδραση των ήχων που πιάνει το αυτί και τα ακουστικά οστάρια μεταδίδουν τις δονήσεις της στο έσω αυτί.

• εσωτερικό αυτί

Το εσωτερικό αυτί περιέχει πολλές δομές, αλλά μόνο ο κοχλίας, που πήρε το όνομά του από το σπειροειδές σχήμα του, σχετίζεται με την ακοή. Ο κοχλίας χωρίζεται σε τρία κανάλια γεμάτα με λεμφικά υγρά. Το υγρό στο μεσαίο κανάλι διαφέρει ως προς τη σύνθεση από το υγρό στα άλλα δύο κανάλια. Το όργανο που είναι άμεσα υπεύθυνο για την ακοή (το όργανο του Corti) βρίσκεται στο μεσαίο κανάλι. Το όργανο του Corti περιέχει περίπου 30.000 τριχωτά κύτταρα που συλλαμβάνουν τις διακυμάνσεις του υγρού στο κανάλι που προκαλούνται από την κίνηση του αναβολέα και παράγουν ηλεκτρικές ώσεις που μεταδίδονται κατά μήκος του ακουστικού νεύρου στον ακουστικό φλοιό. Κάθε τριχωτό κύτταρο ανταποκρίνεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα ήχου, με υψηλές συχνότητες που λαμβάνονται από κύτταρα στο κάτω μέρος του κοχλία και κύτταρα συντονισμένα σε χαμηλές συχνότητες βρίσκονται στο πάνω μέρος του κοχλία. Εάν τα τριχωτά κύτταρα πεθάνουν για οποιονδήποτε λόγο, το άτομο παύει να αντιλαμβάνεται τους ήχους των αντίστοιχων συχνοτήτων.

• ακουστικά μονοπάτια

Τα ακουστικά μονοπάτια είναι μια συλλογή νευρικών ινών που μεταφέρουν νευρικές ώσεις από τον κοχλία προς τα ακουστικά κέντρα του εγκεφαλικού φλοιού, με αποτέλεσμα μια ακουστική αίσθηση. Τα ακουστικά κέντρα βρίσκονται στους κροταφικούς λοβούς του εγκεφάλου. Ο χρόνος που απαιτείται για να ταξιδέψει το ακουστικό σήμα από το εξωτερικό αυτί στα ακουστικά κέντρα του εγκεφάλου είναι περίπου 10 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Πώς λειτουργεί το ανθρώπινο αυτί (σχέδιο ευγενική προσφορά της Siemens)

Ηχητική αντίληψη

Το αυτί μετατρέπει διαδοχικά τους ήχους σε μηχανικές δονήσεις της τυμπανικής μεμβράνης και των ακουστικών οστών, στη συνέχεια σε δονήσεις του υγρού στον κοχλία και τέλος σε ηλεκτρικές ώσεις, οι οποίες μεταδίδονται κατά μήκος των οδών του κεντρικού ακουστικού συστήματος στους κροταφικούς λοβούς του εγκεφάλου. για αναγνώριση και επεξεργασία.
Ο εγκέφαλος και οι ενδιάμεσοι κόμβοι των ακουστικών οδών εξάγουν όχι μόνο πληροφορίες σχετικά με το ύψος και την ένταση του ήχου, αλλά και άλλα χαρακτηριστικά του ήχου, για παράδειγμα, το χρονικό διάστημα μεταξύ των στιγμών που ο ήχος λαμβάνεται από δεξιά και αριστερά αυτιά - αυτή είναι η βάση για την ικανότητα ενός ατόμου να προσδιορίζει την κατεύθυνση στην οποία έρχεται ο ήχος. Ταυτόχρονα, ο εγκέφαλος αξιολογεί τόσο τις πληροφορίες που λαμβάνει από κάθε αυτί ξεχωριστά και συνδυάζει όλες τις πληροφορίες που λαμβάνει σε μια ενιαία αίσθηση.

Ο εγκέφαλός μας αποθηκεύει μοτίβα για τους ήχους γύρω μας—γνωστές φωνές, μουσική, επικίνδυνους ήχους και ούτω καθεξής. Αυτό βοηθά τον εγκέφαλο στη διαδικασία επεξεργασίας πληροφοριών σχετικά με τον ήχο να διακρίνει γρήγορα τους οικείους ήχους από τους άγνωστους. Με την απώλεια ακοής, ο εγκέφαλος αρχίζει να λαμβάνει παραμορφωμένες πληροφορίες (οι ήχοι γίνονται πιο ήσυχοι), γεγονός που οδηγεί σε σφάλματα στην ερμηνεία των ήχων. Από την άλλη πλευρά, η εγκεφαλική βλάβη λόγω γήρανσης, τραυματισμός στο κεφάλι ή νευρολογικές παθήσεις και διαταραχές μπορεί να συνοδεύεται από συμπτώματα παρόμοια με αυτά της απώλειας ακοής, όπως απροσεξία, αποκόλληση από το περιβάλλον, ανεπαρκής ανταπόκριση. Για να ακούμε και να κατανοούμε σωστά τους ήχους, είναι απαραίτητη η συντονισμένη εργασία του ακουστικού αναλυτή και του εγκεφάλου. Έτσι, χωρίς υπερβολή, μπορούμε να πούμε ότι ο άνθρωπος δεν ακούει με τα αυτιά του, αλλά με τον εγκέφαλό του!