Prolaz zvuka u uhu. Kako čujemo

Mnoge od nas ponekad zanima jednostavno fiziološko pitanje o tome kako čujemo. Pogledajmo od čega se sastoji naš slušni organ i kako funkcionira.

Prije svega, napominjemo da slušni analizator ima četiri dijela:

1. Vanjsko uho. Uključuje slušni pogon, ušnu školjku i bubnjić. Potonji služi za izolaciju unutarnjeg kraja slušne žice od okoline. Što se tiče ušnog kanala, on je potpuno zakrivljenog oblika, dugačak oko 2,5 centimetra. Površina ušnog kanala sadrži žlijezde, a također je prekrivena dlačicama. Upravo te žlijezde izlučuju ušni vosak, koji ujutro čistimo. Slušni kanal je također neophodan za održavanje potrebne vlažnosti i temperature unutar uha.
2. Srednje uho. Taj dio slušnog analizatora, koji se nalazi iza bubnjića i ispunjen je zrakom, zove se srednje uho. Preko Eustahijeve cijevi povezuje se s nazofarinksom. Eustahijeva tuba je prilično uzak hrskavični kanal koji je normalno zatvoren. Kada činimo pokrete gutanja, ona se otvara i zrak kroz nju ulazi u šupljinu. Unutar srednjeg uha nalaze se tri male slušne koščice: inkus, malleus i stapes. Malleus je jednim krajem spojen sa stremenom, koji je već spojen s odljevkom u unutarnjem uhu. Pod utjecajem zvukova bubnjić je u stalnom kretanju, a slušne koščice dalje prenose njegove vibracije unutra. To je jedan od najvažnijih elemenata koji se moraju proučavati kada se razmatra struktura ljudskog uha.
3. Unutarnje uho. U ovom dijelu slušnog ansambla postoji nekoliko struktura odjednom, ali samo jedna od njih kontrolira sluh - pužnica. Dobio je ovo ime zbog svog spiralnog oblika. Ima tri kanala koji su ispunjeni limfnom tekućinom. U srednjem kanalu tekućina se značajno razlikuje po sastavu od ostatka. Organ odgovoran za sluh naziva se Cortijev organ i nalazi se u srednjem kanalu. Sastoji se od nekoliko tisuća dlačica koje hvataju vibracije koje stvara tekućina koja se kreće kroz kanal. Ovdje se stvaraju električni impulsi koji se zatim prenose u moždanu koru. Određena stanica dlake reagira na određenu vrstu zvuka. Ako se dogodi da stanica dlake umre, tada osoba prestaje percipirati ovaj ili onaj zvuk. Također, da bismo razumjeli kako osoba čuje, treba uzeti u obzir i slušne putove.

Slušni putevi

Oni su skup vlakana koja provode živčane impulse od same pužnice do slušnih centara u vašoj glavi. Zahvaljujući tim putevima naš mozak percipira ovaj ili onaj zvuk. Centri za sluh nalaze se u temporalnim režnjevima mozga. Zvuk koji putuje kroz vanjsko uho do mozga traje oko deset milisekundi.

Kako percipiramo zvuk

Ljudsko uho pretvara zvukove primljene iz okoline u posebne mehaničke vibracije, koje zatim pretvaraju pokrete tekućine u pužnici u električne impulse. Oni prolaze putovima središnjeg slušnog sustava do temporalnih dijelova mozga, da bi potom bili prepoznati i obrađeni. Sada srednji čvorovi i sam mozak izvlače neke informacije o glasnoći i visini zvuka, kao i druge karakteristike, kao što su vrijeme hvatanja zvuka, smjer zvuka i drugo. Dakle, mozak može percipirati informacije primljene iz svakog uha redom ili zajedno, primajući jedan osjet.

Poznato je da su u našem uhu pohranjeni određeni “predlošci” već naučenih zvukova koje je naš mozak prepoznao. Oni pomažu mozgu da pravilno sortira i odredi primarni izvor informacija. Ako se zvuk smanji, mozak u skladu s tim počinje primati netočne informacije, što može dovesti do netočne interpretacije zvukova. Ali ne samo da zvukovi mogu biti iskrivljeni; s vremenom je i mozak podložan netočnoj interpretaciji određenih zvukova. Rezultat može biti netočna reakcija osobe ili netočna interpretacija informacija. Da bismo ispravno čuli i pouzdano protumačili ono što čujemo, potreban nam je sinkroni rad i mozga i slušnog analizatora. Zato se može primijetiti da osoba čuje ne samo ušima, već i mozgom.

Dakle, struktura ljudskog uha je prilično složena. Samo usklađen rad svih dijelova slušnog organa i mozga omogućit će nam ispravno razumijevanje i tumačenje onoga što čujemo.

Osjetilo sluha jedno je od najvažnijih u ljudskom životu. Sluh i govor zajedno čine važno sredstvo komunikacije među ljudima i služe kao osnova za odnose među ljudima u društvu. Gubitak sluha može dovesti do poremećaja u ponašanju osobe. Gluha djeca ne mogu naučiti puni govor.

Čovjek uz pomoć sluha hvata različite zvukove koji signaliziraju što se događa u vanjskom svijetu, zvukove prirode oko nas – šuštanje šume, pjev ptica, šum mora, kao i razna glazbena djela. Uz pomoć sluha, percepcija svijeta postaje svjetlija i bogatija.

Uho i njegova funkcija. Zvuk ili zvučni val je naizmjenično razrjeđivanje i kondenzacija zraka, širenje u svim smjerovima od izvora zvuka. A izvor zvuka može biti bilo koje titrajno tijelo. Zvučne vibracije percipira naš organ sluha.

Organ sluha je vrlo složen i sastoji se od vanjskog, srednjeg i unutarnjeg uha. Vanjsko uho se sastoji od ušne školjke i zvukovoda. Uši mnogih životinja mogu se pomicati. To pomaže životinji da otkrije odakle dolazi i najtiši zvuk. Ljudske uši također služe za određivanje smjera zvuka, iako nisu pokretne. Slušni kanal povezuje vanjsko uho sa sljedećim dijelom - srednjim uhom.

Zvučni kanal je na unutarnjem kraju začepljen čvrsto nategnutim bubnjićem. Zvučni val koji udara u bubnjić uzrokuje njegovo vibriranje i vibriranje. Što je jači zvuk, to je viši zvuk, veća je frekvencija vibracije bubnjića. Što je zvuk jači, membrana više vibrira. Ali ako je zvuk vrlo slab, jedva čujan, onda su te vibracije vrlo male. Minimalna čujnost treniranog uha gotovo je na granici onih vibracija koje nastaju nasumičnim kretanjem molekula zraka. To znači da je ljudsko uho jedinstven slušni uređaj u smislu osjetljivosti.

Iza bubnjića nalazi se zrakom ispunjena šupljina srednjeg uha. Ova je šupljina povezana s nazofarinksom uskim prolazom - slušnom cijevi. Prilikom gutanja dolazi do izmjene zraka između ždrijela i srednjeg uha. Promjena vanjskog tlaka zraka, primjerice u zrakoplovu, uzrokuje neugodan osjećaj - "začepljene uši". Objašnjava se otklonom bubnjića zbog razlike između atmosferskog tlaka i tlaka u šupljini srednjeg uha. Prilikom gutanja dolazi do otvaranja slušne cijevi i izjednačavanja pritiska s obje strane bubnjića.

U srednjem uhu nalaze se tri male kosti povezane u seriju: malleus, incus i stremen. Malleus, povezan s bubnjićem, prenosi svoje vibracije najprije na nakovanj, a zatim se pojačane vibracije prenose na stremen. U ploči koja odvaja šupljinu srednjeg uha od šupljine unutarnjeg uha nalaze se dva prozora prekrivena tankim membranama. Jedan prozor je ovalan, na njemu “kuca” stremen, drugi je okrugao.

Iza srednjeg uha počinje unutarnje uho. Nalazi se duboko u temporalnoj kosti lubanje. Unutarnje uho je sustav labirinata i zavojitih kanala ispunjenih tekućinom. U labirintu se nalaze dva organa: organ sluha - pužnica i organ za ravnotežu - vestibularni aparat. Pužnica je spiralno uvijen koštani kanal koji kod ljudi ima dva i pol zavoja. Vibracije membrane ovalnog prozora prenose se na tekućinu koja ispunjava unutarnje uho. A on, zauzvrat, počinje oscilirati istom frekvencijom. Vibrirajući, tekućina iritira slušne receptore koji se nalaze u pužnici. Kohlearni kanal je cijelom dužinom podijeljen na pola membranoznim septumom. Dio ove pregrade sastoji se od tanke opne - opne. Na membrani se nalaze perceptivne stanice – slušni receptori. Fluktuacije u tekućini koja ispunjava pužnicu iritiraju pojedinačne slušne receptore. Oni stvaraju impulse koji se slušnim živcem prenose u mozak. Dijagram prikazuje sve sekvencijalne procese pretvaranja zvučnog vala u živčani signal. Auditivna percepcija. Mozak razlikuje snagu, visinu i prirodu zvuka te njegov položaj u prostoru. Čujemo na oba uha, a to je od velike važnosti za određivanje smjera zvuka. Ako zvučni valovi dođu istovremeno u oba uha, tada zvuk percipiramo u sredini (sprijeda i straga). Ako zvučni valovi stignu malo ranije u jedno uho nego u drugo, tada zvuk opažamo ili na desnom ili na lijevom.

1. Dijelovi slušnog aparata koji provode i primaju zvuk.

2. Uloga vanjskog uha.

3. Uloga srednjeg uha.

4. Uloga unutarnjeg uha.

5. Određivanje lokalizacije izvora zvuka u horizontalnoj ravnini - binauralni efekt.

6. Određivanje lokalizacije izvora zvuka u vertikalnoj ravnini.

7. Slušni aparati i proteze. Timpanometrija.

8. Zadaci.

glasine - percepcija zvučnih vibracija, koju provode organi sluha.

4.1. Dijelovi slušnog aparata koji provode i primaju zvuk

Ljudski organ sluha složen je sustav koji se sastoji od sljedećih elemenata:

1 - ušna školjka; 2 - vanjski slušni kanal; 3 - bubnjić; 4 - čekić; 5 - nakovanj; 6 - stremen; 7 - ovalni prozor; 8 - vestibularni stubište; 9 - okrugli prozor; 10 - scala tympani; 11 - kohlearni kanal; 12 - glavna (bazilarna) membrana.

Struktura slušnog aparata prikazana je na sl. 4.1.

Na temelju anatomskih karakteristika ljudski slušni sustav dijelimo na vanjsko uho (1-3), srednje uho (3-7) i unutarnje uho (7-13). Ljudski slušni sustav prema funkcijama koje obavlja dijeli se na dio koji provodi i koji prima zvuk. Ova podjela je prikazana na sl. 4.2.

Riža. 4.1. Građa slušnog aparata (a) i elementi slušnog organa (b)

Riža. 4.2. Shematski prikaz glavnih elemenata ljudskog slušnog sustava

4.2. Uloga vanjskog uha

Funkcija vanjskog uha

Vanjsko uho se sastoji od ušne školjke, zvukovoda (u obliku uske cijevi) i bubnjića. Ušna školjka ima ulogu sakupljača zvuka, koncentrirajući zvuk

valova na zvukovodu, uslijed čega se zvučni tlak na bubnjić povećava u odnosu na zvučni tlak u upadnom valu za otprilike 3 puta. Vanjski zvukovod zajedno s ušnom školjkom može se usporediti s cijevnim rezonatorom. Bubnjić, koji odvaja vanjsko uho od srednjeg uha, ploča je koja se sastoji od dva sloja kolagenih vlakana različito usmjerenih. Debljina membrane je oko 0,1 mm.

Razlog najveće osjetljivosti uha u području 3 kHz

Zvuk ulazi u sustav kroz vanjski zvukovod koji je jednostrano zatvorena akustična cijev dužine L = 2,5 cm Zvučni val prolazi kroz zvukovod i djelomično se odbija od bubnjića. Kao rezultat toga dolazi do interferencije upadnog i reflektiranog vala i formiranja stojnog vala. Dolazi do akustične rezonancije. Uvjeti za njegovu manifestaciju: valna duljina je 4 puta veća od duljine stupca zraka u zvukovodu. U tom će slučaju stupac zraka unutar kanala rezonirati sa zvukom valne duljine jednake četiri njegove valne duljine. U zvukovodu će, kao u cijevi, rezonirati val duljine λ = 4L = 4x0,025 = 0,1 m. Frekvencija na kojoj se javlja akustična rezonancija određena je na sljedeći način: ν = v /λ = 340/(4x0,025) = 3,4 kHz. Ovaj rezonantni učinak objašnjava činjenicu da je ljudsko uho najosjetljivije na frekvencijama oko 3 kHz (vidi krivulje jednake glasnoće u predavanju 3).

4.3. Uloga srednjeg uha

Građa srednjeg uha

Srednje uho je uređaj dizajniran za prijenos zvučnih vibracija iz zračne okoline vanjskog uha u tekuću okolinu unutarnjeg uha. Srednje uho (vidi sliku 4.1) sadrži bubnu opnu, ovalne i okrugle prozore, kao i slušne koščice (čekić, incus, stapes). To je vrsta bubnjića (volumena 0,8 cm 3), koji je od vanjskog uha odvojen bubnjićem, a od unutarnjeg uha ovalnim i okruglim prozorčićima. Srednje uho je ispunjeno zrakom. Svaka razlika

pritisak između vanjskog i srednjeg uha dovodi do deformacije bubnjića. Bubnjić je membrana u obliku lijevka utisnuta u srednje uho. Iz njega se zvučna informacija prenosi do kostiju srednjeg uha (oblik bubnjića osigurava odsutnost prirodnih vibracija, što je vrlo važno, jer bi prirodne vibracije membrane stvarale pozadinsku buku).

Prodor zvučnog vala kroz granicu zrak-tekućina

Da biste razumjeli svrhu srednjeg uha, razmislite direktno prijelaz zvuka iz zraka u tekućinu. Na granici između dva medija jedan dio upadnog vala se reflektira, a drugi dio prelazi u drugi medij. Udio energije prenesene s jednog medija na drugi ovisi o vrijednosti koeficijenta propusnosti β (vidi formulu 3.10).

Odnosno, pri prelasku iz zraka u vodu, razina intenziteta zvuka smanjuje se za 29 dB. S energetskog gledišta, takav prijelaz je apsolutno neučinkovito. Iz tog razloga postoji poseban prijenosni mehanizam - sustav slušnih koščica, koji obavljaju funkciju usklađivanja valnih impedancija zraka i tekućeg medija kako bi se smanjili gubici energije.

Fizičke osnove funkcioniranja sustava slušnih koščica

Osikularni sustav je sekvencijalna karika čiji početak (čekić) spojen na bubnjić vanjskog uha, a kraj (streme)- s ovalnim prozorom unutarnjeg uha (slika 4.3).

Riža. 4.3. Dijagram širenja zvučnog vala od vanjskog uha kroz srednje uho do unutarnjeg uha:

1 - bubnjić; 2 - čekić; 3 - nakovanj; 4 - stremen; 5 - ovalni prozor; 6 - okrugli prozor; 7 - hod bubnja; 8 - kohlearni prolaz; 9 - vestibularni trakt

Riža. 4.4. Shematski prikaz položaja bubne opne i ovalnog prozora: S bp - područje bubne opne; S oo - područje ovalnog prozora

Površina bubne opne je Bbn = 64 mm 2, a površina ovalnog prozora je S oo = 3 mm 2. Shematski

relativni položaj prikazan je na sl. 4.4.

Zvučni tlak P1 djeluje na bubnjić stvarajući silu

Koštani sustav djeluje kao poluga s omjerom ramena

L 1 / L 2 = 1,3, što daje dobitak u snazi ​​od unutarnjeg uha za 1,3 puta (slika 4.5).

Riža. 4.5. Shematski prikaz rada osikularnog sustava kao poluge

Stoga na ovalni prozor djeluje sila F 2 = 1,3F 1 stvarajući u tekućem mediju unutarnjeg uha zvučni tlak P 2 koji je jednak

Provedeni izračuni pokazuju da kada zvuk prolazi kroz srednje uho, njegova razina intenziteta raste za 28 dB. Gubitak razine intenziteta zvuka pri prijelazu iz zraka u tekućinu iznosi 29 dB. Ukupni gubitak intenziteta je samo 1 dB umjesto 29 dB koji bi se dogodio u odsutnosti srednjeg uha.

Druga funkcija srednjeg uha je slabljenje prijenosa vibracija u slučaju zvuka visokog intenziteta. Uz pomoć mišića, veza između kostiju može se refleksno oslabiti kada su intenziteti zvuka preveliki.

Jaka promjena tlaka u okolini (primjerice povezana s promjenom nadmorske visine) može uzrokovati rastezanje bubnjića, popraćeno bolovima, ili čak pucanje. Za zaštitu od takvih promjena tlaka, mali Eustahijeva cijev, koji povezuje šupljinu srednjeg uha s gornjim dijelom ždrijela (s atmosferom).

4.4. Uloga unutarnjeg uha

Sustav za primanje zvuka slušnog aparata je unutarnje uho i pužnica koja ulazi u njega.

Unutarnje uho je zatvorena šupljina. Ova šupljina, nazvana labirint, ima složen oblik i ispunjena je tekućinom - perilimfom. Sastoji se od dva glavna dijela: pužnice, koja pretvara mehaničke vibracije u električni signal, i polukruga vestibularnog aparata, koji osigurava ravnotežu tijela u polju gravitacije.

Građa puža

Pužnica je šuplja koštana tvorevina duljine 35 mm i ima oblik konusne spirale koja sadrži 2,5 zavoja.

Poprečni presjek pužnice prikazan je na sl. 4.6.

Duž cijele duljine pužnice prolaze dvije membranske pregrade od kojih se jedna zove vestibularna membrana, i drugi - glavna membrana. Prostor između

Riža. 4.6. Shema strukture pužnice koja sadrži kanale: B - vestibularni; B - bubanj; U - kohlearni; RM - vestibularna (Reissnerova) membrana; PM - pokrovna ploča; OM - glavna (bazilarna) membrana; KO - Cortijeve orgulje

Oni - kohlearni kanal - ispunjeni su tekućinom koja se zove endolimfa.

Vestibularni i timpanijski kanali ispunjeni su posebnom tekućinom - perilimfom. Na vrhu pužnice su međusobno povezane. Vibracije stapesa prenose se na membranu ovalnog prozora, od nje do perilimfe vestibularnog kanala, a zatim kroz tanku vestibularnu membranu do endolimfe kohlearnog kanala. Vibracije endolimfe prenose se na glavnu membranu, na kojoj se nalazi Cortijev organ, koji sadrži osjetljive dlačice (oko 24 000), u kojima nastaju električni potencijali koji se slušnim živcem prenose u mozak.

Timpanijski prolaz završava okruglom prozorskom membranom, koja kompenzira pokrete perilimfe.

Duljina glavne membrane je približno 32 mm. Po svom je obliku vrlo heterogena: širi se i stanjuje u smjeru od ovalnog prozora prema vrhu pužnice. Kao rezultat, modul elastičnosti glavne membrane u blizini baze pužnice je približno 100 puta veći nego na vrhu.

Frekvencijski selektivna svojstva glavne membrane pužnice

Glavna membrana je heterogena linija prijenosa mehaničke pobude. Kada akustični podražaj djeluje, val se širi duž glavne membrane, čiji stupanj slabljenja ovisi o frekvenciji: što je niža frekvencija podražaja, to će se val dalje od ovalnog prozora širiti duž glavne membrane. Tako će se, primjerice, val frekvencije 300 Hz širiti otprilike 25 mm od ovalnog prozora prije slabljenja, a val frekvencije 100 Hz širit će se otprilike 30 mm.

Trenutno se vjeruje da je percepcija visine tona određena položajem najveće vibracije glavne membrane.

Oscilacije bazilarne membrane stimuliraju receptorske stanice smještene u Cortijevom organu, što rezultira akcijskim potencijalima koji se prenose slušnim živcem u koru velikog mozga.

4.5. Određivanje lokalizacije izvora zvuka u horizontalnoj ravnini - binauralni efekt

Binauralni učinak- mogućnost postavljanja smjera izvora zvuka u vodoravnoj ravnini. Suština efekta ilustrirana je na sl. 4.7.

Neka je izvor zvuka naizmjenično postavljen u točke A, B i C. Od točke A, koja se nalazi neposredno ispred lica, zvučni val ulazi u oba uha jednako, a put zvučnog vala do ušiju je isti, t.j. za oba uha, razlika putanje δ i fazna razlika Δφ zvučnih valova jednake su nuli: δ = 0, Δφ = 0. Dakle, dolazeći valovi imaju istu fazu i intenzitet.

Od točke B, zvučni val dolazi do lijevog i desnog uha u različitim fazama i različitim intenzitetom, budući da putuje različitom udaljenosti do ušiju.

Ako se izvor nalazi u točki C, nasuprot jednog od ušiju, tada se u ovom slučaju razlika puta δ može uzeti jednakom udaljenosti između ušiju: δ ≈ L ≈ 17 cm = 0,17 m. U ovom slučaju, faza razlika Δφ može se izračunati pomoću formule: Δφ = (2π/λ) δ. Za frekvenciju ν = 1000 Hz i v« 340 m/s λ = v/ν = 0,34 m. Odavde dobivamo: Δφ = (2π/λ) δ = (2π/0,340)*0,17 = π. U ovom primjeru valovi dolaze u protufazi.

Svi stvarni smjerovi prema izvoru zvuka u vodoravnoj ravnini odgovarat će razlici faza od 0 do π (od 0

Dakle, fazna razlika i nejednak intenzitet zvučnih valova koji ulaze u različita uha daju binauralni učinak. Čovjek s normom

Riža. 4.7. Različita lokalizacija izvora zvuka (A, B, C) u horizontalnoj ravnini: L - udaljenost između ušiju

s normalnim sluhom može fiksirati smjer na izvor zvuka s faznom razlikom od 6°, što odgovara fiksiranju smjera na izvor zvuka s točnošću od 3°.

4.6. Određivanje lokalizacije izvora zvuka u okomitoj ravnini

Razmotrimo sada slučaj kada se izvor zvuka nalazi u okomitoj ravnini okomito na ravnu liniju koja povezuje oba uha. U ovom slučaju je jednako udaljen od oba uha i nema fazne razlike. Vrijednosti intenziteta zvuka koji ulazi u desno i lijevo uho su iste. Slika 4.8 prikazuje dva takva izvora (A i C). Može li slušni aparat razlikovati ove izvore? Da. U ovom slučaju, to će se dogoditi zbog posebnog oblika ušne školjke, koji (oblik) pomaže u određivanju lokalizacije izvora zvuka.

Zvuk koji dolazi iz ovih izvora pogađa uši pod različitim kutovima. To dovodi do činjenice da se difrakcija zvučnih valova na ušima događa drugačije. Kao rezultat toga, spektar zvučnog signala koji ulazi u vanjski slušni kanal superponira se na difrakcijske maksimume i minimume, ovisno o položaju izvora zvuka. Ove razlike omogućuju određivanje položaja izvora zvuka u okomitoj ravnini. Očigledno, kao rezultat opsežnog iskustva slušanja, ljudi su naučili povezivati ​​različite spektralne karakteristike s odgovarajućim smjerovima. To potvrđuju eksperimentalni podaci. Konkretno, utvrđeno je da se uho može “prevariti” posebnim odabirom spektralnog sastava zvuka. Dakle, osoba percipira zvučne valove koji sadrže najveći dio energije u području od 1 kHz,

Riža. 4.8. Različita lokalizacija izvora zvuka u okomitoj ravnini

lokaliziran "iza" bez obzira na stvarni smjer. Zvučni valovi s frekvencijama ispod 500 Hz i u području od 3 kHz percipiraju se kao lokalizirani "ispred". Izvori zvuka koji sadrže većinu energije u području od 8 kHz prepoznaju se kao lokalizirani "odozgo".

4.7. Slušni aparati i proteze. Timpanometrija

Gubitak sluha kao posljedica poremećaja provođenja zvuka ili djelomičnog oštećenja percepcije zvuka može se nadoknaditi uz pomoć slušnih aparata s pojačalom. Posljednjih godina učinjen je veliki napredak na ovom području zahvaljujući razvoju audiologije i brzom uvođenju napretka u elektroakustičkoj opremi temeljenoj na mikroelektronici. Stvorena su minijaturna slušna pomagala koja rade u širokom frekvencijskom rasponu.

Međutim, kod nekih težih oblika gubitka sluha i gluhoće, slušni aparati ne pomažu bolesnicima. To se događa, na primjer, kada je gluhoća povezana s oštećenjem receptorskog aparata pužnice. U tom slučaju pužnica ne stvara električne signale kada je izložena mehaničkim vibracijama. Takve lezije mogu biti uzrokovane netočnim doziranjem lijekova koji se koriste za liječenje bolesti koje uopće nisu povezane s ORL bolestima. Trenutno je kod takvih pacijenata moguća djelomična rehabilitacija sluha. Da biste to učinili, potrebno je usaditi elektrode u pužnicu i na njih primijeniti električne signale koji odgovaraju onima koji nastaju kada su izloženi mehaničkom podražaju. Takva protetika glavne funkcije pužnice provodi se pomoću kohlearnih proteza.

Timpanometrija - metoda za mjerenje popustljivosti aparata za provođenje zvuka slušnog sustava pod utjecajem hardverskih promjena tlaka zraka u ušnom kanalu.

Ovom metodom možete procijeniti funkcionalno stanje bubnjića, pokretljivost lanca slušne koščice, tlak u srednjem uhu i funkciju slušne cijevi.

Riža. 4.9. Određivanje komplijanse aparata za provođenje zvuka pomoću timpanometrije

Studija započinje ugradnjom sonde na koju se stavlja oliva, kojom se zatvara ušni kanal na početku vanjskog zvukovoda. Preko sonde se stvara višak (+) ili nedovoljan (-) tlak u ušnom kanalu, a zatim se isporučuje zvučni val određenog intenziteta. Dospijevši do bubnjića, val se djelomično reflektira i vraća u sondu (slika 4.9).

Mjerenje intenziteta reflektiranog vala omogućuje nam procjenu sposobnosti srednjeg uha za provođenje zvuka. Što je jačina reflektiranog zvučnog vala veća, to je manja pokretljivost zvučnog provodnog sustava. Mjera mehaničke popustljivosti srednjeg uha je parametar mobilnosti, mjereno u konvencionalnim jedinicama.

Tijekom studije, tlak u srednjem uhu se mijenja od +200 do -200 dPa. Za svaku vrijednost tlaka određuje se parametar pokretljivosti. Rezultat studije je timpanogram, koji odražava ovisnost parametra pokretljivosti o količini viška tlaka u ušnom kanalu. U odsutnosti patologije srednjeg uha, maksimalna pokretljivost se opaža u odsutnosti viška tlaka (P = 0) (slika 4.10).

Riža. 4.10. Timpanogrami s različitim stupnjevima pokretljivosti sustava

Povećana pokretljivost ukazuje na nedovoljnu elastičnost bubnjića ili dislokaciju slušnih koščica. Smanjena pokretljivost ukazuje na pretjeranu rigidnost srednjeg uha, povezanu, na primjer, s prisutnošću tekućine.

Uz patologiju srednjeg uha, izgled timpanograma se mijenja

4.8. Zadaci

1. Veličina ušne školjke je d = 3,4 cm.Kojom će se frekvencijom uočiti difrakcijske pojave na ušnoj školjki? Riješenje

Fenomen difrakcije postaje vidljiv kada je valna duljina usporediva s veličinom prepreke ili proreza: λ ≤ d. Na kraće duljine valovi ili visoke frekvencije difrakcija postaje zanemariva.

λ = v/ν = 3,34, ν = v/d = 334/3,34*10 -2 = 10 4 Hz. Odgovor: manje od 10 4 Hz.

Riža. 4.11. Glavne vrste timpanograma za patologije srednjeg uha: A - odsutnost patologije; B - eksudativni otitis media; C - kršenje prohodnosti slušne cijevi; D - atrofične promjene u bubnjiću; E - ruptura slušnih koščica

2. Odredite najveću silu koja djeluje na bubnjić uha osobe (površina S = 64 mm2) za dva slučaja: a) prag sluha; b) prag boli. Uzmimo da je frekvencija zvuka 1 kHz.

Riješenje

Zvučni tlakovi koji odgovaraju pragovima čujnosti i boli jednaki su ΔΡ 0 = 3?10 -5 Pa, odnosno ΔP m = 100 Pa. F = ΔP*S. Zamjenom vrijednosti praga dobivamo: F 0 = 310 -5 ?64?10 -6 = 1,9-10 -9 H; F m = 100? 64-10 -6 = 6,410 -3 H.

Odgovor: a) F 0 = 1,9 nN; b) F m = 6,4 mN.

3. Razlika u putanji zvučnih valova koji dolaze do lijevog i desnog uha osobe je χ = 1 cm Odredite fazni pomak između oba zvučna osjeta za ton frekvencije 1000 Hz.

Riješenje

Fazna razlika koja nastaje zbog razlike hoda jednaka je: Δφ = 2πνχ/ν = 6,28x1000x0,01/340 = 0,18. Odgovor:Δφ = 0,18.

Zvučni val je dvostruko titranje medija, u kojem se razlikuje faza povećanja i pada tlaka. Zvučne vibracije ulaze u vanjski zvukovod, dolaze do bubnjića i uzrokuju njegovo titranje. U fazi pojačanog pritiska ili zadebljanja bubnjić se zajedno s drškom čekića pomiče prema unutra. U tom slučaju tijelo nakovnja, povezano s glavom čekića, zahvaljujući suspenzornim ligamentima, pomiče se prema van, a dugi izdanak nakovnja pomiče se prema unutra, potiskujući tako stremen prema unutra. Pritiskom na prozor predvorja, stapes trzajno dovodi do pomicanja perilimfe predvorja. Daljnje širenje vala duž stubišta vestibula prenosi oscilatorna kretanja na Reissnerovu membranu, koja pak pokreće endolimfu i, kroz glavnu membranu, perilimfu scala tympani. Kao rezultat tog kretanja perilimfe nastaju titraji glavne i Reissnerove membrane. Svakim pomicanjem stapesa prema vestibulumu, perilimfa u konačnici dovodi do pomicanja membrane vestibula prema bubnoj šupljini. U fazi smanjenja tlaka prijenosni sustav se vraća u prvobitni položaj.

Zračni put za isporuku zvukova u unutarnje uho je glavni. Drugi način provođenja zvukova do spiralnog organa je koštana (tkivna) kondukcija. U tom slučaju dolazi do izražaja mehanizam u kojem zvučne vibracije zraka udaraju u kosti lubanje, šire se u njih i dopiru do pužnice. Međutim, mehanizam prijenosa zvuka na koštano tkivo može biti dvojak. U jednom slučaju, zvučni val u obliku dvije faze, šireći se uzduž kosti do tekućeg medija unutarnjeg uha, u fazi pritiska će izbočiti membranu okruglog prozora i, u manjoj mjeri, bazu uha. stapes (uzimajući u obzir praktičnu nestlačivost tekućine). Istodobno s takvim mehanizmom kompresije, može se promatrati još jedna - inercijalna opcija. U ovom slučaju, kada se zvuk provodi kroz kost, vibracija sustava za provođenje zvuka neće se podudarati s vibracijom kostiju lubanje i stoga će glavna i Reissnerova membrana vibrirati i pobuđivati ​​spiralni organ na uobičajeni način. . Vibracije kostiju lubanje mogu biti uzrokovane dodirom zvučne vilice ili telefona. Stoga put prijenosa kosti postaje od velike važnosti kada je prijenos zvuka zrakom poremećen.

ušna školjka. Uloga ušne školjke u fiziologiji ljudskog sluha je mala. Ima određeni značaj u ototopici i kao sakupljač zvučnih valova.

Vanjski zvukovod. Oblikovana je kao cijev, što ga čini dobrim provodnikom zvukova u dubinu. Širina i oblik ušnog kanala ne igraju posebnu ulogu u prijenosu zvuka. Istodobno, njegova mehanička blokada sprječava širenje zvučnih valova do bubnjića i dovodi do osjetnog pogoršanja sluha. U zvukovodu u blizini bubnjića održava se stalna razina temperature i vlažnosti, bez obzira na kolebanja temperature i vlažnosti u vanjskom okruženju, što osigurava stabilnost elastičnih medija bubne šupljine. Zbog posebne građe vanjskog uha, pritisak zvučnog vala u vanjskom zvukovodu dvostruko je veći nego u slobodnom zvučnom polju.

Bubnjić i slušne koščice. Glavna uloga bubnjića i slušnih koščica je transformacija zvučnih vibracija velike amplitude i male snage u vibracije tekućina unutarnjeg uha niske amplitude i velike snage (tlaka). Vibracije bubnjića dovode čekić, inkus i stremen u podređenost. Zauzvrat, stremen prenosi vibracije na perilimfu, što uzrokuje pomicanje membrana kohlearnog kanala. Kretanje glavne membrane uzrokuje iritaciju osjetljivih dlakastih stanica spiralnog organa, uslijed čega nastaju živčani impulsi koji prate slušni put do moždane kore.

Bubnjić vibrira uglavnom u svom donjem kvadrantu sa sinkronim kretanjem čekića pričvršćenog za njega. Bliže periferiji, njegove fluktuacije se smanjuju. Pri maksimalnom intenzitetu zvuka vibracije bubnjića mogu varirati od 0,05 do 0,5 mm, pri čemu je raspon vibracija veći za niskofrekventne tonove, a manji za visokofrekventne tonove.

Učinak transformacije postiže se zbog razlike u površini bubnjića i površini baze stapesa, čiji je omjer približno 55:3 (omjer površine 18:1), kao i zbog na sustav poluga slušnih koščica. Kada se pretvori u dB, djelovanje poluge sustava slušnih koščica iznosi 2 dB, a povećanje zvučnog tlaka zbog razlike u omjeru efektivnih površina bubnjića i baze stremena daje pojačanje zvuka od 23 - 24 dB.

Prema Bekeshiju /I960/ ukupno akustično pojačanje transformatora zvučnog tlaka iznosi 25 - 26 dB. Ovo povećanje tlaka kompenzira prirodni gubitak zvučne energije koji se javlja kao rezultat refleksije zvučnog vala tijekom njegovog prijelaza iz zraka u tekućinu, posebno za niske i srednje frekvencije (Wulstein JL, 1972.).

Osim transformacije zvučnog tlaka, bubnjić; također obavlja funkciju zvučne zaštite (zaslona) pužnog prozora. Normalno, zvučni tlak koji se prenosi kroz sustav slušnih koščica do medija pužnice dospijeva do prozora predvorja nešto ranije nego što kroz zrak stiže do prozora pužnice. Zbog razlike tlaka i faznog pomaka dolazi do kretanja perilimfe, što uzrokuje savijanje glavne membrane i iritaciju receptorskog aparata. U ovom slučaju, membrana kohlearnog prozora oscilira sinkrono s bazom stapesa, ali u suprotnom smjeru. U odsutnosti bubnjića, ovaj mehanizam prijenosa zvuka je poremećen: sljedeći zvučni val iz vanjskog zvukovoda istovremeno u fazi dolazi do prozora predvorja i pužnice, zbog čega se učinak vala poništava svaki drugo. Teoretski, ne bi trebalo doći do pomaka perilimfe i iritacije osjetljivih dlačica. Zapravo, s potpunim defektom bubnjića, kada su oba prozora jednako dostupna zvučnim valovima, sluh se smanjuje na 45 - 50. Uništavanje lanca slušnih koščica popraćeno je značajnim gubitkom sluha (do 50-60 dB) .

Dizajnerske značajke sustava poluge omogućuju ne samo pojačavanje slabih zvukova, već i obavljanje zaštitne funkcije u određenoj mjeri - oslabiti prijenos jakih zvukova. Kod slabih zvukova baza stremena vibrira uglavnom oko okomite osi. Kod jakih zvukova dolazi do klizanja u incus-malleus zglobu, uglavnom s niskofrekventnim tonovima, zbog čega je kretanje dugog procesa malleusa ograničeno. Uz to, baza stremena počinje vibrirati pretežno u vodoravnoj ravnini, što također slabi prijenos zvučne energije.

Osim bubnjića i slušnih koščica, unutarnje uho je zaštićeno od viška zvučne energije kontrakcijom mišića bubne šupljine. Kada se mišić stapes kontrahira, kada se akustična impedancija srednjeg uha naglo poveća, osjetljivost unutarnjeg uha na zvukove uglavnom niskih frekvencija smanjuje se na 45 dB. Na temelju toga postoji mišljenje da mišić stapedius štiti unutarnje uho od viška energije niskofrekventnih zvukova (Undrits V.F. et al., 1962; Moroz B.S., 1978.)

Funkcija mišića tensor tympani i dalje je nedovoljno poznata. Vjeruje se da ima više veze s ventilacijom srednjeg uha i održavanjem normalnog tlaka u bubnoj šupljini nego sa zaštitom unutarnjeg uha. Oba intraaurikularna mišića također se kontrahiraju prilikom otvaranja usta i gutanja. U ovom trenutku smanjuje se osjetljivost pužnice na percepciju tihih zvukova.

Zvukoprovodni sustav srednjeg uha optimalno funkcionira kada je tlak zraka u bubnoj šupljini i mastoidnim stanicama jednak atmosferskom tlaku. Normalno je tlak zraka u sustavu srednjeg uha uravnotežen s tlakom vanjskog okruženja, što se postiže zahvaljujući slušnoj cijevi koja, otvarajući se u nazofarinks, osigurava protok zraka u bubnu šupljinu. No kontinuirano upijanje zraka sluznicom bubne šupljine stvara u njoj blagi podtlak, što zahtijeva stalno izjednačavanje s atmosferskim tlakom. U mirnom stanju, slušna cijev je obično zatvorena. Otvara se prilikom gutanja ili zijevanja kao rezultat kontrakcije mišića mekog nepca (koji rasteže i podiže meko nepce). Kada se slušna cijev zatvori kao rezultat patološkog procesa, kada zrak ne ulazi u bubnu šupljinu, dolazi do oštrog negativnog tlaka. To dovodi do smanjenja slušne osjetljivosti, kao i do transudacije serozne tekućine iz sluznice srednjeg uha. Gubitak sluha u ovom slučaju, uglavnom za tonove niskih i srednjih frekvencija, doseže 20 - 30 dB. Kršenje ventilacijske funkcije slušne cijevi također utječe na intralabirintni tlak tekućina unutarnjeg uha, što zauzvrat otežava provođenje niskofrekventnih zvukova.

Zvučni valovi, uzrokujući kretanje labirintske tekućine, vibriraju glavnu membranu na kojoj se nalaze osjetljive dlačice spiralnog organa. Iritacija dlakastih stanica popraćena je živčanim impulsom koji ulazi u spiralni ganglion, a zatim duž slušnog živca do središnjih dijelova analizatora.

Pjev ptica, ugodna melodija, veseli smijeh razdraganog djeteta... Kakav bi nam život bio bez zvukova? Malo ljudi razmišlja o tome koje složene mehanizme nosimo u našim tijelima. Naša sposobnost da čujemo ovisi o izuzetno složenom, međusobno povezanom i zamršeno dizajniranom sustavu. “Uho koje čuje i oko koje vidi – oboje je stvorio Gospodin” (Izreke 20:12). Ne želi da sumnjamo u autorstvo ovog sustava. Naprotiv, Bog želi da čovjek čvrsto hoda u svijesti o istini stvaranja: “Znaj da je Gospodin Bog i da nas je on stvorio i mi pripadamo njemu” (Psalam 99,3).

Ljudski sluh dizajniran da uhvati širok raspon zvučnih valova, pretvori ih u milijune električnih impulsa, šaljući ih dalje u mozak na duboku i brzu analizu. Sve zvukove zapravo "sluša" mozak, a zatim nam ih predstavlja kao da dolaze iz vanjskog izvora. Kako funkcionira slušni sustav?

Proces počinje zvukom - oscilatornim kretanjem zraka - vibracijom, u kojem se impulsi tlaka zraka šire prema slušatelju, na kraju dopirući do bubnjića. Naše je uho iznimno osjetljivo i može zamijetiti promjene tlaka od samo 0,0000000001 atmosfere.

Uho se sastoji od 3 dijela: vanjskog, srednjeg i unutarnjeg. Zvuk prvo dopire do vanjskog uha kroz zrak, a zatim udara u bubnjić. Membrana prenosi vibracije na kosti. Ovdje dolazi do promjene u načinu prijenosa zvuka - od zraka do kostiju. Zvuk zatim putuje do unutarnjeg uha, gdje se prenosi kroz tekućinu. Dakle, u procesu sluha koriste se 3 načina prijenosa zvuka: zrak, kosti, tekućina. Pogledajmo ih pobliže.

Ljudski sluh: Putovanje zvukom

Prvo, zvuk dopire do ušiju, koje se ponašaju kao satelitske antene. (Sl. 1) Ljudska ušna školjka ima svoj jedinstveni reljef konveksiteta, konkaviteta i utora, zbog čega zvuk putuje od ušne školjke do zvukovoda na dva puta. To je potrebno za najfiniju akustičku i trodimenzionalnu analizu, koja vam omogućuje prepoznavanje smjera i izvora zvuka, što je važno za jezičnu komunikaciju.

Slika 1. Izvor: APP, www.apologeticspress.org

Ušna školjka također pojačava zvučne valove koji zatim ulaze u zvukovod - prostor od školjke do bubnjića dugačak je oko 2,5 cm i promjera oko 0,7 cm. Ovdje se izravno vidi nacrt Gospodina - naš prst je deblji od ušni kanal! Inače bismo napravili štetu saslušanje još u djetinjstvu. Ovaj je prolaz oblikovan tako da stvara optimalan raspon rezonancije.

Još jedna zanimljiva karakteristika je prisutnost voska (ušnog voska) koji se neprestano izlučuje iz 4000 žlijezda. Ima antiseptička svojstva, štiti uho od bakterija i insekata. Ali kako se onda taj uski prolaz stalno čisti? Gospodin se pobrinuo i za ovaj detalj, stvorivši mehanizam čišćenja.

Ispada da se unutar prolaza sve čestice kreću spiralno, jer su stanice na površini ušnog kanala raspoređene u obliku spirale usmjerene prema van. Osim toga, epidermis (gornji sloj kože) tamo raste sa strane, a ne prema gore, kao što je to obično na koži. Otpadajući, spiralno se okreće prema ušnoj školjki, neprestano noseći sa sobom vosak. Bez takvog sustava čišćenja uši bi nam se brzo začepile.

Ljudski sluh: srednje uho majstorski rješava najteži problem fizike

Jeste li ikada pokušali vikati na osobu pod vodom? To je gotovo nemoguće, budući da se 99,9% zvuka koji putuje kroz zrak odbija od vode. Ali u našem uhu, zvuk putuje do osjetljivih stanica pužnice kroz tekućinu, jer te stanice ne mogu biti u zraku. Kako se u našem uhu rješava ovaj složeni problem prijelaza zvuka iz zraka u tekućinu? Trebamo odgovarajući uređaj. Tu ulogu igra srednje uho, koje se sastoji od membrane, posebnih kostiju, mišića i živaca. (Pogledajte sliku 2)

Kada zvuk dopre do bubnjića, on vibrira. Njihanjem se pokreće čekić čija je drška pričvršćena za opnu. Malleus, zauzvrat, tjera sljedeću kost, zvanu inkus, na pomicanje. Između njih nalazi se hrskavični zglob, koji se, kao i svi ostali zglobovi, mora stalno podmazivati ​​kako bi održao funkciju. Gospodin se i za to pobrinuo - sve se odvija automatski bez našeg sudjelovanja, tako da nemamo razloga za brigu.

Donji dio nakovnja, koji izgleda kao osovina, prenosi kretanje na sljedeću kost koja se zove stremen (u obliku je stremena). Kao rezultat prijenosa kretanja, stapes se stalno gura. Donja ovalna baza stapesa nalikuje klipu i ulazi u ovalni prozor pužnice. Ovaj klip je povezan s ovalnim prozorom pomoću posebnog nosača koji je čvrst, ali pomičan tako da se klip pomiče naprijed-natrag u ovalnom prozoru.

Bubnjić je nevjerojatno osjetljiv. Sposoban je odgovoriti na vibracije promjera samo jednog atoma vodika! Još više iznenađuje činjenica da je membrana živo tkivo s krvnim žilama i živcima. Krvne stanice su tisuće puta veće od atoma vodika i kada se kreću u krvnim žilama neprestano vibriraju membranu, ali istovremeno još uvijek mogu uhvatiti zvučnu vibraciju veličine jednog atoma vodika. To je moguće zahvaljujući iznimno učinkovitom sustavu za filtriranje buke. Nakon detektiranja i najmanje vibracije, membrana se može vratiti u prvobitni položaj za 5 tisućinki sekunde. Ako se ne može tako brzo vratiti u normalno stanje, onda bi svaki zvuk koji uđe u njezino uho odjeknuo.

Malleus, incus i stremen najsitnije su kosti u našem tijelu. A ove kosti imaju mišiće i živce! Jedan je mišić tetivom vezan za dršku malleusa, a drugi za stremen. Što oni rade? Kada se čuje glasan zvuk, potrebno je smanjiti osjetljivost cijelog sustava kako se ne bi oštetio. Kada se začuje oštar glasan zvuk, mozak reagira mnogo brže nego što mi stignemo shvatiti što smo čuli, a mišiće trenutno tjera na kontrakciju i otupljuje osjetljivost. Vrijeme odziva na glasan zvuk je samo oko 0,15 sekundi.

Svakako, genetske mutacije ili nasumične promjene korak po korak koje predlažu evolucionisti ne mogu biti odgovorne za razvoj tako složenog mehanizma. Tlak zraka unutar srednjeg uha trebao bi biti isti kao i tlak izvan bubnjića. Problem je u tome što tijelo apsorbira zrak iznutra. To dovodi do nižeg tlaka u srednjem uhu i smanjene osjetljivosti membrane zbog činjenice da je pritisnuta prema unutra višim vanjskim tlakom zraka.

Kako bi se riješio ovaj problem, uho je opremljeno posebnim kanalom poznatim kao Eustahijeva cijev. Ovo je prazna cijev duga 3,5 cm koja ide od unutarnjeg uha do stražnjeg dijela nosa i grla. Osigurava izmjenu zraka između srednjeg uha i okoline. Prilikom gutanja, zijevanja i žvakanja, posebni mišići otvaraju Eustihijevu cijev, propuštajući vanjski zrak. Time se osigurava ravnoteža tlaka. Ako cijev ne radi ispravno, to može dovesti do boli, dugotrajnog začepljenja, pa čak i krvarenja u uhu. Ali kako je izvorno nastao i koji su se dijelovi srednjeg uha prvi pojavili? Kako su funkcionirali jedno bez drugog? Analiza svih dijelova uha i važnost svakog od njih za ljudski sluh pokazuje prisutnost neumanjive složenosti (cijeli organ je morao nastati kao jedan, inače ne bi mogao funkcionirati), što snažno sugerira stvaranje.

Ljudski sluh: unutarnje uho: sustav nevjerojatne složenosti

Dakle, zvuk je kroz zrak prošao do bubnjića, te se u obliku vibracije prenio do kostiju. Što je sljedeće? A onda bi se ti mehanički pokreti trebali pretvoriti u električne signale. Ovo čudo preobrazbe događa se u unutarnjem uhu. Unutarnje uho sastoji se od pužnice i živaca vezanih za nju. Ovdje također vidimo vrlo složenu strukturu.

Imati dva uha pomaže nam izračunati lokaciju zvuka. Razlika u vremenu u kojem zvuk dopire do ušiju može biti samo 20 milijuntinki sekunde, ali ta je odgoda dovoljna da se odredi izvor zvuka.

Pužnica je poseban organ unutarnjeg uha koji je uređen u obliku labirinta i ispunjen je posebnom tekućinom (perilimfom). Pogledajte sl. 1 i sl. 3. Trostruki premaz osigurava trajnost i nepropusnost. To je neophodno za suptilne procese koji se u njemu odvijaju. Sjećamo se da posljednja kost (stapes) ulazi u ovalni prozorčić pužnice (sl. 2 i sl. 3). Primivši vibraciju bubnjića, stapes pomiče svoj klip naprijed-natrag u ovom prozoru, stvarajući fluktuacije tlaka unutar tekućine. Drugim riječima, stapes prenosi zvučne vibracije na pužnicu.

Ta vibracija putuje kroz tekućinu pužnice i dolazi do posebnog organa sluha, Cortijeva organa. Pretvara vibracije tekućine u električne signale koji idu kroz živce do mozga. Budući da je pužnica potpuno ispunjena tekućinom, kako klip uspijeva ući u nju? Sjetite se kako je gotovo nemoguće umetnuti čep u potpuno napunjenu bocu. Zbog velike gustoće tekućine teško ju je komprimirati.

Ispostavilo se da se na dnu pužnice nalazi okrugli prozor (poput stražnjeg izlaza), prekriven fleksibilnom membranom. Kada stapesni klip uđe u ovalni prozor, membrana okruglog prozora ispod se izboči pod pritiskom tekućine. To je kao da boca ima gumeno dno koje se savija svaki put kad gurnete čep. Zahvaljujući ovom genijalnom uređaju za smanjenje pritiska, stapes može prenijeti zvučne vibracije na kohlearnu tekućinu.

Međutim, impulsi tlaka ne šire se u tekućini na jednostavan način. Da bismo razumjeli kako se šire, pogledajmo unutar puževa labirinta (vidi sl. 3 i sl. 4). Labirintni kanal sastoji se od tri kanala – gornjeg (scala vestibularis), donjeg (scala tympani) i srednjeg kanala (kohlearni kanal). One nisu međusobno povezane i teku paralelno u labirintu.

Od klipa se tlak penje u labirintu do vrha pužnice samo kroz gornji kanal (a ne kroz sva tri). Tamo, kroz poseban spojni otvor, tlak prelazi u donji kanal, koji se kroz labirint vraća natrag i izlazi kroz okrugli prozor. Na slici 3, crvena strelica pokazuje putanju pritiska od ovalnog prozora prema krugu u labirintu. Na vrhu, pritisak prelazi u drugi kanal, označen plavom strelicom, i usmjeren je niz njega do okruglog prozora. Ali zašto sve to? Kako nam to pomaže da čujemo?

Činjenica je da se u sredini dva kanala labirinta nalazi treći kanal (kohlearni kanal), također ispunjen tekućinom, ali drugačijim od tekućine u druga dva kanala. Ovaj srednji kanal nije povezan s druga dva. Od gornjeg je odvojen fleksibilnom pločom (Reissnerova membrana), a od donjeg kanala elastičnom pločom (bazilarna membrana). Prolazeći uz gornji kanal uz labirint, zvuk u tekućini vibrira gornju ploču. Vraćajući se niz pužnicu kroz donji kanal, zvuk u tekućini vibrira donju ploču. Stoga, kada zvuk putuje kroz tekućinu labirinta uz pužnicu i natrag, ploče srednjeg kanala vibriraju. Nakon prolaska zvuka, njihova vibracija postupno nestaje. Kako nam vibracija ploča srednjeg kanala osigurava sluh?

Između njih je najvažniji dio slušnog sustava - Cortijev organ. Izuzetno je mali, ali bez njega bismo bili gluhi. Živčane stanice Cortijevog organa pretvaraju oscilatorna kretanja ploča u električne signale. Zovu se stanice dlake i igraju veliku ulogu. Kako stanice dlačice Cortijevog organa pretvaraju vibracije ploča u električne signale?

Pogledajte slike 4 i 5. Činjenica je da su te stanice odozgo u kontaktu s posebnom pokrovnom membranom Cortijeva organa, koja je slična tvrdoj mliječi. Na vrhu stanica dlačica nalazi se 50 do 200 trepetljika koje se nazivaju stereocilije. Ulaze u pokrovnu membranu.

sl.7

Kada zvuk prolazi kroz kohlearni labirint, ploče srednjeg kanala vibriraju, a to uzrokuje vibriranje ovojne membrane nalik na žele. Njegovo kretanje uzrokuje vibracije steriocilija stanica dlačica. Drhtanje steriocilije uzrokuje da stanice dlačica proizvode električne signale koji se šalju dalje u mozak. Nevjerojatno, zar ne? Cortijev organ ima oko 20 000 dlačica koje se dijele na unutarnje i vanjske (Sl. 5 i Sl. 6). Ali kako oscilacija cilija proizvodi električne signale?

Pokazalo se da kretanje steriocilija uzrokuje otvaranje i zatvaranje posebnih ionskih kanala na njihovoj površini (slika 7). Kanali se otvaraju, dopuštajući ionima da uđu, što mijenja električni naboj unutar stanice dlake. Promjene u električnom naboju omogućuju stanici dlake da šalje električne signale u mozak. Te signale mozak tumači kao zvuk. Problem je u tome što moramo otvoriti ionski kanal i zatvoriti ga pri brzinama do najviše frekvencije zvuka koju možemo detektirati - do 20 000 puta u sekundi. Nešto mora otvarati i zatvarati milijune ovih kanala na površini cilija brzinom do 20 000 puta u sekundi. Znanstvenici su otkrili da se u tu svrhu na površine steriocilija pričvršćuje molekularna opruga!!! (Sl. 7.) Brzo se rastežući i skupljajući kad trepavice vibriraju, osigurava tako veliku brzinu otvaranja i zatvaranja kanala. Briljantan dizajn!

Ljudski sluh: mi zapravo slušamo svojim mozgom

Puž može uzeti svaki instrument u orkestru i primijetiti propuštenu notu, čuti svaki udisaj i razabrati šapat - sve uz nevjerojatnu brzinu uzorkovanja do 20 000 puta u sekundi. Mozak interpretira signale i određuje frekvenciju, snagu i značenje signala. Dok veliki klavir ima 240 žica i 88 tipki, unutarnje uho ima 24.000 "žica" i 20.000 "tipki" koje nam omogućuju da čujemo nevjerojatan broj i raznolikost zvukova.

Ono što smo gore opisali samo je pola puta, budući da se najteže stvari događaju u mozgu, gdje zapravo "čujemo". Naše su uši dovoljno osjetljive da čuju kako perje klizi po odjeći, ali ne možemo čuti krv koja teče kroz kapilare nekoliko milimetara od naših ušiju. Kada bismo stalno čuli svoje disanje, gutanje sline, svaki otkucaj srca, pokret zglobova itd., nikada se ne bismo mogli fokusirati ni na što. Naš mozak automatski prigušuje neke zvukove, u nekim ih slučajevima potpuno blokira. Udahni zrak i vidi čuješ li ga. Naravno da možete, ali obično ne čujete. U posljednja 24 sata udahnuli ste otprilike 21 000 puta. Slušni dio ljudskog mozga djeluje kao sigurnosna snaga, osluškuje svaki zvuk i govori nam što trebamo čuti, a što ne. Zvukovi također mogu potaknuti sjećanja.

Zaključak

Očigledna je činjenica da su svi dijelovi uha potrebni kako bi se osigurao ljudski sluh. Na primjer, ako su sve komponente na mjestu, ali nedostaje bubnjić, kako će zvuk putovati do koščica i pužnice? Kakva je onda svrha imati labirint, Cortijev organ i živčane stanice ako do njih ni zvuk ne dopire? Ako je sve na svom mjestu, uključujući membranu, ali nedostaje “samo” ovalni prozor ili, recimo, tekućina u pužnici, onda neće biti sluha, jer zvuk neće moći doprijeti do živčanih stanica.

Nedostatak i najmanjeg detalja učinit će nas gluhima, a prisutnost ostatka sustava učinit će nas beskorisnima. Štoviše, svaki “najsitniji detalj” u ovom lancu zapravo je i sam sustav od mnogo komponenti. Bubnjić se, na primjer, sastoji od posebnog živog tkiva, pripoja na malleusu, živaca, krvnih žila itd. Pužnica je labirint, trostruka ovojnica, tri odvojena kanala, različite tekućine, fleksibilne kanalne ploče itd.

Glupo je vjerovati da je takva nevjerojatna složenost nastala slučajno kao rezultat evolucije korak po korak. Uočena složenost ljudskog slušnog sustava ukazuje na povijesnu stvarnost Božjeg stvaranja Adama, kako kaže Riječ Božja. “Uho koje čuje i oko koje vidi – oboje je stvorio Gospodin” (Izreke 20:12).

U budućim izdanjima nastavit ćemo istraživati ​​Božji dizajn ljudskog tijela. Nadam se da vam je ovaj članak pomogao da steknete dublje razumijevanje Njegove mudrosti i Njegove ljubavi prema vama. “Slavim te, jer sam divno sazdan, i moja duša je toga potpuno svjesna” (Psalam 139:13). Hvalite i zahvaljujte Bogu, jer On je dostojan!