A hallásérzékelési rendszer és funkcionális jelentősége. A hallórendszer felépítése

A hallás az emberi érzékszerv, amely hozzájárul a teljes értékű személyiség mentális fejlődéséhez és a társadalomban való alkalmazkodásához. A hallás a hangnyelvi kommunikációhoz kapcsolódik. Használva halláselemző egy személy észleli és megkülönbözteti a hanghullámokat, amelyek a levegő egymást követő kondenzációjából és ritkulásából állnak.

A halláselemző három részből áll: 1) a belső fülben található receptor készülék; 2) a nyolcadik koponya- (halló-) idegpár által képviselt utak; 3) hallóközpont be halántéklebeny agykérget.

A hallóreceptorok (fonoreceptorok) a belső fül cochleájában találhatók, amely a halántékcsont piramisában található. A hangrezgések, mielőtt elérnék a hallóreceptorokat, áthaladnak a hangvezető és hangerősítő részek teljes rendszerén.

fül - Ez egy hallószerv, amely 3 részből áll: a külső, a középső és a belső fülből.

Külső fül a fülkagylóból és a külső hallójáratból áll. A külső fül a hangok felfogására szolgál. A fülkagylót rugalmas porc alkotja, és kívülről bőr borítja. Alul egy hajtás egészíti ki - a lebeny, amely zsírszövettel van kitöltve.

Külső hallójárat(2,5 cm), ahol a hangrezgések 2-2,5-szeresére erősödnek, vékony, finom szőrrel rendelkező bőr és megváltozott verejtékmirigyek bocsátják ki, amelyek zsírsejtekből álló, pigmentet tartalmazó fülzsírt termelnek. Hajszálak és fülzsír védő szerepet töltenek be.

Középfül dobhártyából, dobüregből és hallócsőből áll. A külső és a középfül határán található a dobhártya, amelyet kívülről hám, belül pedig hallóhártya borít. A dobhártyához közeledő hangrezgések hatására az ugyanolyan frekvencián rezeg. VAL VEL belül a dobhártya tartalmazza a dobüreget, amelyen belül találhatók hallócsontok, összekapcsolva - kalapács, üllő és kengyel. A dobhártyából származó rezgések a csontrendszeren keresztül a belső fülbe jutnak. A hallócsontokat úgy helyezik el, hogy karokat képezzenek, amelyek csökkentik a hangrezgések tartományát és növelik az erősségüket.

Timpan üreg keresztül kapcsolódik a nasopharynxhez fülkürt, amely kívülről és belülről egyenlő nyomást tart fenn a dobhártyán.

A középső és a belső fül találkozásánál egy membrán található, amely tartalmazza ovális ablak. A szalagok a belső fül ovális ablakával szomszédosak.

Belső fül a halántékcsont piramisának üregében található, és egy csontlabirintus, amelynek belsejében van hártyás labirintus kötőszövetből. A csontos és hártyás labirintusok között folyadék - perilimfa, a hártyás labirintus belsejében - endolimfa található. A középső fület a belső fültől elválasztó falban az ovális ablakon kívül egy kerek ablak is található, amely lehetővé teszi a folyadék rezgését.

Csont labirintus három részből áll: középen - az előszoba, előtte csigaés mögötte - félkör alakú csatornák. A fülkagyló középső csatornáján belül a fülkagyló hangfogadó készüléket - spirál ill. Cortié szerv. Van egy fő rétege, amely körülbelül 24 ezer rostos rostból áll. A mellette lévő főlemezen 5 sorban támasztó- és szőrérzékelő sejtek vannak, amelyek tulajdonképpen hallási receptorok. Szőr receptor sejtek endolimfával mossuk és érintkezésbe kerül az integumentum lemezzel. A szőrsejteket a hallóideg cochlearis ágának idegszőrzete fedi. A medulla oblongata egy második neuront tartalmaz hallópálya, majd ez az út, többnyire keresztezve, a quadrigeminus hátsó gumóihoz vezet, és onnan a kéreg temporális régiójába, ahol a halláselemző központi része található.

A halláselemző számára a hang megfelelő inger. A levegő, a víz és más rugalmas közeg minden rezgése periodikusra (hangok) és nem periodikusra (zaj) van felosztva. Vannak magas és mély hangok. Az egyes hanghangok fő jellemzője a hanghullám hossza, amely másodpercenként meghatározott számú rezgésnek felel meg. hanghullámhossz a hang másodpercenként megtett távolsága, osztva a megszólaló test által másodpercenként végrehajtott teljes rezgések számával.

Emberi fül 16-20 000 Hz tartományban érzékeli a hangrezgéseket, amelyek erőssége decibelben (dB) van kifejezve. Az ember nem hallja a 20 kHz-nél nagyobb frekvenciájú hangrezgéseket. Ezek ultrahangok.

Hang hullámok- ezek a közeg hosszanti rezgései. A hang erőssége a levegőrészecskék rezgésének tartományától (amplitúdójától) függ. A hang jellemzett hangszín vagy színezés.

A fül leginkább az 1000 és 4000 Hz közötti rezgési frekvenciájú hangokra ingerelhető. E mutató alatt és felett a fül ingerlékenysége csökken.

1863-ban Helmholtz javasolta hallás rezonancia elmélete. A külső hallójáratba bejutó levegőben szálló hanghullámok rezgéseket okoznak a dobhártyában, ami aztán a középfülön keresztül továbbítódik. Az emelőként működő hallócsontok rendszere felerősíti a hangrezgéseket, és továbbítja azokat a fürtök csontja és membrános labirintusai között lévő folyadéknak. A hanghullámok a középfülben lévő levegőn keresztül is továbbíthatók.

A rezonanciaelmélet szerint az endolimfa rezgései a főlemez rezgéseit okozzák, amelynek rostjai különböző hosszúságúak, különböző hangokra hangolódnak, és olyan rezonátorkészletet alkotnak, amely különböző hangrezgésekkel egybehangzóan szólal meg. A legrövidebb hullámok a fülkagyló tövében, a hosszúak pedig a csúcson észlelhetők.

A főlemez megfelelő rezonáló szakaszainak rezgése közben a rajta elhelyezkedő érzékeny szőrsejtek is rezegnek. Ezeknek a sejteknek a legkisebb szőrszálai összeérnek, amikor az integumentáris lemez oszcillál, és deformálódnak, ami a szőrsejtek gerjesztéséhez és a cochlearis ideg rostjai mentén impulzusok vezetéséhez vezet a központi idegrendszer felé. Mivel a fő membrán rostjai nem teljesen izolálódnak, a szomszédos szálak egyszerre kezdenek vibrálni, ami megfelel a felhangoknak. RÓL RŐL Burton- olyan hang, amelynek rezgésszáma 2, 4, 8 stb. az alaphang rezgésszámának szorzata.

Erős hangoknak való hosszan tartó expozíció esetén a hangelemző ingerlékenysége csökken, hosszabb csend esetén pedig nő az ingerlékenység. Ez alkalmazkodás. A legnagyobb alkalmazkodás a magasabb hangok zónájában figyelhető meg.

A túlzott zaj nem csak halláskárosodáshoz vezet, hanem okozza is mentális zavarok az emberekben. Speciális állatokon végzett kísérletek bizonyították a megjelenés lehetőségét "akusztikus sokk" és "akusztikus gubancok", néha végzetesek.

6. Fülbetegségek és halláshigiénia. Az „iskolai” zaj negatív hatásának megelőzése a tanuló testére

Fülfertőzés - fülgyulladás. A középfülgyulladás leggyakoribb előfordulása az veszélyes betegség, mert a középfül ürege mellett található az agy és a membránjai. A középfülgyulladás leggyakrabban influenza és akut légúti betegségek szövődményeként fordul elő; a nasopharynx fertőzése az Eustachianus csövön keresztül a középfül üregébe juthat. Az otitis úgy fordul elő súlyos betegségés megnyilvánul erőteljes fájdalom a fülben, magas hőmérsékletű test, erős fejfájás, jelentős halláskárosodás. Ha ezek a tünetek jelentkeznek, azonnal orvoshoz kell fordulni. Fülgyulladás megelőzése: a nasopharynx akut és krónikus betegségeinek (adenoidok, orrfolyás, arcüreggyulladás) kezelése. Orrfolyás esetén nem szabad túlságosan orrot fújni, hogy a fertőzés az Eustachianus csövön keresztül a középfülbe kerüljön. Egyszerre nem fújhatja az orrát mindkét orrfelével, de ezt felváltva kell megtennie, az orr szárnyát az orrsövényhez nyomva.

Süketség- teljes hallásvesztés az egyik vagy mindkét fülben. Lehet szerzett vagy veleszületett.

Szerzett süketség leggyakrabban kétoldali középfülgyulladás következménye, amelyet mindkét dobhártya megrepedése vagy a belső fül súlyos gyulladása kísért. A süketséget súlyos disztrófiás elváltozások hallóidegek, amelyek gyakran társulnak szakmai tényezők: zaj, vibráció, vegyi gőzöknek való kitettség vagy fejsérülések (például robbanás következtében). Gyakori ok a süketség az otosclerosis- olyan betegség, amelyben a hallócsontok (különösen a tapadók) mozdulatlanná válnak. Ez a betegség volt az oka a kiváló zeneszerző, Ludwig Van Beethoven süketségének. A süketséget az antibiotikumok ellenőrizetlen alkalmazása okozhatja, amelyek negatív hatással vannak a hallóidegre.

Veleszületett süketség társult, összekapcsolt, társított valamivel veleszületett rendellenesség meghallgatás melynek okai lehetnek az anya terhesség alatti vírusos megbetegedései (rubeola, kanyaró, influenza), bizonyos gyógyszerek, elsősorban antibiotikumok ellenőrizetlen alkalmazása, alkohol-, drogfogyasztás, dohányzás. A süketen született gyermek, aki soha nem hall beszédet, süketté és némává válik.

Halláshigiénia- a hallás védelmét, a halláselemző működéséhez optimális feltételek megteremtését, normális fejlődését és működését elősegítő intézkedésrendszer.

Megkülönböztetni specifikus és nem specifikus a zaj emberi szervezetre gyakorolt ​​hatása. Konkrét cselekvés halláskárosodásban nyilvánul meg változó mértékben, nem specifikus- a központi idegrendszer működésének különböző eltérései, az autonóm reaktivitás zavarai, endokrin rendellenességek, a szív- és érrendszer funkcionális állapota és emésztőrendszer. Fiatal és középkorúaknál 90 dB (decibel) zajszint mellett, ami egy órán át tart, csökken az agykéreg sejtjeinek ingerlékenysége, romlik a mozgáskoordináció, a látásélesség, a tiszta látás stabilitása, a vizuális és hallási-motoros reakciók látens időszaka meghosszabbodik. Ugyanolyan időtartamú működés mellett zajnak kitett körülmények között, amelynek szintje 96 dB, még több hirtelen jogsértések kortikális dinamika, fázisállapotok, extrém gátlás, autonóm reaktivitás zavarai. Az izomteljesítmény mutatói (állóképesség, fáradtság) és a munkaerő-mutatók romlanak. A 120 dB-es zajnak kitett körülmények között végzett munka aszténiás és neuraszténiás megnyilvánulások formájában zavarokat okozhat. Ingerlékenység, fejfájás, álmatlanság és endokrin rendszeri rendellenességek jelennek meg. Változások mennek végbe szív-és érrendszer: az erek tónusa és a pulzusszám megszakad, a vérnyomás emelkedik vagy csökken.

Felnőtteknél és főleg gyerekeknél rendkívül Negatív hatás(nem specifikus és specifikus) zajt kelt azokban a helyiségekben, ahol a rádiók, televíziók, magnók stb. teljes hangerőn vannak bekapcsolva.

A zaj erős hatással van a gyermekekre és a serdülőkre. Az „iskolai” zaj hatására a halló- és egyéb analizátorok funkcionális állapotának változásait figyelik meg a gyermekek, amelyek intenzitása az iskola fő helyiségeiben 40 és 110 dB között mozog. A tanteremben a zajintenzitás szintje átlagosan 50-80 dB, szünetekben elérheti a 95 dB-t.

A 40 dB-t meg nem haladó zaj nem okoz negatív változást a funkcionális állapotban idegrendszer. A változások észrevehetők, ha 50-60 dB zajszintnek van kitéve. Kutatási adatok szerint a matematikai feladatok megoldása 50 dB zajerősség mellett 15-55%-kal, 60 dB-lel - 81-100%-kal több időt igényel, mint zajnak kitéve. Az iskolások figyelmének gyengülése a meghatározott hangerősségű zajnak kitett körülmények között elérte a 16%-ot. Az „iskolai” zajszint és a tanulók egészségére gyakorolt ​​káros hatásainak csökkentése számos komplex – építési, műszaki és szervezési – intézkedéssel valósul meg.

Így az utca felőli „zöld zóna” szélessége legalább 6 m. Ezen a sávon célszerű az épülettől legalább 10 m távolságra olyan fákat telepíteni, amelyek koronája késlelteti a terjedést. a zajtól.

Fontos az "iskolai" zaj csökkentésében higiénikus helyes hely tantermek az iskola épületében. Workshopok, Sportcsarnokok a földszinten található egy külön szárnyban vagy melléképületben.

Az osztálytermek méreteinek meg kell felelniük a tanulók és a tanárok látásának és hallásának megőrzését célzó higiéniai előírásoknak: az osztálytermek hossza (mérete a táblától a szemközti falig) és mélysége. Az osztályterem 8 m-t meg nem haladó hossza normál látás- és hallásélességet biztosít a tanulóknak, akik az utolsó asztalokon ülnek, tisztán érzékelik a tanár beszédét és világosan látják a táblára írottakat. Bármely sorban az első és a második asztal (asztal) a hallássérült tanulók számára van fenntartva, mivel a beszédet 2-4 m-ről, a suttogást 0,5-1 m-ről érzékelik. Visszaállítás funkcionális állapot halláselemző és megakadályozza a változásokat más élettani rendszerek A rövid szünetek (10-15 perc) segítik a tinédzser szervezetét.

Érzékelő rendszer (analizátor)- az idegrendszer perceptív elemekből álló része - szenzoros receptorok, idegpályák, amelyek információt továbbítanak a receptorokból az agyba, és az agy azon részei, amelyek feldolgozzák és elemzik ezeket az információkat

Az érzékelőrendszer 3 részből áll

1. Receptorok - érzékszervek

2. Bekötési osztály, receptorokat köt az agyhoz

3. Az agykéreg szakasza, amely információt észlel és feldolgoz.

Receptorok- a külső ingerek érzékelésére kialakított perifériás kapcsolat ill belső környezet.

Az érzékszervi rendszerek általános felépítési tervvel rendelkeznek, és az érzékszervi rendszerekre jellemzőek

Többrétegű- több réteg jelenléte idegsejtek, amelyek közül az első a receptorokhoz, az utóbbi pedig az agykéreg motoros területeinek neuronjaihoz kapcsolódik. A neuronok a feldolgozásra specializálódtak különböző típusokérzékszervi információ.

Többcsatornás- több párhuzamos csatorna jelenléte az információ feldolgozásához és továbbításához, amely biztosítja a részletes jelelemzést és a nagyobb megbízhatóságot.

Eltérő számú elem a szomszédos rétegekben, amely az úgynevezett „érzékszervi tölcséreket” képezi (szűkül vagy bővül) Biztosíthatják az információredundancia kiküszöbölését, vagy éppen ellenkezőleg, a jel jellemzőinek töredékes és komplex elemzését.

Az érzékszervek megkülönböztetése függőlegesen és vízszintesen. A vertikális differenciálódás az érzékszerv több idegrétegből álló szakaszainak kialakulását jelenti (szaglóhagymák, cochleáris magok, genikuláris testek).

A horizontális differenciálódás különböző tulajdonságokkal rendelkező receptorok és neuronok jelenlétét jelenti ugyanazon a rétegen belül. Például a retinában lévő rudak és kúpok eltérő módon dolgozzák fel az információkat.

Az érzékszervi rendszer fő feladata az ingerek tulajdonságainak észlelése és elemzése, amelyek alapján érzések, észlelések, ötletek keletkeznek. Ez a külvilág érzékszervi, szubjektív tükröződésének formái

Érintőrendszerek funkciói

1. Jelfelismerés. Az evolúció folyamatában minden egyes érzékszervi rendszer alkalmazkodott az adott rendszerben rejlő megfelelő ingerek észleléséhez. Az érzékszervi rendszer, például a szem, különböző - megfelelő és nem megfelelő irritációkat (fény vagy ütés a szemre) kaphat. Az érzékelő rendszerek erőt érzékelnek - a szem 1 fényfotont (10 V -18 W) érzékel. Szemütés (10V-4W). Elektromos áram (10V-11W)
2. Jeles diszkrimináció.
3. Jelátvitel vagy átalakítás. Bármely szenzoros rendszer transzducerként működik. Az egyik energiaformát az aktív ingerből energiává alakítja ideges irritáció. A szenzoros rendszer nem torzíthatja az ingerjelet.

• Lehet térbeli jellegű
• Ideiglenes átalakulások
• információs redundancia korlátozása (a szomszédos receptorokat gátló gátló elemek bevonása)
• A lényeges jelzési jellemzők azonosítása

1. Információ kódolás - idegimpulzusok formájában
2. Jelérzékelés stb. e) viselkedési jelentőségű inger jeleinek azonosítása
3. Képfelismerés biztosítása
4. Alkalmazkodni az ingerekhez
5. Érzékszervi rendszerek kölcsönhatása, amelyek a környező világ sémáját alkotják, és egyben lehetővé teszik, hogy ehhez a sémához viszonyuljunk, alkalmazkodásunkhoz. Minden élő szervezet nem létezhet anélkül, hogy ne kapna információkat a környezettől. Minél pontosabban kapja meg egy szervezet ezeket az információkat, annál nagyobb lesz az esélye a létért folytatott küzdelemben.

Az érzékszervek képesek reagálni a nem megfelelő ingerekre. Ha megpróbálja az akkumulátor érintkezőit, ízérzetet kelt - savanyú, ez a művelet elektromos áram. Az érzékszervi rendszernek a megfelelő és nem megfelelő ingerekre adott reakciója felvetette a kérdést a fiziológia számára – mennyire bízhatunk érzékeinkben.

Johann Müller 1840-ben fogalmazta meg az érzékszervek fajlagos energiájának törvénye.

Az érzetek minősége nem függ az inger jellegétől, hanem teljes mértékben az érzékeny rendszerben rejlő fajlagos energia határozza meg, amely az inger hatásakor felszabadul.

Ezzel a megközelítéssel csak azt tudhatjuk meg, ami önmagunkban rejlik, és nem azt, hogy mi van a körülöttünk lévő világban. A későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy a gerjesztés bármely szenzoros rendszerben egy energiaforrás - az ATP - alapján keletkezik.

Muller tanítványa, Helmholtz alkotta meg szimbólumelmélet, mely szerint az érzeteket a környező világ szimbólumainak és tárgyainak tekintette. A szimbólumok elmélete tagadta a körülöttünk lévő világ megismerésének lehetőségét.

Ezt a 2 irányt nevezték fiziológiai idealizmusnak. Mi az a szenzáció? Az érzés az objektív világ szubjektív képe. Az érzések a külvilág képei. Bennünk léteznek, és a dolgok érzékszerveinkre gyakorolt ​​hatása által generálódnak. Ez a kép mindannyiunk számára szubjektív lesz, pl. fejlettségünk, tapasztalatunk mértékétől függ, és minden ember a maga módján érzékeli a környező tárgyakat, jelenségeket. Objektívek lesznek, pl. ez azt jelenti, hogy léteznek, függetlenül a tudatunktól. Mivel az észlelésnek van szubjektivitása, akkor hogyan lehet eldönteni, hogy ki érzékeli a leghelyesebben? Hol lesz az igazság? Az igazság kritériuma az Gyakorlati tevékenységek. Következetes tanulás folyik. Minden egyes szakaszban új információkat szereznek. A gyermek megkóstolja a játékokat, és részekre szedi őket. Ezekből a mély tapasztalatokból nyerünk mélyebb ismereteket a világról.

A receptorok osztályozása.

1. Elsődleges és másodlagos. Elsődleges receptorok egy receptorvégződést képviselnek, amelyet a legelső szenzoros neuron (Pacini-test, Meissner-test, Merkel-korpuszkulum, Ruffini-test) alkot. Ez a neuron benne rejlik gerinc ganglion. Másodlagos receptorok információt észlelni. Speciális idegsejtek miatt, amelyek aztán a gerjesztést továbbítják az idegrostnak. Az ízlelés, hallás, egyensúly szerveinek érzékeny sejtjei.
2. Távirányító és kapcsolattartó. Egyes receptorok a gerjesztést közvetlen érintkezés útján érzékelik - érintkezés, míg mások bizonyos távolságból - távolról - érzékelik az irritációt
3. Exteroceptorok, interoreceptorok. Exteroceptorok- érzékelik a külső környezetből származó irritációt - látást, ízlelést stb., és biztosítják a környezethez való alkalmazkodást. Interoreceptorok- belső szervek receptorai. A belső szervek állapotát és a test belső környezetét tükrözik.
4. Szomatikus - felületes és mély. Felületes - bőr, nyálkahártyák. Mély - izmok, inak, ízületek receptorai
5. Viscerális
6. CNS receptorok
7. Speciális érzékszervek receptorai - látás, hallás, vesztibuláris, szagló, ízlelés

Az információészlelés természeténél fogva

1. Mechanoreceptorok (bőr, izmok, inak, ízületek, belső szervek)
2. Hőreceptorok (bőr, hipotalamusz)
3. Kemoreceptorok (aortaív, carotis sinus, medulla oblongata, nyelv, orr, hipotalamusz)
4. Fotoreceptorok (szem)
5. Fájdalom (nociceptív) receptorok (bőr, belső szervek, nyálkahártyák)

A receptor gerjesztésének mechanizmusai

Az elsődleges receptorok esetében az inger hatását a végződés érzékeli szenzoros neuron. Egy aktív inger a felületi membrán receptorok hiperpolarizációját vagy depolarizációját okozhatja, elsősorban a nátrium permeabilitás változása miatt. A nátriumionok permeabilitásának növekedése a membrán depolarizációjához vezet, és receptorpotenciál keletkezik a receptor membránon. Addig létezik, amíg az inger hat.

Receptor potenciál nem engedelmeskedik a „Mindent vagy semmit” törvénynek, amplitúdója az inger erősségétől függ. Nincs tűzálló időszaka. Ez lehetővé teszi a receptorpotenciálok összegzését a következő ingerek hatására. Melennót terjeszt, kihalással. Amikor a receptorpotenciál elér egy kritikus küszöböt, akciós potenciál jelenik meg a Ranvier legközelebbi csomópontjában. A Ranvier csomópontjában akciós potenciál keletkezik, amely engedelmeskedik a „Mindent vagy semmit” törvénynek, és ez a potenciál terjedni fog.

A másodlagos receptorban az inger hatását a receptor sejt érzékeli. Ebben a sejtben receptorpotenciál keletkezik, aminek a következménye a transzmitter felszabadulása lesz a sejtből a szinapszisba, amely az érzékeny rost posztszinaptikus membránjára hat, és a transzmitter kölcsönhatása a receptorokkal a sejtképződés kialakulásához vezet. egy másik, helyi potenciál, amely az ún generátor. Tulajdonságai megegyeznek a receptorokéval. Amplitúdóját a felszabaduló mediátor mennyisége határozza meg. Mediátorok - acetilkolin, glutamát.

Az akciós potenciálok időszakosan jelentkeznek, mert Jellemzőjük a tűzálló időszak, amikor a membrán elveszti ingerlékenységét. Az akciós potenciálok diszkréten keletkeznek, és az érzékelőrendszerben lévő receptor úgy működik, mint egy analóg-diszkrét átalakító. A receptorokban alkalmazkodás figyelhető meg - alkalmazkodás az ingerek hatásához. Van, aki gyorsan, és van, aki lassan. Az adaptáció során csökken a receptorpotenciál amplitúdója és az érzékeny rost mentén haladó idegimpulzusok száma. A receptorok kódolják az információkat. Ez lehetséges a potenciálok gyakoriságával, az impulzusok külön röplabda csoportosításával és a röpítések közötti intervallumokkal. A kódolás a receptív mezőben lévő aktivált receptorok száma alapján lehetséges.

Az irritáció küszöbe és a szórakozás küszöbe.

Az irritáció küszöbe- a szenzációt okozó inger minimális erőssége.

A szórakozás küszöbe- az inger minimális változási ereje, amelynél új érzés keletkezik.

A szőrsejtek izgatottak, ha a szőrszálak 10-11 méterrel - 0,1 amström-rel elmozdulnak.

1934-ben Weber törvényt fogalmazott meg, amely kapcsolatot teremt a stimuláció kezdeti erőssége és az érzet intenzitása között. Megmutatta, hogy az inger erősségének változása állandó érték

∆I / Io = K Io=50 ∆I=52,11 Io=100 ∆I=104,2

Fechner megállapította, hogy az érzés egyenesen arányos az irritáció logaritmusával

S=a*logR+b S-szenzáció R-irritáció

S=KI A fokban I - az irritáció erőssége, K és A - állandók

Tapintási receptoroknál S=9,4*Id 0,52

Az érzékszervi rendszerekben vannak receptorok a receptorok érzékenységének önszabályozására.

A szimpatikus rendszer hatása - szimpatikus rendszer növeli a receptorok érzékenységét az ingerekre. Ez veszélyhelyzetben hasznos. Növeli a receptorok ingerlékenységét - retikuláris képződést. Az érző idegekben található efferens szálak, ami megváltoztathatja a receptorok érzékenységét. Az ilyen idegrostok a hallószervben találhatók.

Érzékszervi hallásrendszer

A legtöbb modern leállásban élő ember hallása fokozatosan hanyatlik. Ez az életkorral történik. Ezt elősegíti a környezeti hangok okozta szennyezés – járművek, diszkók stb hallókészülék visszafordíthatatlanná válnak. Az emberi fül 2 érzékszervet tartalmaz. Hallás és egyensúly. A hanghullámok kompresszió és kisülés formájában terjednek a rugalmas közegben, és a hangok terjedése a sűrű közegben jobb, mint a gázokban. A hangnak 3 van fontos tulajdonságait- hangmagasság vagy frekvencia, teljesítmény vagy intenzitás és hangszín. A hang magassága a rezgési frekvenciától függ, és az emberi fül 16 és 20 000 Hz közötti frekvenciákat érzékel. Maximális érzékenységgel 1000 és 4000 Hz között.

A férfi gége hangjának fő frekvenciája 100 Hz. Nők - 150 Hz. Beszéd közben további magas frekvenciájú hangok jelennek meg sziszegés és fütyülés formájában, amelyek telefonbeszélgetéskor eltűnnek, és ez érthetőbbé teszi a beszédet.

A hang erejét a rezgések amplitúdója határozza meg. A hangteljesítményt dB-ben fejezzük ki. A hatalom logaritmikus összefüggés. Suttogó beszéd - 30 dB, normál beszéd - 60-70 dB. A szállítás hangja 80, a repülőgép motorzaja 160. A 120 dB-es hangteljesítmény kényelmetlenséget, a 140-es pedig fájdalmas érzéseket okoz.

A hangszínt a bekapcsolt másodlagos rezgések határozzák meg hang hullámokÓ. A rendezett rezgések zenei hangokat hoznak létre. A véletlenszerű rezgések pedig egyszerűen zajt okoznak. Ugyanaz a hang másképp hangzik különböző hangszerek különféle járulékos ingadozások miatt.

Az emberi fülnek 3 összetevője van - a külső, a középső és a belső fül. A külső fület a fülkagyló képviseli, amely hanggyűjtő tölcsérként működik. Az emberi fül kevésbé tökéletesen veszi fel a hangokat, mint a nyúl és a lovak, amelyek képesek irányítani a fülüket. A fülkagyló alapja a porc, a fülcimpa kivételével. Porcszövet rugalmasságot és formát ad a fülnek. Ha a porc megsérül, akkor növekedéssel helyreáll. A külső hallójárat S-alakú - befelé, előre és lefelé, hossza 2,5 cm. A hallójáratot bőr borítja, a külső része alacsony érzékenységű, ill. nagy érzékenység belső. A hallójárat külső része szőrt tartalmaz, amely megakadályozza a részecskék bejutását a hallójáratba. A hallójárat mirigyei sárga síkosítót termelnek, amely a hallójáratot is védi. A járat végén található a dobhártya, amely kívülről bőrrel, belülről nyálkahártyával borított rostos rostokból áll. A dobhártya elválasztja a középső fület a külső fültől. Az észlelt hang frekvenciájával rezeg.

A középső fület egy dobüreg képviseli, amelynek térfogata körülbelül 5-6 csepp víz, a dobüreg vízzel teli, nyálkahártyával bélelt, és 3 hallócsontot tartalmaz: a kalapácsot, a hüvelyt és a kengyelt. A középfül az Eustachianus csövön keresztül kommunikál a nasopharynxszel. Nyugalomban az Eustachianus cső lumenje zárva van, ami kiegyenlíti a nyomást. A cső gyulladásához vezető gyulladásos folyamatok torlódást okoznak. A középfül a belső fültől egy ovális és kerek nyílás választja el. A dobhártya rezgéseit egy karrendszeren keresztül a tapepek továbbítják az ovális ablakhoz, a külső fül pedig levegőn keresztül továbbítja a hangokat.

Különbség van a dobhártya és az ovális ablak területén (a dobhártya területe 70 mm per négyzet, az ovális ablaké pedig 3,2 mm per négyzet). Amikor a rezgések a membránról az ovális ablakra kerülnek, az amplitúdó csökken, és a rezgések erőssége 20-22-szeresére nő. 3000 Hz-ig terjedő frekvenciákon az E 60%-a a belső fülbe kerül. A középfülben 2 izom van, amelyek megváltoztatják a rezgéseket: a timpani tenzor izom (a dobhártya központi részéhez és a kalapács nyeléhez kapcsolódik) - a kontrakciós erő növekedésével az amplitúdó csökken; stapes izom - összehúzódásai korlátozzák a stapes rezgéseit. Ezek az izmok megakadályozzák a dobhártya sérülését. A levegőben terjedő hangátvitel mellett van még csonttranszfer, de ez a hangerő nem képes rezgéseket okozni a koponya csontjaiban.

Belső fül

A belső fül egymáshoz kapcsolódó csövek és toldalékok labirintusa. Az egyensúly szerve a belső fülben található. A labirintusnak van csont alap, belül pedig van egy hártyás labirintus és van endolimfa. A halló rész magában foglalja a fülkagylót, amely 2,5 fordulatot tesz a központi tengely körül, és 3 pikkelyre oszlik: vestibularisra, dobhártyára és membránra. A vestibularis csatorna az ovális ablak membránjával kezdődik és a kerek ablakkal végződik. A cochlea csúcsán ez a 2 csatorna helicocream segítségével kommunikál egymással. És mindkét csatorna tele van perilimfával. A középső hártyás csatornában van egy hangvevő készülék - Corti orgonája. A fő membrán rugalmas szálakból épül fel, amelyek az alaptól (0,04 mm) és a csúcsig (0,5 mm) kezdődnek. Felfelé a szálsűrűség 500-szorosára csökken. A Corti szerve a basilaris membránon található. 20-25 ezer speciális szőrsejtből épül fel, amelyek támasztósejteken helyezkednek el. A szőrsejtek 3-4 sorban (külső sor) és egy sorban (belső) fekszenek. A szőrsejtek tetején sztereocíliák vagy kinocilia találhatók, a legnagyobb sztereocíliák. A spirális ganglionból a 8. agyidegpár érzékeny rostjai megközelítik a szőrsejteket. Ebben az esetben az izolált érzékszervi rostok 90%-a a belső szőrsejtekre kerül. Akár 10 rost is összefolyik egy belső szőrsejtben. És a kompozícióban idegrostok Vannak efferensek is (olivo-cochlearis köteg). A spirális ganglionból származó érzékszervi rostokon gátló szinapszisokat képeznek, és beidegzik a külső szőrsejteket. A Corti-szerv irritációja a csontos rezgések ovális ablakra való átvitelével jár. Az alacsony frekvenciájú rezgések az ovális ablaktól a cochlea csúcsáig terjednek (a teljes fő membrán érintett). alacsony frekvenciák a cochlea csúcsán fekvő szőrsejtek gerjesztése figyelhető meg. Bekashi a hullámok terjedését tanulmányozta a fülkagylóban. Azt találta, hogy a frekvencia növekedésével egy kisebb folyadékoszlop vesz részt. A magas frekvenciájú hangok nem érinthetik a teljes folyadékoszlopot, ezért minél magasabb a frekvencia, annál kevésbé rezeg a perilimfa. A fő membrán rezgései akkor léphetnek fel, amikor a hangokat a membráncsatornán keresztül továbbítják. Amikor a fő membrán oszcillál, a szőrsejtek felfelé tolódnak el, ami depolarizációt okoz, ha pedig lefelé, akkor a szőrszálak befelé térnek el, ami a sejtek hiperpolarizációjához vezet. Amikor a szőrsejtek depolarizálódnak, a Ca-csatornák megnyílnak, és a Ca elősegíti az akciós potenciált, amely információt hordoz a hangról. A külső hallósejtek efferens beidegzésűek, és a gerjesztés átvitele Ach segítségével történik a külső szőrsejteken. Ezek a sejtek megváltoztathatják hosszukat: hiperpolarizációval rövidülnek, polarizációval meghosszabbodnak. A külső szőrsejtek hosszának megváltoztatása befolyásolja az oszcillációs folyamatot, ami javítja a belső szőrsejtek hangérzékelését. A szőrsejtek potenciáljának változása az endo- és perilimfa ionösszetételével függ össze. A perilimfa hasonlít az agy-gerincvelői folyadékra, míg az endolimfa igen magas koncentráció K (150 mmol). Ezért az endolimfa pozitív töltést szerez a perilimfának (+80 mV). A szőrsejtek sok K-t tartalmaznak; belül negatív töltésű, kívül pozitív (MP = -70 mV) membránpotenciállal rendelkeznek, és a potenciálkülönbség lehetővé teszi, hogy a K az endolimfából a szőrsejtekbe behatoljon. Egy hajszál helyzetének megváltoztatása 200-300 K csatornát nyit és depolarizáció következik be. A záródást hiperpolarizáció kíséri. Cortiban orgona megy frekvenciakódolás a fő membrán különböző részeinek gerjesztése miatt. Ugyanakkor kimutatták, hogy az alacsony frekvenciájú hangokat ugyanannyi idegimpulzus kódolja, mint a hangot. Az ilyen kódolás 500 Hz-ig terjedő hang észlelésekor lehetséges. A hanginformáció kódolása az intenzívebb hangra tüzelõ rostok számának növelésével és az aktivált idegrostok számának köszönhetõen valósul meg. A spirális ganglion érző rostjai a medulla oblongata csiga háti és ventrális magjában végződnek. Ezekből a magokból a jel mind a saját, mind az ellenkező oldali olajbogyó magjaiba kerül. Az ő neuronjai származnak emelkedő utakat az oldalsó hurok részeként, amely megközelíti a quadrigeminus alsó tubercusait és az optikai tuberculus medialis geniculate testét. Ez utóbbiból a jel a felső temporális gyrusba (Heschl gyrus) kerül. Ez megfelel a 41. és 42. mezőnek (elsődleges zóna) és a 22. mezőnek (másodlagos zóna). A központi idegrendszerben a neuronok topotonikus szerveződése működik, azaz különböző frekvenciájú és eltérő intenzitású hangokat érzékelnek. A kérgi központ fontos az észlelés, a hangszekvenálás és a térbeli lokalizáció szempontjából. Ha a 22-es mező sérült, a szavak meghatározása sérül (receptív oppozíció).

A kiváló olajbogyó magjai középső és oldalsó részekre oszlanak. Az oldalsó magok pedig meghatározzák a két fülbe érkező hangok egyenlőtlen intenzitását. A felsőbb olívabogyó mediális magja érzékeli a bemeneti időbeli különbségeket hangjelzések. Felfedezték, hogy mindkét fülből érkező jelek ugyanannak az észlelő neuronnak a különböző dendritrendszereibe jutnak be. Szabálysértés auditív észlelés fülcsengésként nyilvánulhat meg a belső fül vagy a hallóideg irritációja és a süketség két típusa miatt: vezetőképes és idegi. Az első a külső és a középfül elváltozásaival (cerumendugó), a második a belső fül hibáival és a hallóideg elváltozásaival kapcsolatos. Az idősek elvesztik a magas frekvenciájú hangok érzékelésének képességét. A két fülnek köszönhetően meg lehet határozni a hang térbeli lokalizációját. Ez akkor lehetséges, ha a hang 3 fokkal eltér a középállástól. A hangok észlelésekor a retikuláris képződés és az efferens rostok (a külső szőrsejtek befolyásolásával) adaptáció alakulhat ki.

Vizuális rendszer.

A látás egy több láncszemből álló folyamat, amely a képnek a szem retinájára történő kivetítésével kezdődik, majd a fotoreceptorok gerjesztése, átvitel és átalakulás következik be a látórendszer idegi rétegeiben, és a magasabb kéreg döntésével ér véget. a vizuális kép részei.

A szem optikai berendezésének felépítése és funkciói. A szem gömb alakú, ami fontos a szem elfordításához. A fény több átlátszó közegen halad át - a szaruhártya, a lencse és az üvegtest, amelyek bizonyos törőképességgel rendelkeznek, dioptriában kifejezve. A dioptria a 100 cm-es gyújtótávolságú lencse törőerejének felel meg.A szem törőereje távoli tárgyak nézésekor 59D, közeli tárgyak 70,5D. A retinán kisebb, fordított kép képződik.

Szállás- a szem alkalmazkodása a különböző távolságokban lévő tárgyak tisztán látásához. A lencse nagy szerepet játszik az akkomodációban. Közeli tárgyak megtekintésekor a ciliáris izmok összehúzódnak, a Zinn szalagja ellazul, a lencse rugalmassága miatt domborúbbá válik. A távolabbiakat nézve az izmok ellazulnak, a szalagok megfeszülnek és megfeszítik a lencsét, így jobban ellaposodik. A ciliáris izmokat paraszimpatikus rostok beidegzik oculomotoros ideg. Normális esetben a tiszta látás legtávolabbi pontja a végtelenben van, a legközelebbi pedig 10 cm-re van a szemtől. A lencse az életkorral veszít rugalmasságából, így a tiszta látás legközelebbi pontja eltávolodik, és idős távollátás alakul ki.

A szem fénytörési hibái.

Rövidlátás (myopia). Ha a szem hossztengelye túl hosszú, vagy a lencse törőereje megnő, a kép a retina elé fókuszál. Az embernek nehezen lát a távolba. Homorú lencsés szemüveget írnak elő.

Távollátás (hipermetrópia). Akkor alakul ki, amikor a szem fénytörő közege csökken, vagy ha a szem hossztengelye lerövidül. Ennek eredményeként a kép a retina mögé fókuszál, és a személy nehezen látja a közeli tárgyakat. Konvex lencsés szemüveget írnak elő.

Asztigmatizmus - a sugarak egyenlőtlen fénytörése különböző irányokba, a szaruhártya nem szigorúan gömb alakú felülete miatt. Ezeket a hengereshez közelítő felületű üvegek kompenzálják.

Pupilla és pupilla reflex. A pupilla az írisz közepén lévő lyuk, amelyen keresztül a fénysugarak a szembe jutnak. A pupilla javítja a kép tisztaságát a retinán, növeli a szem mélységélességét és kiküszöböli a szférikus aberrációt. Ha eltakarja a szemét a fény elől, majd kinyitja, a pupilla gyorsan összehúzódik - a pupillareflex. Erős fényben a méret 1,8 mm, közepes fényben - 2,4, sötétben - 7,5. A nagyítás rossz képminőséget eredményez, de növeli az érzékenységet. A reflexnek adaptív jelentősége van. A pupillát a szimpatikus tágítja, a paraszimpatikus pedig szűkíti. Egészséges embereknél mindkét pupilla mérete azonos.

A retina felépítése és funkciói. A retina a szem belső fényérzékeny rétege. Rétegek:

Pigmentált - folyamatok sorozata hámsejtek fekete szín. Funkciói: szűrés (megakadályozza a fény szóródását és visszaverődését, növeli a tisztaságot), a vizuális pigment regenerációja, a pálcikák és kúpok töredékeinek fagocitózisa, a fotoreceptorok táplálása. A receptorok és a pigmentréteg közötti kapcsolat gyenge, ezért itt következik be a retina leválása.

Fotoreceptorok. A lombik felelősek színlátás, van belőlük 6-7 millió Alkonyathoz való botok, 110-123 millió darab van.Egyenlőtlenül helyezkednek el. BAN BEN fovea- csak lombik, itt - a legnagyobb látásélesség. A rudak érzékenyebbek, mint a lombik.

A fotoreceptor szerkezete. A külső befogadó részből áll - a külső szegmensből, vizuális pigmenttel; összekötő láb; nukleáris rész preszinaptikus végződéssel. A külső rész lemezekből áll - kettős membrán szerkezet. A külső szegmensek folyamatosan frissülnek. A preszinaptikus terminál glutamátot tartalmaz.

Vizuális pigmentek. A pálcikák rodopszint tartalmaznak 500 nm körüli abszorpcióval. A lombikokban - jodopszin 420 nm (kék), 531 nm (zöld), 558 (piros) abszorpcióval. A molekula az opszin fehérjéből és a kromofor részből - a retinából - áll. Csak a cisz-izomer érzékeli a fényt.

A fotorecepció élettana. Amikor egy kvantum fényt abszorbeál, a cisz-retinális transz-retinálissá alakul. Ez térbeli változásokat okoz a pigment fehérje részében. A pigment elszíneződik, és metarodopszin II-vé válik, amely képes kölcsönhatásba lépni a membránhoz közeli transzducin fehérjével. A transzducin aktiválódik, és a GTP-hez kötődik, aktiválva a foszfodiészterázt. A PDE lebontja a cGMP-t. Ennek eredményeként a cGMP koncentrációja csökken, ami az ioncsatornák bezárásához vezet, míg a nátrium koncentrációja csökken, ami hiperpolarizációhoz és receptorpotenciál kialakulásához vezet, amely a sejtben a preszinaptikus terminálisig terjed, és a glutamát felszabadulás.

A receptor eredeti sötét állapotának helyreállítása. Amikor a metarodopszin elveszíti a transzducinnal való kölcsönhatási képességét, a cGMP-t szintetizáló guanilát-cikláz aktiválódik. A guanilát-ciklázt a cserefehérje által a sejtből felszabaduló kalcium koncentrációjának csökkenése aktiválja. Ennek eredményeként a cGMP koncentrációja megnő, és ismét az ioncsatornához kötődik, megnyitva azt. Kinyitáskor a nátrium és a kalcium bejut a sejtbe, depolarizálja a receptormembránt, átviszi azt sötét állapotba, ami ismét felgyorsítja az adó felszabadulását.

Retina neuronok.

A fotoreceptorok bipoláris neuronokkal szinapszisban állnak. Amikor fény hat az adóra, az adó felszabadulása csökken, ami a bipoláris neuron hiperpolarizációjához vezet. A bipolárisból a jel a ganglionba kerül. A sok fotoreceptorból származó impulzusok egyetlen ganglion neuronba konvergálnak. A szomszédos retina neuronok interakcióját horizontális és amakrin sejtek biztosítják, amelyek jelei megváltoztatják a receptorok és a bipoláris (vízszintes), illetve a bipoláris és ganglion (amakrin) közötti szinaptikus átvitelt. Az amakrin sejtek oldalirányú gátlást fejtenek ki a szomszédos ganglionsejtek között. A rendszer efferens rostokat is tartalmaz, amelyek a bipoláris és ganglionsejtek közötti szinapszisokra hatnak, szabályozva a köztük lévő gerjesztést.

Idegpályák.

Az 1. neuron bipoláris.

2. - ganglionos. A folyamataik részei látóideg, végezzen részleges decussációt (szükséges ahhoz, hogy minden félteke információval szolgáljon minden szemből), és menjen az agyba a látócsatorna részeként, és a thalamus oldalsó geniculate testében (3. neuron) végződik. A talamusztól - a kéreg vetületi zónájába, 17. mező. Itt van a 4. neuron.

Vizuális funkciók.

Abszolút érzékenység. A vizuális érzet létrejöttéhez a fényingernek minimális (küszöb) energiával kell rendelkeznie. A botot egy fénykvantum gerjesztheti. A botok és a lombikok ingerlékenységében alig különböznek egymástól, de az egy ganglionsejtnek jelet küldő receptorok száma eltérő a központban és a periférián.

Vizuális alapozás.

A vizuális szenzoros rendszer adaptálása erős fényviszonyokhoz - fényadaptáció. Az ellenkező jelenség az alkalmazkodás a sötéthez. Az érzékenység növekedése sötétben fokozatos, a vizuális pigmentek sötét helyreállása miatt. Először a lombikok jodopszintartalma helyreáll. Ez kevés hatással van az érzékenységre. Ezután a rúd rodopszin helyreáll, ami nagymértékben növeli az érzékenységet. Az adaptáció szempontjából fontosak a retinaelemek közötti kapcsolatok változásának folyamatai is: a horizontális gátlás gyengülése, ami a sejtszám növekedéséhez vezet, jelek küldése a ganglion neuronnak. A központi idegrendszer befolyása is szerepet játszik. Ha az egyik szem meg van világítva, az csökkenti a másik szem érzékenységét.

Differenciális vizuális érzékenység. A Weber-törvény szerint az ember megkülönbözteti a világítási különbséget, ha az 1-1,5%-kal erősebb.

Fényerő kontraszt a vizuális neuronok kölcsönös oldalirányú gátlása miatt következik be. A világos háttéren lévő szürke csík sötétebbnek tűnik, mint a szürke sötét háttéren, mivel a világos háttérrel gerjesztett sejtek gátolják a szürke csík által gerjesztett sejteket.

Vakító fényerő. A túl erős fény okozza kellemetlen érzés vakság. A tükröződés felső határa a szem alkalmazkodásától függ. Minél hosszabb a sötét adaptáció, annál kevésbé okoz vakságot a fényerő.

A látás tehetetlensége. Vizuális érzés nem jelenik meg és azonnal eltűnik. Az irritációtól az észlelésig 0,03-0,1 másodperc kell. Az egymás után gyorsan következő irritációk egy szenzációvá egyesülnek. Minimális gyakoriság A fényingerek sorozatát, amelynél az egyes érzetek összeolvadása megtörténik, a villogás-fúzió kritikus frekvenciájának nevezzük. Erre épül a film. Érzések, amelyek az irritáció megszűnése után is folytatódnak - egymást követő képek (a lámpa képe a sötétben, miután lekapcsolták).

Színlátás.

A teljes látható spektrum az ibolyától (400 nm) a vörösig (700 nm).

Elméletek. Helmholtz háromkomponensű elmélete. A színérzékelést háromféle izzó biztosítja, amelyek a spektrum egy részére érzékenyek (piros, zöld vagy kék).

Hering elmélete. A lombikok fehér-fekete, vörös-zöld és sárga-kék sugárzásra érzékeny anyagokat tartalmaznak.

Egységes színes képek. Ha ránéz egy festett tárgyra, majd a fehér háttér, akkor a háttér további színt kap. Az ok a színadaptáció.

Színvakság. A színvakság olyan rendellenesség, amelyben lehetetlen megkülönböztetni a színeket. A Protanopia nem különbözteti meg a vörös színt. Deuteranópiával - zöld. A tritanópiához - kék. Polikromatikus táblázatok segítségével diagnosztizálták.

A színérzékelés teljes elvesztése az akromázia, amelyben minden a szürke árnyalataiban látható.

A tér érzékelése.

Látásélesség- a szem maximális képessége a tárgyak egyes részleteinek megkülönböztetésére. Egy normál szem két pontot különböztet meg, amelyek 1 perces szögben láthatók. Maximális élesség a területen makulafolt. Speciális táblázatok határozzák meg.

A hallás fontos az emberi életben, amely elsősorban a beszéd észlelésével függ össze. Az ember nem hall minden hangjelzést, csak azokat, amelyek számára biológiai és társadalmi jelentőséggel bírnak. Mivel a hang terjedő hullámok, amelyek fő jellemzői a frekvencia és az amplitúdó, a hallást ugyanazok a paraméterek jellemzik. A frekvenciát szubjektíven egy hang tonalitásaként, az amplitúdót pedig intenzitásaként és hangerejeként érzékeljük. Az emberi fül 20 Hz-től 20 000 Hz-ig terjedő frekvenciájú és 140 dB-ig terjedő intenzitású hangok érzékelésére képes (fájdalomküszöb). A legérzékenyebb hallás az 1-2 ezer Hz-es tartományba esik, i.e. a beszédjelek terén.

A hallóelemző perifériás része - a hallás szerve - a külső, a középső és a belső fülből áll (4. ábra).

Rizs. 4. Emberi fül: 1 – fülkagyló; 2 – külső hallójárat; 3 – dobhártya; 4 – Eustach-cső; 5 – kalapács; 6 – üllő; 7 – kengyel; 8 – ovális ablak; 9 – csiga.

Külső fül magába foglalja fülkagylóés külső hallójárat. Ezek a szerkezetek kürtként működnek, és a hangrezgéseket egy bizonyos irányba koncentrálják. A fülkagyló részt vesz a hang lokalizációjának meghatározásában is.

Középfül magában foglalja a dobhártyát és a hallócsontokat.

A külső fület a középfültől elválasztó dobhártya egy 0,1 mm vastag, különböző irányban futó rostokból szőtt septum. Alakjában egy befelé irányuló tölcsérre hasonlít. A dobhártya vibrálni kezd, amikor a hangrezgések áthaladnak a külső hallójáraton. A dobhártya rezgései a hanghullám paramétereitől függenek: minél nagyobb a hang frekvenciája és hangereje, annál nagyobb a frekvencia és az amplitúdó a dobhártya rezgésében.

Ezek a rezgések továbbadódnak a hallócsontoknak - a kalapácsnak, az incusnak és a stapesnek. A szalagok felülete az ovális ablak membránjával szomszédos. A hallócsontok egy karrendszert alkotnak egymás között, amely felerősíti a dobhártyából átvitt rezgéseket. A tapadók felületének a dobhártyához viszonyított aránya 1:22, ami ugyanilyen mértékben növeli a hanghullámok nyomását az ovális ablakhártyán. Ennek a körülménynek nagy jelentősége van, hiszen a dobhártyára ható gyenge hanghullámok is képesek leküzdeni az ovális ablakhártya ellenállását, és folyadékoszlopot indítanak el a fülkagylóban. Így a belső fülbe továbbított rezgési energia körülbelül 20-szorosára nő. Nagyon hangos hangoknál azonban ugyanaz a csontrendszer speciális izmok segítségével gyengíti a rezgések átadását.

A középső fület a belső fültől elválasztó falban az ovális mellett egy kerek ablak is található, szintén hártyával fedett. A fülkagylóban az ovális ablaknál fellépő és a fülkagyló járatain áthaladó folyadékoszcillációk csillapítás nélkül érik el a kerek ablakot. Ha ez a membrános ablak nem létezne, a folyadék összenyomhatatlansága miatt a rezgései lehetetlenek lennének.

A középfül ürege ezen keresztül kommunikál a külső környezettel fülkürt, amely biztosítja a légköri nyomáshoz közeli állandó nyomás fenntartását az üregben, amely a legkedvezőbb feltételeket teremti meg a dobhártya rezgésének.

Belső fül(labirintus) magában foglalja a halló és a vesztibuláris receptor apparátust. A belső fül halló része - a fülkagyló - egy spirálisan csavart, fokozatosan táguló csontcsatorna (emberben 2,5 fordulat, ütéshossz kb. 35 mm) (5. ábra).

A csontcsatornát teljes hosszában két membrán tagolja: egy vékonyabb vestibularis (Reissner) membrán és egy sűrűbb és rugalmasabb fő (basilaris, bazális) membrán. A cochlea tetején mindkét membrán össze van kötve, és van bennük egy nyílás - a helicotrema. A vestibularis és basilaris membránok a csontos csatornát három folyadékkal teli járatra vagy lépcsőre osztják.

A fülkagyló felső csatornája vagy scala vestibular az ovális ablakból indul ki, és a csiga csúcsáig tart, ahol a helicotremán keresztül érintkezik a cochlea alsó csatornájával, a scala tympanival, amely a csiga régiójában kezdődik. kerek ablak. A felső és alsó csatornák perilimfával vannak kitöltve, amely összetételében hasonlít a cerebrospinális folyadékra. A középső hártyás csatorna (scala cochlea) nem kommunikál más csatornák üregével, és endolimfával van kitöltve. A scala cochlea basilaris (fő) membránján található a cochlea receptor apparátusa - Corti szerv szőrsejtekből áll. A szőrsejtek felett tektoriális membrán található. Amikor a hangrezgések a hallócsontok rendszerén keresztül jutnak el a fülkagylóhoz, az utóbbi megrezegteti a folyadékot és ennek megfelelően a membránt, amelyen a szőrsejtek találhatók. A szőrszálak hozzáérnek a tektoriális membránhoz és deformálódnak, ami a receptorok gerjesztésének és a receptorpotenciál keletkezésének közvetlen oka. A receptorpotenciál egy mediátor, az acetilkolin felszabadulását idézi elő a szinapszisban, ami viszont akciós potenciálok kialakulásához vezet a hallóidegrostokban. Ezt a gerjesztést azután továbbítják a csiga spirális ganglionjának idegsejtjeibe, majd onnan a medulla oblongata hallóközpontjába - a cochlearis magokba. A cochlearis magok neuronjainak bekapcsolása után az impulzusok a következő sejtklaszterbe, a felső olivárium pontinum komplex magjaiba érkeznek. Minden afferens pályák a cochlearis magoktól és a superior oliva komplexum magjaitól a hátsó colliculusban vagy inferior colliculusban, a középagy hallóközpontjában végződnek. Innen ideg impulzusok bejutni a thalamus belső geniculate testébe, amelynek sejtjeinek folyamatai a hallókéreg felé irányulnak. A hallókéreg a halántéklebeny felső részén található, és magában foglalja a 41-es és 42-es területet (Brodmann szerint).

A felszálló (afferens) hallópálya mellett van egy leszálló centrifugális vagy efferens pálya is, amely a szenzoros áramlás szabályozására szolgál.

.Az auditív információ feldolgozásának elvei és a pszichoakusztika alapjai

A hang fő paraméterei a hang intenzitása (vagy hangnyomásszintje), frekvenciája, időtartama és a hangforrás térbeli elhelyezkedése. Milyen mechanizmusok állnak ezen paraméterek észlelésének hátterében?

Hangintenzitás receptor szinten a receptorpotenciál amplitúdója kódolja: minél hangosabb a hang, annál nagyobb az amplitúdó. De itt, mint a vizuális rendszerben, nem lineáris, hanem logaritmikus függés van. A vizuális rendszertől eltérően a hallórendszer egy másik módszert is használ - a gerjesztett receptorok számával történő kódolást (a különböző szőrsejtek eltérő küszöbszintje miatt).

A hallórendszer központi részein az intenzitás növekedésével rendszerint nő az idegimpulzusok gyakorisága. A központi idegsejtek esetében azonban nem az intenzitás abszolút szintje a legjelentősebb, hanem annak időbeli változásának jellege (amplitúdó-időbeli moduláció).

A hang rezgésének gyakorisága. A receptorok bekapcsolva alapmembrán szigorúan meghatározott sorrendben helyezkednek el: a cochlea ovális ablakához közelebb eső részen a receptorok a magas frekvenciákra, a csiga csúcsához közelebbi részen található membránok pedig az alacsony frekvenciákra. Így a hang frekvenciáját a receptor elhelyezkedése kódolja az alapmembránon. Ez a kódolási mód a fedő struktúrákban is megmaradt, hiszen ezek egyfajta „térkép” az alapmembránról, és az idegelemek egymáshoz viszonyított helyzete itt pontosan megfelel az alaphártyán lévőnek. Ezt az elvet aktuálisnak nevezik. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy az érzékszervi rendszer magas szintjein a neuronok már nem egy tiszta hangra (frekvenciára) reagálnak, hanem annak időbeni változására, i. bonyolultabb jelekre, amelyeknek általában ilyen vagy olyan biológiai jelentősége van.

Hang időtartama A tónusos neuronok kisülésének időtartama kódolja, amelyek az inger teljes időtartama alatt képesek gerjeszteni.

Térbeli hanglokalizáció főként ketten biztosítják különböző mechanizmusok. Aktiválásuk a hang frekvenciájától vagy hullámhosszától függ. Alacsony frekvenciájú jeleknél (kb. 1,5 kHz-ig) a hullámhossz kisebb, mint a belső távolság, ami emberben átlagosan 21 cm, ilyenkor a hanghullám eltérő érkezési időpontja miatt a forrás lokalizált minden fülnél az azimuttól függően. 3 kHz-nél nagyobb frekvenciákon a hullámhossz nyilvánvalóan kisebb, mint a fülek közötti távolság. Az ilyen hullámok nem keringhetnek a fej körül, ismételten visszaverődnek a környező tárgyakról és a fejről, elveszítve a hangrezgések energiáját. Ebben az esetben a lokalizációt elsősorban az interaurális intenzitásbeli különbségek miatt hajtják végre. Az 1,5 Hz-től 3 kHz-ig terjedő frekvenciatartományban az ideiglenes lokalizációs mechanizmus átvált az intenzitásbecslési mechanizmusra, és az átmeneti tartomány kedvezőtlennek bizonyul a hangforrás helyének meghatározásához.

A hangforrás helyének meghatározásakor fontos felmérni a távolságát. A probléma megoldásában a jelintenzitás jelentős szerepet játszik: minél nagyobb a távolság a megfigyelőtől, annál kisebb az észlelt intenzitás. Nagy távolságoknál (több mint 15 m) figyelembe vesszük a hozzánk eljutott hang spektrális összetételét: a magas frekvenciájú hangok gyorsabban csillapodnak, i.e. „fusson” rövidebb távot; az alacsony frekvenciájú hangok éppen ellenkezőleg, lassabban csillapodnak és tovább terjednek. Ez az oka annak, hogy a távoli forrásból származó hangok alacsonyabbnak tűnnek számunkra. A távolság megítélését jelentősen megkönnyítő egyik tényező a visszaverő felületekről érkező hangjel visszaverődése, pl. visszavert hang érzékelése.

A hallórendszer nemcsak álló, hanem mozgó hangforrás helyét is képes meghatározni. A hangforrás lokalizációjának megítélésének fiziológiai alapja a felső olivárium komplexumban, a dorsalis colliculusban, a geniculátum belső testében és a hallókéregben elhelyezkedő, úgynevezett mozgásérzékelő neuronok aktivitása. De a vezető szerepet itt a felső olajfák és a hátsó dombok illetik.

Kérdések és feladatok az önkontrollhoz

1. Tekintsük a hallószerv felépítését! Ismertesse a külső fül funkcióit!

2. Mi a szerepe középfül a hangrezgések átvitelében?

3. Tekintsük a cochlea és a Corti-szerv felépítését!

4. Mik azok a hallóreceptorok, és mi a gerjesztésük közvetlen oka?

5. Hogyan alakulnak át a hangrezgések idegimpulzusokká?

6. Ismertesse a halláselemző központi részeit!

7. Ismertesse a hangintenzitás kódolásának mechanizmusait a hallórendszer különböző szintjein?

8. Hogyan történik a hangfrekvencia kódolása?

9. Milyen mechanizmusokat ismer a hang térbeli lokalizációjára?

10. Milyen frekvenciatartományban érzékeli a hangokat az emberi fül? Miért vannak a legalacsonyabb intenzitási küszöbök az emberekben az 1–2 kHz tartományban?

A halláselemző (auditory sensor system) a második legfontosabb távoli emberi elemző. A hallás létfontosságú szerepet játszik az emberben az artikulált beszéd kialakulásában. Az akusztikus (hang)jelek különböző frekvenciájú és erősségű levegőrezgések. Stimulálják a belső fül cochleájában található hallóreceptorokat. A receptorok aktiválják az első hallási neuronokat, majd a szenzoros információkat szekvenciális struktúrákon keresztül továbbítják az agykéreg hallási területére (temporális régió).

A hallószerv (fül) a halláselemző egy perifériás része, amelyben a hallási receptorok találhatók. A fül szerkezetét és funkcióit a táblázat mutatja be. 12.2, ábra. 12.10.

12.2. táblázat.

A fül felépítése és funkciói

Fül rész	Szerkezet	Funkciók
Külső fül	Fülüreg, külső hallójárat, dobhártya	Védő (kénleadás). Hangokat rögzít és továbbít. Hanghullámok rezegtetik a dobhártyát, ami a hallócsontokat vibrálja.
Középfül	Levegővel töltött üreg, amely tartalmazza a hallócsontokat (kalapács, incus, tape) és az Eustachianus (halló) csövet	A hallócsontok 50-szer vezetik és erősítik fel a hangrezgéseket. A nasopharynxhez kapcsolódó Eustachian cső kiegyenlíti a dobhártyára nehezedő nyomást
Belső fül	Hallószerve: ovális és kerek ablakok, fülkagyló folyadékkal töltött üreggel és Corti szerve - hangvevő készülék	A Corti-szervben található hallásreceptorok a hangjeleket idegimpulzusokká alakítják, amelyek a hallóidegbe, majd az agykéreg hallózónájába jutnak.
	Az egyensúly szerve (vestibularis apparátus): három félkör alakú csatorna, otolitikus apparátus	Érzékeli a test helyzetét a térben, és impulzusokat továbbít a medulla oblongata felé, majd az agykéreg vestibularis zónájába; válaszimpulzusok segítenek fenntartani a test egyensúlyát

Rizs. 12.10. Szervek meghallgatás És egyensúlyi. A külső, középső és belső fül, valamint a vestibularis ideg halló- és vesztibuláris ága (VIII agyidegpár) a hallásszerv (Corti szerve) és az egyensúly (tarajok és foltok) receptorelemeiből nyúlik ki.

A hangátvitel és érzékelés mechanizmusa. A hangrezgéseket a fülkagyló veszi fel, és a külső hallójáraton keresztül továbbítja a dobhártyához, amely a hanghullámok frekvenciájának megfelelően rezegni kezd. A dobhártya rezgései a középfül csontjainak láncára és részvételükkel az ovális ablak membránjára kerülnek. Az előszoba ablak membránjának rezgései átkerülnek a perilimfára és az endolimfára, ami a fő membrán és a rajta található Corti szerv rezgését okozza. Ilyenkor a szőrsejtek szőrükkel érintik az integumentáris (tectorialis) membránt, és mechanikai irritáció hatására bennük gerjesztés lép fel, amely továbbadódik a vestibulocochlearis ideg rostjaiba (12.11. ábra).

Rizs. 12.11. Hártyás csatorna És spirál (Corti) szerv. A cochlearis csatorna a scala tympani és a vestibularis csatornára, valamint a membráncsatornára (középső scala) oszlik, amelyben Corti szerve található. A hártyás csatornát a scala tympanitól baziláris membrán választja el. Tartalmazza a spirális ganglion neuronjainak perifériás folyamatait, amelyek szinaptikus kapcsolatot képeznek a külső és belső szőrsejtekkel.

A Corti-szerv receptorsejtjeinek elhelyezkedése és szerkezete. A fő membránon kétféle receptor szőrsejt található: belső és külső, amelyeket Corti ívei választanak el egymástól.

A belső szőrsejtek egyetlen sorban helyezkednek el; ezek száma teljes hosszában hártyás csatorna eléri a 3500. A külső szőrsejtek 3-4 sorban vannak elrendezve; teljes számuk 12 000-20 000. Mindegyik szőrsejt hosszúkás alakú; egyik pólusa a főhártyára van rögzítve, a második a fülkagyló hártyás csatornájának üregében található. Ennek a rúdnak a végén szőrszálak vannak, ill stereocilia. Számuk minden belső cellán 30-40, és nagyon rövidek - 4-5 mikron; minden külső sejten a szőrszálak száma eléri a 65-120-at, vékonyabbak és hosszabbak. A receptorsejtek szőrszálait az endolimfa megmossa, és érintkezésbe kerül az integumentáris (tektoriális) membránnal, amely a szőrsejtek felett helyezkedik el a membráncsatorna teljes hosszában.

Az auditív vétel mechanizmusa. Hanghatásnak kitéve a fő membrán vibrálni kezd, a receptorsejtek leghosszabb szőrszálai (stereocilia) hozzáérnek az integumentum membránhoz és enyhén megbillennek. A szőrszálak több fokos eltérése az adott sejt szomszédos szőrszálainak csúcsát összekötő legvékonyabb függőleges szálak (mikrofilamentumok) feszültségéhez vezet. Ez a feszültség, tisztán mechanikusan, 1-5 ioncsatornát nyit meg a stereocilium membránban. A nyitott csatornán keresztül káliumion áram kezd befolyni a hajba. Egy csatorna nyitásához szükséges menet feszítőereje elhanyagolható, körülbelül 2·10 -13 newton. Ami még meglepőbbnek tűnik, az az, hogy az emberek által érzett leggyengébb hangok a szomszédos sztereocíliák csúcsait összekötő függőleges szálakat a hidrogénatom átmérőjének fele távolságra nyújtják.

Az a tény, hogy a hallóreceptor elektromos válasza már 100-500 μs (mikroszekundum) után eléri a maximumot, azt jelenti, hogy a membrán ioncsatornái közvetlenül a mechanikai inger hatására nyílnak meg, intracelluláris másodlagos hírvivők közreműködése nélkül. Ez megkülönbözteti a mechanoreceptorokat a sokkal lassabban ható fotoreceptoroktól.

A szőrsejt preszinaptikus végződésének depolarizációja egy neurotranszmitter (glutamát vagy aszpartát) felszabadulásához vezet a szinaptikus hasadékba. Az afferens rost posztszinaptikus membránjára hatva a mediátor a posztszinaptikus potenciál gerjesztését és az idegközpontokban terjedő impulzusok további generálását idézi elő.

Egy sztereocilium membránjában csak néhány ioncsatorna megnyitása nyilvánvalóan nem elegendő ahhoz, hogy megfelelő nagyságú receptorpotenciált hozzon létre. A szenzoros jel erősítésének fontos mechanizmusa a hallórendszer receptor szintjén az egyes szőrsejtek összes sztereokíliájának (körülbelül 100) mechanikai kölcsönhatása. Kiderült, hogy az egyik receptor összes sztereokíliája vékony keresztirányú filamentumok révén köteggé kapcsolódik. Ezért amikor egy vagy több hosszabb hajszál meghajlik, az összes többi szőrszálat magukkal húzzák. Ennek eredményeként minden szőrszál ioncsatornája megnyílik, megfelelő nagyságú receptorpotenciált biztosítva.

Binaurális hallás. Az embereknek és állatoknak van térbeli hallása, i.e. a hangforrás térbeli helyzetének meghatározásának képessége. Ez a tulajdonság a hallásanalizátor két szimmetrikus felének jelenlétén alapul (binaurális hallás).

A binaurális hallás élessége az emberben nagyon magas: körülbelül 1 szögfok pontossággal képes meghatározni a hangforrás helyét. Ennek fiziológiai alapja a hallásanalizátor idegi struktúráinak azon képessége, hogy a hangingerek interaurális (interaurális) különbségeit az egyes fülekhez való megérkezésük időpontja és intenzitása szerint értékeljék. Ha a hangforrás a fej középvonalától távol helyezkedik el, a hanghullám valamivel korábban és nagyobb erővel érkezik az egyik fülbe, mint a másikba. A hang testtől való távolságának felmérése a hang gyengülésével és hangszínének megváltozásával jár.

A hallásanalizátor a második legfontosabb elemző kognitív tevékenység személy. A hallórendszer a hangjelzések észlelésére szolgál, ami az artikulált beszéd észleléséhez kapcsolódóan különleges szerepet tulajdonít neki. Az a gyermek, aki kora gyermekkorában elveszíti hallását, a beszédkészségét is elveszíti.

Az auditív analizátor felépítése:

A perifériás rész a fülben lévő receptor apparátus (belső);

A vezető rész a hallóideg;

A központi rész az agykéreg (temporális lebeny) hallózónája.

A fül felépítése.

A fül a hallás és az egyensúly szerve, amely magában foglalja:

A külső fül a fülkagyló, amely rögzíti a hang rezgéseit, és a külső hallójáratba irányítja. A fülkagylót rugalmas porc alkotja, kívülről bőr borítja. A külső hallójárat úgy néz ki, mint egy 2,5 cm hosszú ívelt csatorna, bőrét szőrök borítják. A fülzsírt termelő mirigycsatornák a hallójáratba nyílnak. Mind a haj, mind a fülzsír védő funkciót lát el;

Középfül. A következőkből áll: dobhártya, dobüreg (levegővel), hallócsontok - malleus, incus, kengyel (hangrezgéseket továbbítja a dobhártyáról a belső fül ovális ablakába, megakadályozza annak túlterhelését), eustachian cső (összeköti a középfül üregét) a garattal). A dobhártya egy vékony rugalmas lemez, amely a külső és a középfül határán helyezkedik el. A malleus egyik végén a dobhártyához, a másik végén pedig az incushoz kapcsolódik, amely a kapcsokhoz kapcsolódik. A ragasztók az ovális ablakhoz csatlakoznak, amely elválaszt dobüreg a belső fülből. A hallócső (Eustachianus) köti össze a dobüreget a nasopharynxszel, belülről nyálkahártyával bélelt. Egyenlő nyomást tart fenn kívül és belül a dobhártyán.

A középfül külön van a belső fültől csontfal, amelyben két lyuk van (kerek ablak és ovális ablak);

Belső fül. A halántékcsontban található, és a csontos és hártyás labirintusok alkotják. A kötőszövet hártyás labirintusa a csontos labirintusban található. A csontos és hártyás labirintus között folyadék - perilimfa, a hártyás labirintus belsejében - endolimfa található.

A csontos labirintus a cochleából (hangvevő készülék), az előcsarnokból (rész vesztibuláris készülék) és három félkör alakú csatorna (a hallás és az egyensúly szerve). A hártyás labirintus a csontos labirintus belsejében található. Közöttük van egy folyadék - perilimfa, a hártyás labirintus belsejében pedig - endolimfa. A csiga membrán labirintusában található a Corti szerv - a hallásanalizátor receptor része, amely a hang rezgéseit átalakítja ideges izgalom. A csontos előcsarnok, amely a belső fül labirintusának középső részét képezi, két nyitott ablakok, ovális és kerek, amelyek összekötik a csontüreget a dobhártyával. Az ovális ablakot a lécek talpa zárja, a kerek ablakot pedig mozgatható rugalmas kötőszöveti lemez fedi.

Hangérzékelés: a hanghullámok a fülkagylón keresztül bejutnak a külső hallójáratba és a dobhártya oszcilláló mozgásait idézik elő - a dobhártya rezgései átkerülnek a hallócsontokra, amelyek mozgása a tapadók rezgését okozza, ami bezárja az ovális ablakot - a dobhártya rezgései az ovális ablak vibrálja a perilimfát, rezgései továbbadódnak - oszcillációs endolimfa, a fő membrán rezgését vonja maga után - a fő membrán és az endolimfa mozgása során a cochleán belüli integumentum membrán bizonyos erővel és frekvenciával érinti a receptorsejtek mikrobolyhjait , amelyek izgatottak - gerjesztés által hallóideg a kéreg alatti hallóközpontokba ( középagy) –– magasabb elemzésés a hallási ingerek szintézise ben történik kérgi központ hallási analizátor, amely a halántéklebenyben található. Itt megkülönböztetik a hang jellegét, erősségét és magasságát.