Auditív szenzoros rendszer felépítése és funkciói táblázat. A spirális szerv receptor sejtjeinek elhelyezkedése és szerkezete

Érzékelő rendszer (analizátor)- az idegrendszernek azt a részét nevezik, amely észlelő elemekből áll - szenzoros receptorok, idegpályák, amelyek a receptoroktól információt továbbítanak az agyba, és az agy azon részeit, amelyek feldolgozzák és elemzik ezeket az információkat.

Az érzékszervi rendszer 3 részből áll

1. Receptorok - érzékszervek

2. Vezető szakasz, amely összeköti a receptorokat az aggyal

3. Az információkat észlelő és feldolgozó agykéreg osztálya.

Receptorok- perifériás kapcsolat, amely külső ingerek észlelésére szolgál, ill belső környezet.

Az érzékszervi rendszereknek közös szerkezeti tervük van, és az érzékszervi rendszerekre jellemzőek

Rétegezés- több réteg idegsejtek, amelyek közül az első a receptorokhoz, az utóbbi pedig az agykéreg motoros területein lévő neuronokhoz kapcsolódik. A neuronok a feldolgozásra specializálódtak különböző típusokérzékszervi információ.

Többcsatornás- sok párhuzamos csatorna jelenléte az információ feldolgozásához és továbbításához, amely részletes jelelemzést és nagyobb megbízhatóságot biztosít.

Eltérő számú elem a szomszédos rétegekben, amely az úgynevezett "érzékelő tölcséreket" képezi (összehúzódó vagy bővülő) Biztosíthatják az információs redundancia kiküszöbölését, vagy fordítva, a jel jellemzőinek töredékes és komplex elemzését

Különbségtétel érzékszervi rendszer függőlegesen és vízszintesen. A vertikális differenciálódás az érzékelőrendszer több idegrétegből álló részeinek (szaglóhagymák, cochleáris magok, geniculate testek) kialakulását jelenti.

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

Az érzékszervi rendszer fő feladata az ingerek tulajdonságainak észlelése és elemzése, amelyek alapján érzetek, észlelések, reprezentációk keletkeznek. Ez alkotja a külvilág érzéki, szubjektív tükrözésének formáit.

Érzékszervi rendszerek funkciói

1. Jelfelismerés. Az evolúció folyamatában minden egyes érzékszervi rendszer alkalmazkodott a 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. Szemre gyakorolt ​​hatás (10 V -4 W). Elektromos áram (10V-11W)
2. Megkülönböztető jelek.
3. Jelátvitel vagy átalakítás. Bármely szenzoros rendszer úgy működik, mint egy jelátalakító. A ható inger egyik energiaformáját energiává alakítja ideges irritáció. A szenzoros rendszer nem torzíthatja az ingerjelet.

• Lehet térbeli
• Időbeli átalakulások
• információs redundancia korlátozása (a szomszédos receptorokat gátló gátló elemek bevonása)
• A jel lényeges jellemzőinek azonosítása

1. Információk kódolása - idegimpulzusok formájában
2. Jelérzékelés stb. e) egy viselkedési jelentőségű inger jeleinek kiemelése
3. Képfelismerés biztosítása
4. Alkalmazkodni az ingerekhez
5. Érzékszervi rendszerek kölcsönhatása, amelyek a környező világ sémáját alkotják, és egyben lehetővé teszik, hogy ezzel a sémával korreláljuk magunkat az alkalmazkodásunkhoz. Minden élő szervezet nem létezhet anélkül, hogy nem érzékeli az információkat környezet. Minél pontosabban fogadja a 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, ez okozza ízérzés- savanyú, ez az elektromos áram hatása. Az érzékszervi rendszer ilyen reakciója a megfelelő és nem megfelelő ingerekre felvetette a kérdést a fiziológiában: mennyire bízhatunk érzékszerveinkben.

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

Az érzetek minősége nem függ az inger természetétől, hanem teljes mértékben az érzékeny rendszerben rejlő fajlagos energia határozza meg, amely az inger hatására 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 egyetlen energiaforrás - az ATP - alapján keletkezik.

Müller tanítványa, Helmholtz alkotta meg szimbólumelmélet, mely szerint az érzeteket a környező világ szimbólumainak és tárgyainak tekintette. A szimbólumok elmélete tagadta a környező 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 mindenki a maga módján érzékeli a környező tárgyakat, jelenségeket. Objektívek lesznek, pl. ez azt jelenti, hogy a tudatunktól függetlenül léteznek. Mivel az észlelésnek szubjektivitása van, hogyan lehet eldönteni, hogy ki érzékeli a leghelyesebben? Hol lesz az igazság? Az igazság kritériuma az Gyakorlati tevékenységek. Van fokozatos tudás. Minden szakaszban kiderül új információ. A gyermek megkóstolja a játékokat, szétszedi őket részletekre. Ennek a mélyreható tapasztalatnak az alapján szerezünk mélyebb ismereteket a világról.

A receptorok osztályozása.

1. Elsődleges és másodlagos. primer receptorok a receptorvégződést képviselik, amelyet a legelső érzékeny neuron (Pacini-test, Meissner-test, Merkel-lemez, 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 közvetlen érintkezéssel – érintkezéssel – érzékelik a gerjesztést, míg mások bizonyos távolságból – távolról – érzékelik az irritációt.
3. Exteroreceptorok, interoreceptorok. Exteroreceptorok- irritációt észlel külső környezet- látás, ízlelés 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. Zsigeri
6. CNS receptorok
7. Speciális érzékszervi receptorok - látás, hallás, vesztibuláris, szagló, ízlelés

Az információ észlelésének természete szerint

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

A receptorok gerjesztésének mechanizmusai

Az elsődleges receptorok esetében az inger hatását az érzékeny neuron végződése érzékeli. Az aktív inger a receptorok felületi membránjának hiperpolarizációját vagy depolarizációját okozhatja, elsősorban a nátrium permeabilitás változása miatt. A nátriumionok permeabilitásának növekedése a membrán depolarizációjához vezet, és receptorpotenciál jelenik meg a receptor membránján. 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. Melenót terjeszt, kihalással. Amikor a receptorpotenciál elér egy kritikus küszöböt, akciós potenciált vált ki a Ranvier legközelebbi csomópontjában. Ranvier elfogásában akciós potenciál keletkezik, amely engedelmeskedik a "Mindent vagy semmit" törvénynek.Ez a potenciál terjedni fog.

A másodlagos receptorban az inger hatását a receptor sejt érzékeli. Ebben a sejtben receptorpotenciál keletkezik, amelynek eredményeként a sejtből egy mediátor szabadul fel a szinapszisba, amely az érzékeny rost posztszinaptikus membránjára hat, és a mediátor kölcsönhatása a receptorokkal egy másik, helyi potenciál, amelyet ún generátor. Tulajdonságait tekintve megegyezik a receptorral. Amplitúdóját a felszabaduló mediátor mennyisége határozza meg. Mediátorok - acetilkolin, glutamát.

Az akciós potenciálok időszakosan jelentkeznek, tk. refrakteritási periódus jellemzi őket, amikor a membrán elveszti az ingerlékenység tulajdonságát. Az akciós potenciálok diszkréten keletkeznek, és az érzékelőrendszer receptora analóg-diszkrét átalakítóként működik. A receptorokban alkalmazkodás figyelhető meg - alkalmazkodás az ingerek hatásához. Vannak, akik gyorsan, mások lassan alkalmazkodnak. Az adaptációval 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 számától függően lehetséges.

Az irritáció küszöbe és a szórakozás küszöbe.

Irritációs küszöb- a szenzációt okozó inger minimális erőssége.

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

A szőrsejtek izgatottak, ha a szőrszálak 10-11 méter - 0,1 amstrem -el elmozdulnak.

1934-ben Weber megfogalmazott egy törvényt, amely kapcsolatot teremt az irritáció kezdeti erőssége és az érzés 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 \u003d KI A fokozatban 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 - a retikuláris képződést. A szenzoros idegek összetételében efferens rostokat találtak, amelyek megváltoztathatják a receptorok érzékenységét. A hallószervben vannak olyan idegrostok.

Érzékszervi hallásrendszer

A legtöbb modern megállóhelyen élő ember hallása fokozatosan romlik. Ez az életkorral történik. Ezt elősegíti a környezeti hangok – járművek, diszkó stb. – általi szennyeződés. A hallókészülékben bekövetkezett változások visszafordíthatatlanokká válnak. Az emberi fül 2 érzékeny szervet tartalmaz. Hallás és egyensúly. A hanghullámok kompresszió és ritkulás 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 rezgések frekvenciájától függ, és az emberi fül 16-20 000 Hz-es frekvenciával érzékeli. 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, fütyülés formájában, amelyek telefonbeszélgetéskor eltűnnek, és ez tisztábbá teszi a beszédet.

A hangerőt 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 hajtóművének zaja - 160. A 120 dB-es hangteljesítmény kényelmetlenséget okoz, a 140 pedig fájdalmat okoz.

A hangszínt a hanghullámokon fellépő másodlagos rezgések határozzák meg. Rendezett rezgések – hozzon létre zenei hangokat. A véletlenszerű rezgések csak zajt okoznak. Ugyanaz a hang másképp hangzik különböző hangszerek különféle járulékos ingadozások miatt.

Az emberi fül 3 részből áll - külső, középső és belső. A külső fület a fülkagyló képviseli, amely hangfogó tölcsérként működik. Az emberi fül kevésbé tökéletesen veszi fel a hangokat, mint a nyúlé, egy lóé, amely képes irányítani a fülét. A fülkagyló alján porc található, a fülcimpa kivételével. porcszövet rugalmasságot és formát ad a fülnek. Ha a porc sérült, akkor növekedéssel helyreáll. Külső hallójárat S-alakú - belül, előre és lefelé, hossza 2,5 cm A hallójáratot bőr borítja, a külső része alacsony, a belső érzékenység magas. A hallójárat külső oldalán szőrszálak vannak, amelyek megakadályozzák a részecskék bejutását a hallójáratba. A hallójárat mirigyei sárga kenőanyagot termelnek, amely a hallójáratot is védi. A járat végén található a dobhártya, amely rostos rostokból áll, kívülről bőrrel, belül pedig nyálkahártyával. A dobhártya elválasztja a középső fület a külső fültől. Ingadozik az észlelt hang frekvenciájával.

A középső fület a dobüreg képviseli, amelynek térfogata körülbelül 5-6 csepp víz és dobüreg levegővel telt, nyálkahártyával bélelt és 3 hallócsontot tartalmaz: kalapácsot, üllőt és kengyelt A középfül az orrgarattal az Eustachianus cső segítségével kommunikál. Nyugalomban az Eustachianus cső lumenje zárva van, ami kiegyenlíti a nyomást. Gyulladásos folyamatok ami e cső gyulladásához vezet, torlódás érzését okozza. A középfül a belső fültől egy ovális és kerek nyílás választja el. A dobhártya rezgéseit a karrendszeren keresztül a kengyel továbbítja ovális ablak, és a külső fül levegő útján továbbítja a hangokat.

Különbség van a dobhártya és az ovális ablak területén (a dobhártya területe 70 mm négyzet, az ovális ablaké pedig 3,2 mm). Amikor a rezgéseket a membránról az ovális ablakra továbbítják, az amplitúdó csökken, és a rezgések erőssége 20-22-szeresére nő. 3000 Hz-ig terjedő frekvenciákon 60% E kerül átvitelre belső fül. A középfülben 2 izom van, amelyek megváltoztatják a rezgéseket: a dobhártya feszítő izom (a dobhártya központi részéhez és a kalapács nyeléhez kapcsolódik) - a kontrakciós erő növekedésével az amplitúdó csökken; kengyelizom - összehúzódásai korlátozzák a kengyel mozgását. Ezek az izmok megakadályozzák a dobhártya sérülését. A hangok levegőátvitelén kívül vannak csonttranszfer, de ez a hangerő nem képes a koponya csontjait rezgésbe hozni.

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 egy endolimfa. A fülkagyló a halló részhez tartozik, 2,5 fordulatot képez a központi tengely körül, és 3 létrára oszlik: vestibularis, dobhártya és hártyás. A vestibularis csatorna az ovális ablak membránjával kezdődik, és egy kerek ablakkal végződik. A cochlea csúcsán ez a 2 csatorna egy helicocream-szel kommunikál. És mindkét csatorna tele van perilimfával. Corti szerve a középső hártyás csatornában található. A fő membrán rugalmas szálakból épül fel, amelyek az alapnál kezdődnek (0,04 mm) és elérik a tetejét (0,5 mm). A tetejére a szálak sűrűsége 500-szor csökken. A Corti szerve a fő 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 sztereocilusok vagy kinocilusok, a legnagyobb sztereokilok találhatók. Az érzékrostok megközelítik a szőrsejteket 8 pár CHMN a spirális ganglionból. Ugyanakkor az izolált érzékeny rostok 90%-a a belső szőrsejteken köt ki. Belső szőrsejtenként akár 10 rost is konvergál. És a kompozícióban idegrostok vannak efferensek is (oliva-cochlearis köteg). A spirális ganglionból származó érzékszervi rostokon gátló szinapszisokat képeznek, és beidegzik a külső szőrsejteket. A Corti-szerv irritációja a csontok rezgésének az ovális ablakra való átvitelével jár. Alacsony frekvenciájú rezgések terjednek az ovális ablaktól a fülkagyló tetejéig (a teljes főmembrán érintett) Alacsony frekvenciákon a fülkagyló tetején fekvő szőrsejtek gerjesztése figyelhető meg. Bekashi a hullámok terjedését tanulmányozta egy fülkagylóban. Úgy találta, hogy a gyakoriság növekedésével egy kisebb folyadékoszlop szívódott be. A magas frekvenciájú hangok nem érinthetik a teljes folyadékoszlopot, így minél magasabb a frekvencia, annál kevésbé ingadozik a perilimfa. A fő membrán oszcillációi előfordulhatnak a hangok hártyacsatornán történő átvitele során. Amikor a fő membrán oszcillál, a szőrsejtek felfelé mozognak, 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 a külső szőrsejteken lévő Ash segítségével történik. Ezek a sejtek változtathatják hosszukat: a hiperpolarizáció során megrövidülnek, a polarizáció során pedig megnyúlnak. 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 a cerebrospinális folyadékra, és az endolimfa is magas koncentráció K (150 mmol). Ezért az endolimfa pozitív töltést szerez a perilimfának (+80 mV). A szőrsejtek sok K-t tartalmaznak; van nekik Membránpotenciál belül negatív töltésű, kívül pozitív töltésű (MP = -70mV), és a potenciálkülönbség lehetővé teszi, hogy a K az endolimfából a szőrsejtekbe behatoljon. Egy hajszál helyzetének megváltoztatásával 200-300 K-csatorna nyílik meg és depolarizáció következik be. A záródást hiperpolarizáció kíséri. Cortiban test megy frekvenciakódolás a fő membrán különböző részeinek gerjesztése miatt. Ugyanakkor kimutatták, hogy az alacsony frekvenciájú hangokat a hanggal azonos számú idegimpulzus kódolja. Az ilyen kódolás 500 Hz-ig terjedő hang érzékelésével lehetséges. A hanginformáció kódolása a rostok röpülésének számának növelésével érhető el az intenzívebb hang érdekében, valamint az aktivált idegrostok számának köszönhetően. 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 távoznak emelkedő ösvények az oldalsó hurok részeként, amelyek megközelítik a quadrigemina inferior gumóit és a thalamus opticus geniculate medialis testét. Ez utóbbiból a jel a felső temporális gyrusba (Geshl gyrus) kerül. Ez megfelel a 41. és 42. mezőnek (elsődleges zóna) és a 22. mezőnek (másodlagos zóna). A központi idegrendszerben a neuronok topotonikus szerveződése van, vagyis a hangokat érzékelik eltérő frekvenciaés különböző intenzitású. kérgi központ hatással van az észlelésre, a hangszekvenciára és a térbeli lokalizációra. A 22-es mezőny legyőzésével 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 felsőbbrendű olajbogyó mediális magja rögzíti a bevitel időbeli különbségeit hangjelzések. Azt találták, hogy mindkét fülből érkező jelek ugyanazon észlelő neuron különböző dendritrendszereibe jutnak be. Szabálysértés auditív észlelés irritáció esetén fülzúgást okozhat belső fül vagy hallóidegés kétféle süketség: vezetőképes és ideges. Az első a külső és a középfül elváltozásaihoz (viaszdugó), a második a belső fül hibáihoz és a hallóideg elváltozásaihoz kapcsolódik. Az idősek elvesztik a magas hangok észlelésének 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 érzékelése során a retikuláris képződés és az efferens rostok (a külső szőrsejtekre ható) adaptáció fejleszthető.

vizuális rendszer.

A látás egy több linkből álló folyamat, amely a képnek a szem retinájára történő vetítésével kezdődik, majd a fotoreceptorok gerjesztése, átvitel és átalakulás következik be az idegi rétegekben. vizuális rendszerés azzal ér véget, hogy a magasabb kérgi részlegek döntést hoznak a vizuális képről.

A szem optikai apparátusának 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 megegyezik a 100 cm-es gyújtótávolságú lencse törőképességével.A szem törőereje távoli tárgyak nézésekor 59D, közeliek 70,5D. A retinán fordított kép képződik.

Szállás- a szem alkalmazkodása a különböző távolságokban lévő tárgyak tiszta látásához. A lencse nagy szerepet játszik az akkomodációban. A közeli tárgyak figyelembevételekor a ciliáris izmok összehúzódnak, a zinn szalagja ellazul, a lencse rugalmassága miatt domborúbbá válik. A távoliak figyelembevételekor az izmok ellazulnak, a szalagok megfeszülnek, és megnyújtják a lencsét, ezáltal laposabbá válik. A ciliáris izmokat az oculomotoros ideg paraszimpatikus rostjai beidegzik. 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 szenilis távollátás alakul ki.

A szem fénytörési anomáliái.

Rövidlátás (rövidlátás). Ha a szem hossztengelye túl hosszú, vagy a lencse törőereje megnő, akkor a kép a retina elé fókuszál. Az ember nem lát jól. Konkáv lencsés szemüveget írnak elő.

Távollátás (hipermetrópia). A szem fénytörő közegének csökkenésével vagy a szem hossztengelyének lerövidülésével alakul ki. Ennek eredményeként a kép a retina mögé fókuszál, és a személy nehezen látja a közeli tárgyakat. Konvex lencsés szemüveget írnak elő.

Az asztigmatizmus a szaruhártya nem szigorúan gömb alakú felülete miatt a különböző irányú sugarak egyenetlen fénytörése. Ezeket a hengereshez közelítő felületű üvegek kompenzálják.

Tanuló és pupillareflex. A pupilla az írisz közepén lévő lyuk, amelyen keresztül a fénysugarak a szembe jutnak. A pupilla javítja a retinán lévő kép tisztaságát azáltal, hogy növeli a szem mélységélességét és megszünteti gömbi aberráció. Ha letakarja a szemét a fény elől, majd kinyitja, a pupilla gyorsan szűkül - a pupillareflex. Erős fényben a méret 1,8 mm, átlagosan - 2,4, sötétben - 7,5. A nagyítás gyengébb képminőséget eredményez, de növeli az érzékenységet. A reflexnek adaptív értéke van. A szimpatikus pupilla kitágul, a paraszimpatikus pupilla szűkül. Nál nél egészséges méretek mindkét tanuló egyforma.

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

Pigmentáris - fekete színű folyamathámsejtek sora. Funkciói: árnyékolás (megakadályozza a fény szórását és visszaverődését, növeli az átlátszóságot), 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 lombikok felelősek színlátás, van belőlük 6-7 millió Alkonyathoz való botok, 110-123 millió darab van.Egyenlőtlenül helyezkednek el. NÁL NÉL üreg- csak lombik, itt - a legnagyobb látásélesség. A rudak érzékenyebbek, mint a lombik.

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

vizuális pigmentek. Rudakban - rodopszin 500 nm-es abszorpcióval. 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. A fénykvantum elnyelésekor a cisz-retinális transz-retinálissá alakul. Ez térbeli változásokat okoz a pigment fehérje részében. A pigment színtelenné válik, és metarodopszin II-vé alakul, amely képes kölcsönhatásba lépni a membránhoz kötött transzducin fehérjével. A transzducin aktiválódik, és a GTP-hez kötődik, aktiválva a foszfodiészterázt. A PDE elpusztítja a cGMP-t. Ennek eredményeként a cGMP koncentrációja csökken, ami az ioncsatornák bezárásához vezet, míg a nátrium koncentrációja csökken, ami hiperpolarizációhoz és egy receptorpotenciál megjelenéséhez vezet, amely a sejtben a preszinaptikus terminálisig terjed, és a glutamát felszabadulás.

A receptor kezdeti sötét állapotának helyreállítása. Amikor a metarodopszin elveszti a tranducinnal való kölcsönhatási képességét, a cGMP-t szintetizáló guanilát-cikláz aktiválódik. A guanilát-ciklázt a cserefehérje által a sejtből kilökődő kalcium koncentrációjának csökkenése aktiválja. Ennek eredményeként a cGMP koncentrációja megemelkedik, és ismét az ioncsatornához kötődik, megnyitva azt. Nyitáskor a nátrium és a kalcium bejut a sejtbe, depolarizálja a receptormembránt, sötét állapotba hozza, ami ismét felgyorsítja a mediátor felszabadulását.

retina neuronok.

A fotoreceptorok szinaptikusan kapcsolódnak a bipoláris neuronokhoz. A neurotranszmitterre ható fény hatására a mediátor felszabadulása csökken, ami a bipoláris neuron hiperpolarizációjához vezet. A bipoláris jel a ganglionba kerül. A sok fotoreceptorból származó impulzusok egyetlen ganglion neuronhoz konvergálnak. A szomszédos retina neuronok interakcióját horizontális és amakrin sejtek biztosítják, amelyek jelei megváltoztatják a receptorok és a bipoláris (vízszintes), illetve a bipoláris és ganglionális (amakrin) közötti szinaptikus transzmissziót. Az amakrin sejtek oldalirányú gátlást végeznek 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. Ezek folyamatai a kompozícióban vannak látóideg, részleges keresztezést kell végrehajtani (szükséges, hogy minden félteke információval szolgáljon minden szemből), és a látótraktus részeként az agyba kerül, bejutva a talamusz oldalsó geniculate testébe (3. neuron). A talamusztól - a kéreg vetületi zónájába, a 17. mezőbe. Itt van a 4. neuron.

vizuális funkciók.

Abszolút érzékenység. A vizuális érzés megjelenéséhez szükséges, hogy a fényinger minimális (küszöb) energiával rendelkezzen. 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 adaptáció.

A vizuális szenzoros rendszer alkalmazkodása az erős megvilágítás körülményeihez - fényadaptáció. Az ellenkező jelenség alkalmazkodás a sötéthez. Az érzékenység növekedése sötétben fokozatos, a vizuális pigmentek sötét helyreállása miatt. Először a jodopszin lombikot feloldják. Kevés hatással van az érzékenységre. Ezután a pálcikák rodopszinja 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. Az egyik szem megvilágítása csökkenti a másik szem érzékenységét.

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

Fényerő kontraszt az optikai neuronok kölcsönös oldalirányú gátlása miatt következik be. A világos háttéren lévő szürke csík sötétebbnek tűnik, mint a szürke csík a sötéten, mivel a világos háttér által gerjesztett sejtek gátolják a szürke csík által gerjesztett sejteket.

Vakító fényerő. A túl erős fény okozza kellemetlen érzés vakság. Felső határ a vakító fényerő a szem alkalmazkodásától függ. Minél hosszabb volt a sötét adaptáció, annál kevésbé okoz vakító fényt.

Látás tehetetlensége. A vizuális érzés megjelenik és azonnal eltűnik. Az irritációtól az érzékelésig 0,03-0,1 másodperc telik el. Az egymást gyorsan követő ingerek egyetlen szenzációvá egyesülnek. A fényingerek minimális ismétlődési sebessége, amelynél a fúzió megtörténik egyéni érzések, az úgynevezett kritikus villódzás fúziós frekvenciája. Erre épül a mozi. Az irritáció megszűnése után is fennmaradó érzések szekvenciális képek (egy 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, a spektrum egy részére érzékeny izzó (piros, zöld vagy kék) biztosítja.

Göring 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. Protanopia esetén a vörös szín nem különböztethető meg. Deuteranópiával - zöld. Tritanópiával - kék. Polikromatikus táblázatok alapján diagnosztizálják.

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

A tér érzékelése.

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

hang hullámok a közeg mechanikai rezgései eltérő frekvenciaés amplitúdója. Ezeket a rezgéseket hangokként érzékeljük, amelyek hangmagasságban és hangerőben különböznek.

Auditív analizátorunk képes érzékelni a hangrezgéseket a 16 Hz és 20 000 Hz közötti frekvenciatartományban. Minta halk hang(125 Hz) - a hűtőszekrény zümmögése, és magas hang (5000 Hz) - szúnyogcsikorgás. A 16 Hz alatti (infrahang) és a 20 000 Hz feletti (ultrahang) frekvenciák nem okoznak bennünk hangérzetet. Azonban az infrahang és az ultrahang is hatással van szervezetünkre. A hanghullámok intenzitását a hangok erősségeként érzékeljük. Mértékegységük bel (decibel): a halk suttogás hangereje 10 decibel, a hangos kiáltás hangereje 80-90 decibel, a 130 decibeles hang pedig okoz. erőteljes fájdalom a fülekben.

A dobhártyán légüreg található - középfül. Ez kapcsolódik fülkürt a garattal, és azon keresztül - a szájüreggel. Ezek a csatornák összekötik a külső környezetet a középfüllel, és biztosítékként működnek, amely megvédi a sérülésektől. Általában az Eustachianus cső bejárata zárva van, csak nyeléskor nyílik meg. Ha a középfül túlzott nyomás alatt van a hanghullámok hatására, elég kinyitni a száját és inni egy kortyot: a középfül nyomását összehasonlítjuk a légköri nyomással.

A középfül egy erősítő, amely képes megváltoztatni a dobhártyából a belső fülbe továbbított hanghullámok amplitúdóját. Hogyan történik ez? A dobhártyából kis csontok lánca húzódik, amelyek mozgathatóan kapcsolódnak egymáshoz: kalapács, üllő és kengyel. A malleus fogantyúja a dobhártyához van rögzítve, míg a kengyel egy másik membránhoz támaszkodik. Ez a lyuk membránja, amelyet ovális ablaknak neveznek - ez a határ a középső és a belső fül között.

A dobhártya rezgései mozgást okozni hallócsontok, amelyek megnyomják az ovális ablak membránját, és az oszcillálni kezd. Területében ez a membrán sokkal kisebb, mint a dobhártya, ezért nagyobb amplitúdóval ingadozik. Az ovális ablakmembrán megnövekedett rezgései a belső fülbe továbbítódnak.

A belső fül mély halántékcsont koponyák. Itt található a fülkagylónak nevezett speciális eszközben a halláselemző készülék receptora. A cochlea egy csontos csatorna, amely két hosszanti membránt tartalmaz. Az alsó (bazális) membránt sűrű kötőszövet, a felsőt pedig egy vékony réteg alkotja. A membránok a cochlearis csatornát három részre osztják - a felső, a középső és az alsó csatornákra. A fürtök tetején lévő alsó és felső csatorna egymással kombinálva van, a középső pedig egy zárt üreg. A csatornák folyadékkal vannak feltöltve: az alsó és a felső csatorna perilimfával, a középső csatorna pedig endolimfával, amely a perilimfa mentén viszkózus. A felső csatorna az ovális ablaktól indul, az alsó pedig egy lekerekített ablakkal végződik, amely az ovális ablak alatt található. Az ovális ablak membránjának rezgései átkerülnek a perilimfára, és hullámok keletkeznek benne. A felső és alsó csatornákon keresztül terjednek, elérve a lekerekített ablak membránját.

A halláselemző készülék receptor apparátusának felépítése

Milyen következményekkel jár a hullámok mozgása a perilimfában? Ennek kiderítéséhez vegye figyelembe a hallásanalizátor receptor apparátusának szerkezetét. A középső csatorna bazális membránján, teljes hosszában található az úgynevezett corto-szerv - receptorokat és tartósejteket tartalmazó apparátus. Minden receptorsejt legfeljebb 70 kinövést - szőrszálat - tartalmaz. A szőrsejtek felett található az integumentáris membrán, amely érintkezik a szőrszálakkal. A Corti szerve részekre oszlik, amelyek mindegyike felelős egy bizonyos frekvenciájú hullámok érzékeléséért.

A tekercs csatornáiban található folyadék egy átviteli kapcsolat, amely a hangrezgések energiáját továbbítja a cortivi szerv integumentáris membránjához. Amikor a hullámot a perilimfa mozgatja a felső csatornában, a közte és a középső csatorna között lévő vékony membrán meghajlik, az endolimfára hat, és az integumentáris membránt a szőrsejtekbe nyomja. A mechanikai hatásra - a szőrszálakat megnyomva - a receptorokban jelek képződnek, amelyeket továbbítanak az érzékeny neuronok dendritjeihez. Ezekben a neuronokban idegimpulzusok keletkeznek, amelyek az axonok mentén továbbítják, amelyek a hallóidegbe egyesülnek. központi osztály hangelemző. Az általunk észlelt hang magasságát az határozza meg, hogy Corti szervének melyik részéből származott a jel.

A halláselemző központi része

Idegi impulzusok számára érzékeny neuronok hallóidegek bejutnak az agytörzs számos magjába, ahol elsődleges feldolgozás jeleket, majd - a talamuszba, és onnan - a kéreg időbeli régiójába (hallózóna). Itt a kéreg asszociatív zónáinak részvételével hallási ingereket ismerünk fel, és hangérzeteink vannak. A jelfeldolgozás minden szintjén vannak vezető utak, amelyeken keresztül folyamatos információcsere zajlik a szimmetrikusan elhelyezkedő magok között, amelyek a bal és a jobb fül központi szerkezetéhez tartoznak.

A hallás fontos az emberi életben, amely elsősorban a beszéd észleléséhez kapcsolódik. Az ember nem hall minden hangjelzést, csak azokat, amelyek számára biológiai és társadalmi jelentőséggel bírnak. Mivel a hang egy terjedő hullám, amelynek fő jellemzői a frekvencia és az amplitúdó, ezért a hallást ugyanazok a paraméterek jellemzik. A frekvenciát szubjektíven a hang tonalitásaként, az amplitúdót pedig intenzitásaként, hangosságaként érzékeljük. Az emberi fül képes érzékelni a 20 Hz-től 20 000 Hz-ig terjedő frekvenciájú és akár 140 dB intenzitású hangokat (fájdalomküszöb). A legfinomabb hallás az 1-2 ezer Hz-es tartományban rejlik, 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 hallónyílás; 3 - dobhártya; 4 - Eustach-cső; 5 - kalapács; 6 - üllő; 7 - kengyel; 8 - ovális ablak; 9 - csiga.

külső fül Tartalmazza a fülkagylót és a külső hallójáratot. 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 a külső hallójáraton áthaladó hangrezgések hatására. A membrán rezgései a hanghullám paramétereitől függenek: minél nagyobb a hang frekvenciája és hangereje, annál nagyobb a frekvencia és annál nagyobb a dobhártya oszcillációinak amplitúdója.

Ezek a rezgések a hallócsontokra – a kalapácsra, az üllőre és a kengyelre – jutnak át. A kengyel felülete az ovális ablak membránjával szomszédos. A hallócsontok egy karrendszert alkotnak egymás között, amely felerősíti a dobhártyából átvitt rezgéseket. A kengyel felületének a dobhártyához viszonyított aránya 1:22, ami ugyanennyivel növeli a hanghullámok nyomását az ovális ablak membránján. Ennek a körülménynek nagy jelentősége van, hiszen a dobhártyára ható gyenge hanghullámok is képesek leküzdeni az ovális ablak membránjának ellenállását és mozgásba hozni a fülkagylóban a folyadékoszlopot. 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 középfület a belsőtől elválasztó falban az ovális mellett egy szintén membránnal lezárt kerek ablak is található. A fülkagylóban lévő folyadék ingadozása, amely az ovális ablakból indult ki és a fülkagyló járatai mentén haladt át, csillapítás nélkül eléri a kerek ablakot. Ha ez az ablak a membránnal nem létezne, a folyadék összenyomhatatlansága miatt a rezgései lehetetlenek lennének.

A középfül ürege ezen keresztül kommunikál a külső környezettel fülkürt, amely biztosítja a légkörhöz közeli állandó nyomás fenntartását az üregben, ami a legtöbbet hozza létre kedvező feltételek a dobhártya rezgésére.

belső fül(labirintus) magában foglalja a halló és a vesztibuláris receptor apparátust. A belső fül halló része - a cochlea egy spirálisan csavart, fokozatosan bővülő csontcsatorna (emberben 2,5 fordulat, a lökethossz körülbelül 35 mm) (5. ábra).

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

A fülkagyló felső csatornája vagy scala vestibularis az ovális ablakból indul ki, és a csiga tetejéig tart, ahol a helicotremán keresztül kommunikál a csiga 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 folyadékhoz. A középső hártyás csatorna (scala cochlea) nem kommunikál más csatornák üregével, és endolimfával van kitöltve. A cochlearis scala basilaris (alap) membránján található a cochlea receptor apparátusa - Corti szerve szőrsejtekből áll. A szőrsejtek felett található az integumentáris (tektoriális) membrán. Amikor a hangrezgéseket a hallócsontok rendszerén keresztül a fülkagylóba továbbítják, az utóbbiban rezeg a folyadék és ennek megfelelően a membrán, amelyen a szőrsejtek találhatók. A szőrszálak hozzáérnek a tektoriális membránhoz és deformálódnak, ami a receptorok gerjesztésének és a receptorpotenciál keletkezésének közvetlen oka. A receptorpotenciál a neurotranszmitter, az acetilkolin felszabadulását idézi elő a szinapszisban, ami viszont akciós potenciálok kialakulásához vezet a hallóideg rostjaiban. Továbbá ez a gerjesztés a csiga spirális ganglionjának idegsejtjeibe kerül, onnan pedig a medulla oblongata hallóközpontjába - a cochleáris magokba. A cochlearis magok neuronjainak bekapcsolása után az impulzusok a következő sejtklaszterbe - a felső olivar pontinus komplex magjaiba - mennek. A cochlearis magokból és a superior oliva komplexum magjaiból származó összes afferens útvonal a hátsó colliculusban vagy inferior colliculusban, a középagy hallóközpontjában végződik. Innen idegimpulzusok jutnak be a talamusz belső geniculate testébe, melynek sejtjeinek folyamatai a hallókéregbe kerülnek. A hallókéreg a halántéklebeny felső részén található, és magában foglalja a 41. és 42. mezőt (Brodman szerint).

A felszálló (afferens) hallópálya mellett van egy leszálló centrifugális vagy efferens pálya is, amely az érzékszervi 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 a receptorok szintjén 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 rendszerrel ellentétben a hallórendszer egy másik módszert is alkalmaz - a gerjesztett receptorok számával történő kódolást (a különböző szőrsejtek eltérő küszöbszintje miatt).

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

A hang rezgésének frekvenciája. A bazális membrán receptorai szigorúan meghatározott sorrendben helyezkednek el: a cochlea ovális ablakához közelebb eső részen a receptorok a magas frekvenciákra reagálnak, a membránnak a felső részhez közelebbi részén találhatók. a cochlea alacsony frekvenciákra reagál. Így a hang frekvenciáját a receptor elhelyezkedése kódolja az alapmembránon. Ez a kódolási mód megmaradt a fedő struktúrákban is, hiszen ezek a fő membrán egyfajta „térképei”, és az idegelemek egymáshoz viszonyított helyzete itt pontosan megegyezik az alapmembránon lévővel. 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. összetettebb jelekre, amelyeknek általában van ilyen vagy olyan biológiai jelentése.

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

Térbeli hanglokalizáció elsősorban két különböző mechanizmus biztosítja. Befoglalásuk a hang frekvenciájától vagy hullámhosszától függ. Alacsony frekvenciájú jeleknél (kb. 1,5 kHz-ig) a hullámhossz kisebb, mint az interaurális távolság, ami egy emberre átlagosan 21 cm. Ebben az esetben a forrás lokalizált a hang eltérő érkezési időpontja miatt hullám mindkét fülnél, az azimuttól függően. 3 kHz-nél nagyobb frekvenciákon a hullámhossz nyilvánvalóan kisebb, mint az interaurális távolság. Az ilyen hullámok a fejet nem tudják megkerülni, többször visszaverődnek a környező tárgyakról és a fejről, miközben elvesztik 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 időbeli lokalizációs mechanizmus az intenzitásbecslési mechanizmusra változik, és az átmeneti tartomány kedvezőtlennek bizonyul a hangforrás helyének meghatározásához.

A hangforrás helyének meghatározásakor fontos felmérni a távolságát. A probléma megoldásában jelentős szerepet játszik a jel intenzitása: minél nagyobb a távolság a megfigyelőtől, annál kisebb az észlelt intenzitás. Nagy távolságoknál (több mint 15 m) figyelembe vesszük a hozzánk jutott hang spektrális összetételét: a magas frekvenciájú hangok gyorsabban halkulnak el, pl. "fusson" rövidebb távolságot, az alacsony frekvenciájú hangok éppen ellenkezőleg, lassabban halkulnak el és tovább terjednek. Ezért a távoli forrás által kibocsátott hangok alacsonyabbnak tűnnek számunkra. A távolság megítélését nagymértékben 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 olivarkomplexumban, a hátsó colliculusokban, a geniculátum belső testében és a hallókéregben elhelyezkedő úgynevezett mozgásérzékelő neuronok aktivitása. De a vezető szerep itt a felső olajbogyóé és a hátsó domboké.

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 történik a hangrezgések átalakítása idegimpulzusokká?

6. Ismertesse a halláselemző központi részeit!

7. Ismertesse a hangintenzitás kódolás mechanizmusait! különböző szinteken hallórendszer?

8. Hogyan történik a hangfrekvencia kódolása?

9. Milyen térbeli hanglokalizációs mechanizmusokat ismer?

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

A külső környezet hangjelzései (hangkibocsátása) (főleg különböző frekvenciájú és erősségű légrezgések), beleértve a beszédjeleket is. Ez a funkció a következők részvételével valósul meg: lényeges komponens, amely egy nehéz evolúciós utat járt be.

A hallásérzékelési rendszer a következő részekből áll:

• a perifériás szakasz, amely egy komplex speciális szerv, amely a külső, a középső és a belső fülből áll;
• konduktív osztály - a vezetési osztály első neuronja, amely a fülkagyló spirális csomójában található, a belső fül receptoraitól kap, innen érkezik az információ a rostjai mentén, azaz a hallóideg mentén (8 pár koponya). idegek) a medulla oblongata második neuronjához, és a decussáció után a rostok egy része a hátsó colliculus harmadik neuronjához, egy része pedig a magokhoz - a belső geniculate testhez - megy;
• a kérgi szakaszt a negyedik neuron képviseli, amely az elsődleges (projektív) hallómezőben és a kéregben helyezkedik el, és az érzet megjelenését biztosítja, és a hanginformációk bonyolultabb feldolgozása a közelben található másodlagos hallótérben történik, amely felelős. az információ észlelésének és felismerésének kialakítására. A kapott információ az alsó parietális zóna tercier mezőjébe kerül, ahol integrálódik más információformákkal.

A hallás egy emberi érzékszerv, amely képes érzékelni és megkülönböztetni a hanghullámokat, amelyek váltakozó tömítésekből és 16-20 000 Hz-es frekvenciájú levegő ritkaságból állnak. 1 Hz (hertz) frekvencia egyenlő 1 oszcillációval 1 másodperc alatt). Az infrahangokat (20 Hz-nél kisebb frekvencia) és az ultrahangokat (20 000 Hz-nél nagyobb frekvencia) az emberi fül nem képes érzékelni.

Az emberi halláselemző három részből áll:

A belső fülben lévő receptor készülék;

Idegpályák (nyolcadik agyidegepár);

A hallás központja, amely az agykéreg temporális lebenyeiben található.

A hallóreceptorok (fonoreceptorok vagy a Corti szerve) a belső fül cochleájában találhatók, amely a halántékcsont piramisában található. A hangrezgések, mielőtt elérnék a hallóreceptorokat, áthaladnak a hallószerv hangvezető és hangerősítő eszközeinek rendszerén, amelyek hasonlóak a fülhöz.

A fül viszont 3 részből áll: külső, .

A külső fül a hangok rögzítésére szolgál, és a fülkagylóból és a külső hallónyílásból áll. A fülkagylót rugalmas porc alkotja, kívülről bőr borítja, alul pedig egy redő egészíti ki, amelyet zsírszövettel töltenek ki, és lebenynek nevezik.

A külső hallónyílás legfeljebb 2,5 cm hosszú, vékony szőrű bőrrel kilökődik és módosul verejtékmirigyek, amelyek zsírsejtekből álló fülzsírt termelnek, és a fülüreg portól és víztől való védelmét látják el. A külső hallójárat a dobhártyával végződik, amely képes a hanghullámok érzékelésére.

dobüregből és a hallócsőből (Eustachianus) áll. A külső és a középfül határán van a dobhártya, amelyet kívülről hám, belül pedig nyálkahártya borít. A dobhártyához közeledő hangrezgések hatására az ugyanolyan frekvencián rezeg. TÓL TŐL belül A membrán tartalmazza a dobüreget, amelyen belül egymással összefüggő hallócsontok találhatók: a kalapács (a dobhártyához tapad), az üllő és a kengyel (bezárja a belső fül előcsarnokának ovális ablakát). A dobhártyából származó rezgések a csontrendszeren keresztül a belső fülbe jutnak. A hallócsontokat úgy helyezték el, hogy olyan karokat képezzenek, amelyek csökkentik a hangrezgések tartományát, de hozzájárulnak azok erősítéséhez.

A páros Eustachianus csövek összekötik a belső bal és jobb fül üregét a nasopharynxszel, ami segít egyensúlyt teremteni a légkör és a hang között. nyitott száj) nyomás a dobhártyán kívül és belül.

A belső fül a halántékcsont piramisának üregében található, és csontos és hártyás labirintusra oszlik. Az első egy csontos üreg, amely az előcsarnokból, három félkör alakú csatornából (az egyensúlyszerv vesztibuláris apparátusának helye, amelyről később lesz szó) és a belső fül göndöréből áll. A membrános labirintust kötőszövet alkotja, és a csontos labirintusok üregeiben található tubulusok összetett rendszere. A belső fül minden ürege folyadékkal van feltöltve, amit a hártyás labirintus közepén endolimfának, kívül pedig perilimfának neveznek. Az előcsarnokban két hártyás test található: kerek és ovális zsákok. Az ovális zsákból (bibe) a három félkör alakú csatorna hártyás labirintusai indulnak öt lyukkal, amelyek a vestibularis apparátust alkotják, a hártyás cochlearis csatorna pedig a kerek zsákhoz kapcsolódik.

A belső fül göndörsége a fülkagyló legfeljebb 35 mm hosszúságú csontközi labirintusa, amelyet a hosszanti bazális és szinoviális (Reissner) membránok a vestibularis vagy előcsarnoki létrákra osztanak (az előcsarnok ovális ablakától indulva), a dobhártya létrák (kerek ablakkal, vagy másodlagos dobhártyával végződnek, amely lehetővé teszi a perilimfa ingadozását) és a középső lépcsők vagy hártyás cochlearis csatorna kötőszöveti. A fülkagyló tetején lévő vestibularis és dobhártya üregeit (amely 2,5 fordulatnyi a tengelye körül) egy vékony csatorna (gechicotrema) köti össze, és a jelek szerint perilimfával és a membrán cochlearis csatorna üregével vannak feltöltve. tele van endolimfával. A hártyás cochlearis csatorna közepén egy hangérzékelő készülék található, amelyet spirálnak, vagy Corti-szervnek (Corti-szerv) neveznek. Ennek a szervnek van egy fő (alap) membránja, amely körülbelül 24 ezer rostos rostból áll. A fő membránon (Plate), ennek mentén számos támasztó és 4 sor szőr (érzékeny) sejt található, amelyek hallási receptorok. A Corti-szerv második szerkezeti része az integumentáris, vagy rostos lemez, amely a szőrsejtek felett lóg, és amelyet oszlopsejtek, vagy Corti-botok támasztanak alá. sajátos jellemzője szőrsejtek jelenléte mindegyik tetején akár 150 szőrszál (mikrobolyhok). Egy sor (3,5 ezer) belső és 3 sor (legfeljebb 20 ezer) külső szőrsejtek különböztethetők meg, amelyek érzékenységi szintjükben különböznek (gerjesztéshez). belső sejtek több energiára van szükség, mivel a szőrszálaik szinte egyáltalán nem érintkeznek az integumentum lemezzel). A külső szőrsejtek szőrszálait az endolimfa mossa, és közvetlenül érintkezik az integumentáris lemez anyagával, és részben belemerül. A szőrsejtek alapjait a hallóideg spirális ágának idegfolyamatai borítják. A medulla oblongata (a VIII. agyidegpár magjának zónájában) tartalmazza a hallójárat második neuronját. Továbbá ez az út a középagy chotirigorbicus testének (tetőjének) alsó gumóihoz vezet, és részben keresztezve a talamusz mediális geniculate testeinek szintjén, a benne lévő elsődleges hallókéreg (elsődleges hallómezők) központjaihoz vezet. a bal és a jobb felső részének Sylvia sulcus vidékén temporális lebenyek agykérget. A tonalitást, hangszínt, intonációt és a hangok egyéb árnyalatait megkülönböztető, az aktuális információkat az emberi emlékezetben lévőkkel (hangképek "említését" biztosító) asszociatív hallási mezők szomszédosak és jelentős területet fednek le.

A hallásszerv számára a rugalmas testek rezgéséből származó hanghullámok megfelelő ingert jelentenek. A levegőben, vízben és más közegekben fellépő hangrezgéseket periodikusra (melyeket hangoknak nevezünk, és magas és alacsony) és nem periodikusra (zaj) osztunk. Az egyes hanghangok fő jellemzője a hanghullám hossza, amely megfelel egy bizonyos frekvenciájú (számú) oszcilláció 1 másodperc alatt. A hanghullám hosszát úgy határozzuk meg, hogy a hang által I másodpercben megtett utat elosztjuk a hangzó test által ugyanabban az időben végrehajtott teljes rezgések számával. A megjelölés szerint, emberi fül képes érzékelni a 16-20000 Hz-es hangrezgéseket, amelyek erősségét decibelben (dB) fejezzük ki. A hang erőssége a levegőrészecskék rezgésének tartományától (amplitúdójától) függ, és a hangszín (szín) jellemzi. A fül az 1000 és 4000 Hz közötti rezgési frekvenciájú hangokra a legnagyobb ingerlékenységgel rendelkezik. E mutató alatt és felett a fül ingerlékenysége csökken.

A modern fiziológiában a hallás rezonáns elmélete elfogadott, amelyet egykor K. L. Helmholtz javasolt (1863). A külső hallójáratba belépő levegő hanghullámai a dobhártya rezgéseit idézik elő, ami aztán a hallócsontrendszerbe továbbítódik, amely a dobhártya ezen hangrezgéseit mechanikusan 35-40-szeresére erősíti, majd a kengyelen, ill. az előcsarnok ovális ablaka a vestibularis üregben lévő perilimfára és a göndör dobüreg lépcsőire. A perilimfa fluktuációi viszont szinkron ingadozásokat okoznak a cochlearis csatorna üregében lévő endolimfában. Ez okozza a bazális (fő) membrán megfelelő rezgéseit, amelynek szálai különböző hosszúságúak, különböző hangokra hangolódnak, és valójában különböző hangrezgésekkel együtt vibráló rezonátorok halmazát képviselik. A legrövidebb hullámokat a fő membrán alján észlelik, a leghosszabbat pedig a tetején.

A főmembrán megfelelő rezonáló szakaszainak oszcillációja során a rajta elhelyezkedő bazális és érzékeny szőrsejtek is rezegnek. A szőrsejtek terminális mikrobolyhjai deformálódnak az integumentáris lemezről, ami hallásérzés gerjesztéséhez vezet ezekben a sejtekben, és az idegimpulzusok további átviteléhez a cochlearis ideg rostjai mentén a központi idegrendszer felé. idegrendszer. Mivel a fő membrán rostos rostjai nem teljesen izolálódnak, a szőrszálak és a szomszédos sejtek egyszerre kezdenek vibrálni, ami felhangokat kelt (a rezgések száma okozta hangérzetek, amelyek 2, 4, 8 stb. .-szer nagyobb, mint a fő hang rezgéseinek száma). Ez az effekt határozza meg a hangérzetek hangerejét és polifóniáját.

Erős hangoknak való hosszan tartó expozíció esetén a hangelemző ingerlékenysége csökken, hosszú csendben tartózkodás esetén pedig nő, ami a hallás alkalmazkodását tükrözi. A legnagyobb alkalmazkodás a magasabb hangok zónájában figyelhető meg.

A túlzott és hosszan tartó zaj nem csak halláskárosodáshoz vezet, hanem mentális zavarokat is okozhat az emberekben. A zajnak specifikus és nem specifikus hatásai vannak az emberi szervezetre. Specifikus hatás halláskárosodásban nyilvánul meg változó mértékbenés nem specifikus - az autonóm reaktivitás különböző rendellenességeiben, funkcionális állapot szív- és érrendszeri és emésztőrendszer, endokrin rendellenességek stb. Fiatal és középkorúakban 90 dB-es zajszintnél, ami egy órán át tart, az agykéreg sejtjeinek ingerlékenysége csökken, a mozgáskoordináció, a látásélesség, a tiszta látás stabilitása zavart, a a vizuális és hallási-motoros reakciók látens időszaka. Ugyanilyen időtartamú munkavégzés esetén 95-96 dB-es zajszint mellett még több súlyos jogsértések agyi parafa dinamika, transzcendentális gátlás alakul ki, a vegetatív funkciók zavarai felerősödnek, az izomteljesítmény mutatói (állóképesség, fáradtság) és a teljesítménymutatók jelentősen romlanak. A hosszan tartó, 120 dB-t is elérő zajterhelés a fentieken kívül neuraszténiás megnyilvánulások formájában is zavarokat okoz: ingerlékenység, fejfájás, álmatlanság, rendellenességek jelentkeznek. endokrin rendszer. Ilyen körülmények között a szív- és érrendszer állapotában is jelentős változások következnek be: az erek tónusa megzavarodik, a szívösszehúzódások ritmusa megzavarodik, a vérnyomás megemelkedik.

A zaj különösen negatív hatással van a gyermekekre és a serdülőkre. A halló- és egyéb analizátorok funkcionális állapotának romlása megfigyelhető azoknál a gyerekeknél, akik már „iskolai” zaj hatása alatt állnak, amelynek intenzitási szintje az iskola fő helyiségeiben 40-50 dB között mozog. A tantermekben az átlagos zajintenzitás szintje 50-80 dB, a szünetekben ill. edzőtermek a műhelyek pedig elérhetik a 95-100 dB-t. Fontosság az "iskolai" zaj csökkentésében higiénikusan helyes hely tantermek az iskola épületében, valamint hangszigetelő anyagok alkalmazása a jelentős zajt keltő helyiségek dekorációjában.

A cochlearis szerv a gyermek születése óta működik, de az újszülötteknél viszonylagos süketség lép fel a fülük szerkezeti jellemzőivel: a dobhártya vastagabb, mint a felnőtteknél, és szinte vízszintesen helyezkedik el. Az újszülötteknél a középfül ürege tele van magzatvízzel, ami megnehezíti a hallócsontok rezgését. A gyermek életének első 1,5-2 hónapjában ez a folyadék fokozatosan feloldódik, helyette a hallócsöveken (Eustachisvi) keresztül levegő jut be a nasopharynxből. halló trombita gyermekeknél szélesebb és rövidebb (2-2,5 cm), mint a felnőtteknél (3,5-4 cm), ami kedvező feltételeket teremt a mikrobák, nyálka és folyadék bejutásához regurgitáció, hányás, orrfolyás során a középfül üregébe, ami középfülgyulladást (középfülgyulladást) okozhat.

A 2. hónap végén, a 3. hónap elején válik. Az élet második hónapjában a gyermek már képes lesz megkülönböztetni a különböző hangszíneket, 3-4 hónapos korában kezdi megkülönböztetni a hangmagasságot 1-4 oktáv tartományban, és 4-5 hónapos korban a hangokat. feltételes reflexingerekké válnak. Az 5-6 hónapos gyermekek képessé válnak arra, hogy aktívabban reagáljanak anyanyelvük hangjaira, míg a nem specifikus hangokra adott válaszok fokozatosan eltűnnek. 1-2 éves korukban a gyerekek szinte minden hangot képesek megkülönböztetni.

Felnőtteknél az érzékenységi küszöb 10-12 dB, 6-9 éves gyermekeknél 17-24 dB, 10-12 éveseknél - 14-19 dB. A legnagyobb hallásélesség közepes és idősebb gyermekeknél érhető el iskolás korú. A gyerekek jobban érzékelik az alacsony hangokat.