Struktura i funkcja układu słuchowego układu czuciowego. Lokalizacja i struktura komórek receptorowych narządu spiralnego

System czujników (analizator)- nazywają część układu nerwowego, składającą się z elementów percepcyjnych - receptorów czuciowych, ścieżek nerwowych, które przekazują informacje z receptorów do mózgu oraz części mózgu przetwarzających i analizujących te informacje

System sensoryczny składa się z 3 części

1. Receptory – narządy zmysłów

2. Sekcja przewodnika, która łączy receptory z mózgiem

3. Oddział kory mózgowej, który odbiera i przetwarza informacje.

Receptory- łącze peryferyjne zaprojektowane do odbierania bodźców z zewnątrz lub środowisko wewnętrzne.

Systemy sensoryczne mają wspólny plan strukturalny, a systemy sensoryczne charakteryzują się:

Warstwy- wiele warstw komórki nerwowe, z których pierwszy jest związany z receptorami, a drugi z neuronami w obszarach motorycznych kory mózgowej. Neurony specjalizują się w przetwarzaniu różne rodzaje informacje sensoryczne.

Wielokanałowy- obecność wielu równoległych kanałów do przetwarzania i przesyłania informacji, co zapewnia szczegółową analizę sygnału i większą niezawodność.

Różna liczba elementów w sąsiednich warstwach, które tworzą tzw. „lejki czujnikowe” (skurczające lub rozszerzające) Mogą zapewnić eliminację nadmiarowości informacji lub odwrotnie, ułamkową i złożoną analizę cech sygnału

Różnicowanie system wykrywania w pionie i poziomie. Różnicowanie pionowe oznacza tworzenie części układu czuciowego, składającego się z kilku warstw neuronalnych (opuszki węchowe, jądra ślimakowe, ciała kolankowate).

Zróżnicowanie poziome reprezentuje obecność różnych właściwości receptorów i neuronów w tej samej warstwie. Na przykład pręciki i czopki w siatkówce oka przetwarzają informacje inaczej.

Głównym zadaniem układu sensorycznego jest percepcja i analiza właściwości bodźców, na podstawie których powstają wrażenia, percepcje i reprezentacje. Stanowi to formy zmysłowego, subiektywnego odbicia świata zewnętrznego.

Funkcje systemów sensorycznych

1. Wykrywanie sygnału. Każdy system sensoryczny w procesie ewolucji przystosował się do percepcji odpowiednich bodźców tkwiących w tym systemie. Układ sensoryczny, na przykład oko, może odbierać różne - odpowiednie i nieodpowiednie podrażnienia (światło lub uderzenie w oko). Systemy sensoryczne odbierają siłę - oko odbiera 1 foton światła (10 V -18 W). Uderzenie w oko (10 V -4 W). Prąd elektryczny (10V-11W)
2. Sygnały wyróżniające.
3. Transmisja lub konwersja sygnału. Każdy system sensoryczny działa jak przetwornik. Zamienia jedną formę energii działającego bodźca na energię nerwowe podrażnienie. Układ sensoryczny nie może zniekształcać sygnału bodźca.

• Może być przestrzenny
• Przekształcenia czasowe
• ograniczenie nadmiarowości informacji (włączenie elementów hamujących hamujących sąsiednie receptory)
• Identyfikacja istotnych cech sygnału

1. Kodowanie informacji - w postaci impulsów nerwowych
2. Wykrywanie sygnału itp. e. podkreślanie oznak bodźca o znaczeniu behawioralnym
3. Zapewnij rozpoznawanie obrazu
4. Dostosuj się do bodźców
5. Interakcja systemów sensorycznych, które tworzą schemat otaczającego świata i jednocześnie pozwalają nam skorelować się z tym schematem, dla naszej adaptacji. Wszystkie żywe organizmy nie mogą istnieć bez percepcji informacji od środowisko. Im dokładniej organizm otrzyma takie informacje, tym większe będą jego szanse w walce o byt.

Systemy sensoryczne są w stanie reagować na niewłaściwe bodźce. Jeśli spróbujesz zacisków akumulatora, spowoduje to wrażenia smakowe- kwaśny, to działanie prądu elektrycznego. Taka reakcja układu sensorycznego na odpowiednie i nieadekwatne bodźce rodziła dla fizjologii pytanie - na ile możemy ufać swoim zmysłom.

Johann Müller sformułowany w 1840 r. prawo specyficznej energii narządów zmysłów.

Jakość doznań nie zależy od charakteru bodźca, ale jest całkowicie zdeterminowana przez specyficzną energię tkwiącą w czułym systemie, która jest uwalniana pod wpływem bodźca.

Dzięki takiemu podejściu możemy tylko wiedzieć, co jest w nas samych, a nie to, co jest w otaczającym nas świecie. Kolejne badania wykazały, że wzbudzenia w dowolnym układzie sensorycznym powstają w oparciu o jedno źródło energii - ATP.

uczeń Müllera Helmholtz stworzył teoria symboli, zgodnie z którym uważał doznania za symbole i przedmioty otaczającego świata. Teoria symboli negowała możliwość poznania otaczającego świata.

Te dwa kierunki nazwano idealizmem fizjologicznym. Czym jest sensacja? Uczucie jest subiektywnym obrazem obiektywnego świata. Uczucia są obrazami świata zewnętrznego. Istnieją w nas i są generowane przez działanie rzeczy na nasze narządy zmysłów. Dla każdego z nas ten obraz będzie subiektywny, tj. zależy to od stopnia naszego rozwoju, doświadczenia, a każda osoba na swój sposób postrzega otaczające przedmioty i zjawiska. Będą obiektywne, tj. to znaczy, że istnieją niezależnie od naszej świadomości. Skoro istnieje subiektywność percepcji, jak zdecydować, kto postrzega najlepiej? Gdzie będzie prawda? Kryterium prawdy jest Zajęcia praktyczne. Jest stopniowa wiedza. Na każdym etapie się okazuje Nowa informacja. Dziecko smakuje zabawki, rozkłada je na części. To na podstawie tego głębokiego doświadczenia zdobywamy głębszą wiedzę o świecie.

Klasyfikacja receptorów.

1. Pierwszy i drugi. receptory pierwotne reprezentują zakończenie receptora, które tworzy pierwszy wrażliwy neuron (ciałko Paciniego, ciałko Meissnera, krążek Merkel, ciałko Ruffiniego). Ten neuron leży w zwój kręgosłupa. Receptory wtórne postrzegać informacje. Dzięki wyspecjalizowanym komórkom nerwowym, które następnie przekazują pobudzenie do włókna nerwowego. Wrażliwe komórki narządów smaku, słuchu, równowagi.
2. Zdalny i kontaktowy. Niektóre receptory odbierają pobudzenie przy bezpośrednim kontakcie - kontakt, podczas gdy inne mogą odczuwać podrażnienie z pewnej odległości - dalekie
3. Exteroreceptory, interoreceptory. Zewnętrzne receptory- odczuwać podrażnienie z otoczenie zewnętrzne- wzrok, smak itp. i zapewniają adaptację do otoczenia. Interoreceptory- receptory narządów wewnętrznych. Odzwierciedlają stan narządów wewnętrznych i wewnętrzne środowisko organizmu.
4. Somatyczny - powierzchowny i głęboki. Powierzchowne - skóra, błony śluzowe. Głębokie – receptory mięśni, ścięgien, stawów
5. Trzewiowy
6. Receptory OUN
7. Receptory zmysłów specjalnych - wzrokowe, słuchowe, przedsionkowe, węchowe, smakowe

Z natury percepcji informacji

1. Mechanoreceptory (skóra, mięśnie, ścięgna, stawy, narządy wewnętrzne)
2. Termoreceptory (skóra, podwzgórze)
3. Chemoreceptory (łuk aorty, zatoka szyjna, rdzeń przedłużony, język, nos, podwzgórze)
4. Fotoreceptor (oko)
5. Receptory bólu (nocyceptywne) (skóra, narządy wewnętrzne, błony śluzowe)

Mechanizmy wzbudzania receptorów

W przypadku receptorów pierwotnych działanie bodźca jest odbierane przez zakończenie wrażliwego neuronu. Aktywny bodziec może powodować hiperpolaryzację lub depolaryzację błony powierzchniowej receptorów, głównie na skutek zmian przepuszczalności sodu. Wzrost przepuszczalności dla jonów sodu prowadzi do depolaryzacji błony i na błonie receptora pojawia się potencjał receptora. Istnieje tak długo, jak działa bodziec.

Potencjał receptora nie przestrzega prawa „Wszystko albo nic”, jego amplituda zależy od siły bodźca. Nie ma okresu refrakcji. Pozwala to na sumowanie potencjałów receptora pod działaniem kolejnych bodźców. Rozprzestrzenia meleno, z wyginięciem. Kiedy potencjał receptora osiąga krytyczny próg, wyzwala potencjał czynnościowy w najbliższym węźle Ranvier. W przechwyceniu Ranviera powstaje potencjał czynnościowy, który jest posłuszny prawu „Wszystko albo nic”, który będzie się rozprzestrzeniał.

W receptorze wtórnym działanie bodźca jest odbierane przez komórkę receptora. W komórce tej powstaje potencjał receptorowy, co spowoduje uwolnienie mediatora z komórki do synapsy, który działa na błonę postsynaptyczną wrażliwego włókna, a oddziaływanie mediatora z receptorami prowadzi do powstania kolejnego, lokalnego potencjał, który nazywa się generator. Jest identyczny w swoich właściwościach z receptorem. Jego amplituda zależy od ilości uwolnionego mediatora. Mediatory – acetylocholina, glutaminian.

Potencjały czynnościowe występują okresowo, tk. charakteryzują się okresem ogniotrwałości, kiedy membrana traci właściwość pobudliwości. Potencjały czynnościowe powstają dyskretnie, a receptor w układzie sensorycznym działa jak przetwornik analogowo-dyskretny. W receptorach obserwuje się adaptację - adaptację do działania bodźców. Niektóre adaptują się szybko, a inne powoli. Wraz z adaptacją zmniejsza się amplituda potencjału receptora i liczba impulsów nerwowych, które przechodzą wzdłuż wrażliwego włókna. Receptory kodują informacje. Jest to możliwe dzięki częstotliwości potencjałów, grupowaniu impulsów w oddzielne salwy i odstępach między salwami. Kodowanie jest możliwe w zależności od liczby aktywowanych receptorów w polu receptywnym.

Próg irytacji i próg rozrywki.

Próg podrażnienia- minimalna siła bodźca wywołującego wrażenie.

Próg rozrywki- minimalna siła zmiany bodźca, przy której pojawia się nowe odczucie.

Komórki rzęsate są podekscytowane, gdy włosy są przesunięte o 10 do -11 metrów - 0,1 amstrem.

W 1934 Weber sformułował prawo, które ustala związek między początkową siłą podrażnienia a intensywnością doznań. Pokazał, że zmiana siły bodźca jest wartością stałą

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

Fechner ustalił, że odczucie jest wprost proporcjonalne do logarytmu podrażnienia.

S=a*logR+b S-uczucie R- podrażnienie

S \u003d KI w A stopień I - siła podrażnienia, K i A - stałe

Dla receptorów dotykowych S=9,4*I d 0,52

Systemy sensoryczne mają receptory do samoregulacji wrażliwości receptorów.

Wpływ układu współczulnego - układ współczulny zwiększa wrażliwość receptorów na działanie bodźców. Jest to przydatne w sytuacji zagrożenia. Zwiększa pobudliwość receptorów - tworzenie siatkowate. W składzie nerwów czuciowych znaleziono włókna odprowadzające, które mogą zmieniać wrażliwość receptorów. W narządzie słuchowym są takie włókna nerwowe.

Zmysłowy system słuchu

U większości ludzi żyjących w nowoczesnym przystanku słuch stopniowo się pogarsza. Dzieje się tak z wiekiem. Sprzyja temu zanieczyszczenie dźwiękami otoczenia – pojazdów, dyskotek itp. Zmiany w aparacie słuchowym stają się nieodwracalne. Ludzkie uszy zawierają 2 wrażliwe narządy. Słuch i równowaga. Fale dźwiękowe rozchodzą się w postaci kompresji i rozrzedzenia w ośrodkach elastycznych, a propagacja dźwięków w ośrodkach gęstych jest lepsza niż w gazach. Dźwięk ma 3 ważne właściwości- wysokość lub częstotliwość, moc lub intensywność i barwa. Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości drgań, a ludzkie ucho odbiera z częstotliwością od 16 do 20 000 Hz. Z maksymalną czułością od 1000 do 4000 Hz.

Główna częstotliwość dźwięku krtani mężczyzny wynosi 100 Hz. Kobiety - 150 Hz. Podczas rozmowy pojawiają się dodatkowe dźwięki o wysokiej częstotliwości w postaci syczenia, gwizdania, które znikają podczas rozmowy przez telefon, co sprawia, że ​​mowa jest wyraźniejsza.

Moc akustyczna zależy od amplitudy drgań. Moc akustyczna jest wyrażona w dB. Władza jest relacją logarytmiczną. Mowa szeptana - 30 dB, mowa normalna - 60-70 dB. Odgłos transportu - 80, hałas silnika samolotu - 160. Moc dźwięku 120 dB powoduje dyskomfort, a 140 prowadzi do bólu.

Barwę określają drgania wtórne fal dźwiękowych. Uporządkowane wibracje - twórz dźwięki muzyczne. Przypadkowe wibracje powodują tylko hałas. Ta sama nuta brzmi inaczej różne instrumenty z powodu różnych dodatkowych wahań.

Ucho ludzkie składa się z 3 części - ucha zewnętrznego, środkowego i wewnętrznego. Ucho zewnętrzne jest reprezentowane przez małżowinę uszną, która działa jak lejek wyłapujący dźwięk. Ludzkie ucho odbiera dźwięki mniej perfekcyjnie niż ucho królika, konia, który potrafi kontrolować swoje uszy. U podstawy małżowiny usznej znajduje się chrząstka, z wyjątkiem małżowiny usznej. tkanka chrzęstna nadaje uchu elastyczność i kształt. Jeśli chrząstka jest uszkodzona, zostaje przywrócona przez wzrost. Zewnętrzny kanał uszny W kształcie litery S - wewnątrz, do przodu i do dołu, długość 2,5 cm Kanał uszny pokryty jest skórą o niskiej wrażliwości części zewnętrznej i wysokiej wrażliwości wewnętrznej. Na zewnątrz kanału słuchowego znajdują się włoski, które zapobiegają przedostawaniu się cząstek do kanału słuchowego. Gruczoły kanału słuchowego wytwarzają żółty smar, który również chroni kanał słuchowy. Na końcu przejścia znajduje się błona bębenkowa, która składa się z włókien włóknistych pokrytych z zewnątrz skórą, a od wewnątrz śluzem. Bębenek oddziela ucho środkowe od ucha zewnętrznego. Zmienia się wraz z częstotliwością odbieranego dźwięku.

Ucho środkowe jest reprezentowane przez jamę bębenkową, której objętość wynosi około 5-6 kropli wody i jama bębenkowa wypełniony powietrzem, wyłożony błoną śluzową i zawiera 3 kosteczki słuchowe: młotek, kowadełko i strzemię.Ucho środkowe komunikuje się z nosogardłem za pomocą trąbki Eustachiusza. W spoczynku światło trąbki Eustachiusza jest zamknięte, co wyrównuje ciśnienie. Procesy zapalne prowadzące do zapalenia tej rury powodują uczucie zatkania. Ucho środkowe jest oddzielone od ucha wewnętrznego owalnym i okrągłym otworem. Drgania błony bębenkowej przenoszone są przez system dźwigni przy strzemieniu do owalne okno, a ucho zewnętrzne przekazuje dźwięki drogą powietrzną.

Występuje różnica w powierzchni błony bębenkowej i okienka owalnego (powierzchnia błony bębenkowej to kwadrat 70 mm, a okienka owalnego 3,2 mm). Gdy drgania są przenoszone z membrany na okno owalne, amplituda maleje, a siła drgań wzrasta 20-22 razy. Przy częstotliwościach do 3000 Hz 60% E jest przesyłane do Ucho wewnętrzne. W uchu środkowym znajdują się 2 mięśnie, które zmieniają drgania: napinacz błony bębenkowej (przyczepiony do środkowej części błony bębenkowej i rękojeści młoteczka) – wraz ze wzrostem siły skurczu amplituda maleje; mięsień strzemion - jego skurcze ograniczają ruch strzemienia. Mięśnie te zapobiegają uszkodzeniom błony bębenkowej. Oprócz przenoszenia dźwięków drogą powietrzną istnieją transfer kości, ale ta moc dźwięku nie jest w stanie wywołać wibracji kości czaszki.

ucho wewnętrzne

ucho wewnętrzne to labirynt połączonych rurek i przedłużeń. Organ równowagi znajduje się w uchu wewnętrznym. Labirynt ma podstawa kostna, a wewnątrz znajduje się błoniasty labirynt i endolimfa. Ślimak należy do części słuchowej, tworzy 2,5 zwoju wokół osi środkowej i jest podzielony na 3 drabiny: przedsionkową, bębenkową i błoniastą. Kanał przedsionkowy zaczyna się błoną okienka owalnego i kończy okienkiem okrągłym. Na wierzchołku ślimaka te 2 kanały komunikują się za pomocą helikokremu. I oba te kanały są wypełnione perylimfą. Narząd Cortiego znajduje się w środkowym kanale błoniastym. Główna membrana zbudowana jest z elastycznych włókien, które zaczynają się u podstawy (0,04mm) i sięgają do góry (0,5mm). Do góry gęstość włókien zmniejsza się 500 razy. Organ Cortiego znajduje się na głównej błonie. Zbudowany jest z 20-25 tysięcy specjalnych komórek rzęsatych znajdujących się na komórkach podporowych. Komórki rzęsate leżą w 3-4 rzędach (zewnętrzny rząd) iw jednym rzędzie (wewnętrzny). Na szczycie komórek rzęsatych znajdują się stereociles lub kinocylia, największe stereociles. Włókna czuciowe zbliżają się do komórek rzęsatych 8 pary CHMN ze spiralnego zwoju. Jednocześnie 90% izolowanych wrażliwych włókien trafia do wewnętrznych komórek rzęsatych. W wewnętrznej komórce włosa zbiega się do 10 włókien. A w składzie włókna nerwowe istnieją również eferentne (wiązka oliwkowo-ślimakowa). Tworzą hamujące synapsy na włóknach czuciowych ze zwoju spiralnego i unerwiają zewnętrzne komórki rzęsate. Podrażnienie narządu Cortiego wiąże się z przenoszeniem drgań kości na owalne okienko. Drgania o niskiej częstotliwości rozchodzą się od okienka owalnego do górnej części ślimaka (zaangażowana jest cała główna błona).Przy niskich częstotliwościach obserwuje się pobudzenie komórek rzęsatych leżących na szczycie ślimaka. Bekashi badał propagację fal w ślimaku. Odkrył, że wraz ze wzrostem częstotliwości wciągana była mniejsza kolumna cieczy. Dźwięki o wysokiej częstotliwości nie mogą obejmować całej kolumny płynu, więc im wyższa częstotliwość, tym mniej fluktuacji perylimfy. Podczas przenoszenia dźwięków kanałem błoniastym mogą wystąpić drgania błony głównej. Kiedy główna błona oscyluje, komórki rzęsate poruszają się w górę, co powoduje depolaryzację, a jeśli w dół, włosy odchylają się do wewnątrz, co prowadzi do hiperpolaryzacji komórek. Kiedy komórki rzęsate ulegają depolaryzacji, kanały Ca otwierają się, a Ca promuje potencjał czynnościowy, który niesie informacje o dźwięku. Zewnętrzne komórki słuchowe mają eferentne unerwienie, a przekazywanie pobudzenia odbywa się za pomocą popiołu na zewnętrznych komórkach słuchowych. Komórki te mogą zmieniać swoją długość: skracają się podczas hiperpolaryzacji i wydłużają podczas polaryzacji. Zmiana długości rzęsek zewnętrznych wpływa na proces oscylacyjny, który poprawia percepcję dźwięku przez komórki rzęsate wewnętrzne. Zmiana potencjału komórek rzęsatych związana jest ze składem jonowym endo- i perylimfy. Perylimfa przypomina płyn mózgowo-rdzeniowy, a endolimfa ma wysokie stężenie K (150 mmol). Dlatego endolimfa uzyskuje ładunek dodatni do perylimfy (+80mV). Komórki rzęsate zawierają dużo K; oni mają potencjał błonowy i ujemnie naładowany wewnątrz i dodatni na zewnątrz (MP = -70mV), a różnica potencjałów umożliwia przenikanie K z endolimfy do komórek rzęsatych. Zmiana pozycji jednego włosa otwiera 200-300 K-kanałów i następuje depolaryzacja. Zamknięciu towarzyszy hiperpolaryzacja. w Corti ciało idzie kodowanie częstotliwości ze względu na wzbudzenie różnych części membrany głównej. Jednocześnie wykazano, że dźwięki o niskiej częstotliwości mogą być kodowane przez taką samą liczbę impulsów nerwowych jak dźwięk. Takie kodowanie jest możliwe przy percepcji dźwięku do 500 Hz. Kodowanie informacji dźwiękowych uzyskuje się poprzez zwiększenie liczby salw włókien w celu uzyskania bardziej intensywnego dźwięku oraz dzięki liczbie aktywowanych włókien nerwowych. Włókna czuciowe zwoju spiralnego kończą się w jądrach grzbietowych i brzusznych ślimaka rdzenia przedłużonego. Z tych jąder sygnał wchodzi do jąder oliwnych zarówno po swojej stronie, jak i po przeciwnej stronie. Z jej neuronów idą wznoszące się ścieżki jako część pętli bocznej, która zbliża się do dolnych guzków czworogłowych i przyśrodkowego ciała kolankowatego wzgórza wzrokowego. Z tego ostatniego sygnał trafia do wyższego zakrętu skroniowego (Geshl gyrus). Odpowiada to polom 41 i 42 (strefa podstawowa) oraz polu 22 (strefa wtórna). W OUN istnieje topotoniczna organizacja neuronów, to znaczy dźwięki są odbierane za pomocą inna częstotliwość i różne intensywności. centrum korowe ma wpływ na percepcję, sekwencję dźwiękową i lokalizację przestrzenną. Wraz z porażką 22. pola naruszona zostaje definicja słów (otwarta opozycja).

Jądra oliwki górnej podzielone są na część środkową i boczną. A jądra boczne określają nierówną intensywność dźwięków dochodzących do obu uszu. Przyśrodkowe jądro oliwki wyższej wychwytuje czasowe różnice w spożyciu sygnały dźwiękowe. Stwierdzono, że sygnały z obu uszu docierają do różnych układów dendrytycznych tego samego neuronu percepcyjnego. Naruszenie percepcja słuchowa może objawiać się dzwonieniem w uszach w przypadku podrażnienia Ucho wewnętrzne lub nerw słuchowy oraz dwa rodzaje głuchoty: przewodząca i nerwowa. Pierwsza związana jest z uszkodzeniami ucha zewnętrznego i środkowego (zatyczka woskowa), druga związana jest z uszkodzeniami ucha wewnętrznego i uszkodzeniami nerwu słuchowego. Osoby starsze tracą zdolność odbierania wysokich głosów. Dzięki dwóm uszom możliwe jest określenie przestrzennej lokalizacji dźwięku. Jest to możliwe, jeśli dźwięk odbiega od pozycji środkowej o 3 stopnie. Podczas odbierania dźwięków możliwe jest rozwinięcie adaptacji ze względu na tworzenie siateczkowate i włókna odprowadzające (działając na zewnętrzne komórki rzęsate).

system wizualny.

Widzenie to wielowątkowy proces, który rozpoczyna się projekcją obrazu na siatkówkę oka, następnie następuje wzbudzenie fotoreceptorów, transmisja i transformacja w warstwach neuronalnych system wizualny a kończy się przyjęciem przez wyższe wydziały korowe decyzji o obrazie wizualnym.

Budowa i funkcje aparatu optycznego oka. Oko ma kulisty kształt, co jest ważne przy obracaniu oka. Światło przechodzi przez kilka przezroczystych ośrodków - rogówkę, soczewkę i ciało szkliste, które mają pewną moc refrakcyjną, wyrażoną w dioptriach. Dioptria jest równa mocy refrakcyjnej soczewki o ogniskowej 100 cm Moc refrakcyjna oka podczas oglądania odległych obiektów wynosi 59D, bliskich 70,5D. Na siatkówce powstaje odwrócony obraz.

Zakwaterowanie- przystosowanie oka do wyraźnego widzenia obiektów z różnych odległości. Obiektyw odgrywa ważną rolę w akomodacji. Patrząc na bliskie obiekty, mięśnie rzęskowe kurczą się, więzadło zinn rozluźnia się, soczewka staje się bardziej wypukła ze względu na swoją elastyczność. W przypadku odległych mięśnie są rozluźnione, więzadła rozciągane i rozciągają soczewkę, czyniąc ją bardziej spłaszczoną. Mięśnie rzęskowe są unerwione przez włókna przywspółczulne nerwu okoruchowego. Zwykle najdalszy punkt jasnego widzenia znajduje się w nieskończoności, najbliższy znajduje się 10 cm od oka. Soczewka z wiekiem traci elastyczność, więc najbliższy punkt wyraźnego widzenia oddala się i rozwija się starcza dalekowzroczność.

Anomalie refrakcji oka.

Krótkowzroczność (krótkowzroczność). Jeśli oś podłużna oka jest zbyt długa lub moc refrakcyjna soczewki wzrasta, obraz skupia się przed siatkówką. Osoba nie widzi dobrze. Zalecane są okulary z soczewkami wklęsłymi.

Dalekowzroczność (nadwzroczność). Rozwija się wraz ze zmniejszeniem ośrodka refrakcyjnego oka lub ze skróceniem osi podłużnej oka. W rezultacie obraz skupia się za siatkówką, a osoba ma problemy z widzeniem pobliskich obiektów. Zalecane są okulary z wypukłymi soczewkami.

Astygmatyzm to nierównomierne załamanie promieni w różnych kierunkach, spowodowane nieściśle kulistą powierzchnią rogówki. Kompensują je okulary o powierzchni zbliżonej do cylindrycznej.

Uczeń i odruch źrenicowy. Źrenica to otwór w środku tęczówki, przez który promienie światła przechodzą do oka. Źrenica poprawia wyrazistość obrazu na siatkówce poprzez zwiększenie głębi ostrości oka i eliminację aberracja sferyczna. Jeśli zakryjesz oko przed światłem, a następnie je otworzysz, źrenica szybko się zwęża - odruch źreniczny. W jasnym świetle rozmiar wynosi 1,8 mm, przy średniej - 2,4, w ciemności - 7,5. Powiększanie powoduje gorszą jakość obrazu, ale zwiększa czułość. Odruch ma wartość adaptacyjną. Źrenica współczulna rozszerza się, źrenica przywspółczulna zwęża się. Na zdrowe rozmiary obaj uczniowie są tacy sami.

Budowa i funkcje siatkówki. Siatkówka jest wewnętrzną światłoczułą błoną oka. Warstwy:

Pigmentary - rząd komórek nabłonka procesowego w kolorze czarnym. Funkcje: ekranowanie (zapobiega rozpraszaniu i odbijaniu światła, zwiększanie przejrzystości), regeneracja pigmentu wzrokowego, fagocytoza fragmentów pręcików i czopków, odżywianie fotoreceptorów. Kontakt między receptorami a warstwą pigmentu jest słaby, więc tutaj dochodzi do odwarstwienia siatkówki.

Fotoreceptory. Kolby są odpowiedzialne za widzenie kolorów, jest ich 6-7 mln. Kije na zmierzch, jest ich 110-123 mln. Są nierówno rozmieszczone. W dół- tylko kolby, tutaj - największa ostrość wzroku. Patyczki są bardziej wrażliwe niż kolby.

Struktura fotoreceptora. Składa się z zewnętrznej części receptywnej - segmentu zewnętrznego, z wizualnym pigmentem; łącząca noga; część jądrowa z zakończeniem presynaptycznym. Zewnętrzna część składa się z dysków - dwumembranowa konstrukcja. Segmenty zewnętrzne są stale aktualizowane. Terminal presynaptyczny zawiera glutaminian.

pigmenty wizualne. W sztyftach - rodopsyna o absorpcji w rejonie 500 nm. W kolbach - jodopsyna o absorpcji 420 nm (niebieski), 531 nm (zielony), 558 (czerwony). Cząsteczka składa się z białka opsyny i części chromoforowej - siatkówki. Tylko izomer cis odbiera światło.

Fizjologia fotorecepcji. Po wchłonięciu kwantu światła cis-retinal zamienia się w trans-retinal. Powoduje to przestrzenne zmiany w białkowej części pigmentu. Pigment staje się bezbarwny i przekształca się w metarodopsynę II, która jest zdolna do interakcji z transducyną białkową związaną z błoną. Transducyna jest aktywowana i wiąże się z GTP, aktywując fosfodiesterazę. PDE niszczy cGMP. W efekcie spada stężenie cGMP, co prowadzi do zamknięcia kanałów jonowych, natomiast zmniejsza się stężenie sodu, co prowadzi do hiperpolaryzacji i pojawienia się potencjału receptorowego, który rozprzestrzenia się przez komórkę do terminala presynaptycznego i powoduje spadek uwalnianie glutaminianu.

Przywrócenie początkowego stanu ciemnego receptora. Kiedy metarodopsyna traci zdolność do interakcji z tranducyną, aktywowana jest cyklaza guanylanowa, która syntetyzuje cGMP. Cyklaza guanylanowa jest aktywowana przez spadek stężenia wapnia wyrzucanego z komórki przez białko wymienne. W rezultacie stężenie cGMP wzrasta i ponownie wiąże się z kanałem jonowym, otwierając go. Podczas otwierania sód i wapń dostają się do komórki, depolaryzując błonę receptora, zamieniając ją w stan ciemny, co ponownie przyspiesza uwalnianie mediatora.

neurony siatkówki.

Fotoreceptory są połączone synaptycznie z neuronami dwubiegunowymi. Pod wpływem światła na neuroprzekaźnik uwalnianie mediatora zmniejsza się, co prowadzi do hiperpolaryzacji neuronu dwubiegunowego. Z dwubiegunowego sygnału przesyłany jest do zwoju. Impulsy z wielu fotoreceptorów zbiegają się do pojedynczego neuronu zwojowego. Oddziaływanie sąsiednich neuronów siatkówki zapewniają komórki poziome i amakrynowe, których sygnały zmieniają transmisję synaptyczną między receptorami a dwubiegunową (pozioma) oraz między dwubiegunową a zwojową (amakrynowa). Komórki amakrynowe przeprowadzają boczne hamowanie między sąsiednimi komórkami zwojowymi. System zawiera również włókna odprowadzające, które działają na synapsy między komórkami dwubiegunowymi i zwojowymi, regulując pobudzenie między nimi.

Ścieżki nerwowe.

Pierwszy neuron jest dwubiegunowy.

2. - zwojowy. Ich procesy są w składzie nerw wzrokowy, wykonać częściowy krzyż (niezbędny do dostarczenia każdej półkuli informacji z każdego oka) i przejść do mózgu jako część drogi wzrokowej, dostając się do ciała kolankowatego bocznego wzgórza (trzeci neuron). Od wzgórza - do strefy projekcyjnej kory, 17. pole. Oto czwarty neuron.

funkcje wizualne.

Absolutna wrażliwość. Dla pojawienia się wrażenia wzrokowego konieczne jest, aby bodziec świetlny miał minimalną (progową) energię. Kij może być wzbudzony przez jeden kwant światła. Patyczki i kolby różnią się nieznacznie pobudliwością, ale liczba receptorów wysyłających sygnały do ​​jednej komórki zwojowej jest inna w centrum i na obwodzie.

Adaptacja wizualna.

Adaptacja wzrokowego układu sensorycznego do warunków jasnego oświetlenia – adaptacja świetlna. Odwrotne zjawisko ciemna adaptacja. Wzrost czułości w ciemności jest stopniowy, ze względu na przywrócenie ciemnych pigmentów wizualnych. Najpierw rekonstytuuje się kolby jodopsyny. Ma niewielki wpływ na wrażliwość. Następnie przywracana jest rodopsyna patyczków, co znacznie zwiększa czułość. Dla adaptacji ważne są również procesy zmiany połączeń między elementami siatkówki: osłabienie zahamowania poziomego, prowadzące do wzrostu liczby komórek, wysyłanie sygnałów do neuronu zwojowego. Nie bez znaczenia jest również wpływ OUN. Rozświetlając jedno oko, obniża czułość drugiego.

Różnicowa wrażliwość wizualna. Zgodnie z prawem Webera, osoba odróżni różnicę w oświetleniu, jeśli jest ona silniejsza o 1-1,5%.

Jasność Kontrast występuje z powodu wzajemnego bocznego hamowania neuronów wzrokowych. Szary pasek na jasnym tle wydaje się ciemniejszy niż szary na ciemnym, ponieważ komórki wzbudzone jasnym tłem hamują komórki wzbudzone szarym paskiem.

Oślepiająca jasność światła. Zbyt jasne światło powoduje nieprzyjemne uczucieślepota. Górna granica oślepiająca jasność zależy od adaptacji oka. Im dłuższa była adaptacja do ciemności, tym mniejsza jasność powoduje olśnienie.

Bezwładność widzenia. Wrażenia wizualne pojawiają się i znikają natychmiast. Od irytacji do percepcji mija 0,03-0,1 s. Szybko następujące bodźce łączą się w jedno odczucie. Minimalna częstotliwość powtarzania bodźców świetlnych, przy której zachodzi fuzja indywidualne doznania, nazywa się krytyczną częstotliwością fuzji migotania. Na tym opiera się kino. Wrażenia, które utrzymują się po ustaniu podrażnienia, to obrazy sekwencyjne (obraz lampy w ciemności po jej wyłączeniu).

Wizja kolorów.

Całe widzialne widmo od fioletu (400nm) do czerwieni (700nm).

Teorie. Trójskładnikowa teoria Helmholtza. Wrażenie koloru zapewniane przez trzy rodzaje żarówek wrażliwych na jedną część widma (czerwoną, zieloną lub niebieską).

Teoria Goeringa. Kolby zawierają substancje wrażliwe na promieniowanie biało-czarne, czerwono-zielone i żółto-niebieskie.

Spójne kolorowe obrazy. Jeśli spojrzysz na pomalowany przedmiot, a następnie na białe tło, wtedy tło nabierze dodatkowego koloru. Powodem jest dostosowanie kolorów.

Ślepota barw.Ślepota barw to zaburzenie, w którym nie można rozróżnić kolorów. W przypadku protanopii nie rozróżnia się koloru czerwonego. Z deuteranopią - zielony. Z tritanopią - niebieska. Zdiagnozowane za pomocą stołów polichromatycznych.

Całkowita utrata percepcji kolorów to achromazja, w której wszystko widać w odcieniach szarości.

Postrzeganie przestrzeni.

Ostrość widzenia- maksymalna zdolność oka do rozróżniania poszczególnych detali przedmiotów. Zwykłe oko rozróżnia dwa punkty widoczne pod kątem 1 minuty. Maksymalna ostrość w okolicy plamki. Określone przez specjalne tabele.

fale dźwiękowe są drgania mechaniczne medium inna częstotliwość i amplituda. Wibracje te odbieramy jako dźwięki różniące się wysokością i głośnością.

Nasz analizator słuchu jest w stanie odbierać drgania dźwięku w zakresie częstotliwości od 16 Hz do 20 000 Hz. Próbka niski dźwięk(125 Hz) - szum lodówki i wysoki dźwięk (5000 Hz) - piszczenie komara. Częstotliwości poniżej 16 Hz (infradźwięki) i powyżej 20 000 Hz (ultradźwięki) nie wywołują w nas wrażeń dźwiękowych. Jednak zarówno infradźwięki, jak i ultradźwięki wpływają na nasz organizm. Intensywność fal dźwiękowych odbieramy jako głośność dźwięków. Ich jednostką miary jest bel (decybel): głośność cichego szeptu to 10 decybeli, głośny płacz to 80-90 decybeli, a dźwięk 130 decybeli powoduje silny ból w uszach.

Na błonie bębenkowej znajduje się jama powietrzna - ucho środkowe. Jest to związane z trąbka Eustachiusza z gardłem, a przez nią - z jamą ustną. Kanały te łączą środowisko zewnętrzne z uchem środkowym i działają jak bezpiecznik, który chroni je przed urazami. Zwykle wejście do trąbki Eustachiusza jest zamknięte, otwiera się tylko podczas połykania. Jeśli ucho środkowe znajduje się pod nadmiernym ciśnieniem z powodu działania fal dźwiękowych, wystarczy otworzyć usta i wypić łyk: ciśnienie w uchu środkowym zostanie porównane z ciśnieniem atmosferycznym.

Ucho środkowe to wzmacniacz, który może zmieniać amplitudę fal dźwiękowych przekazywanych z błony bębenkowej do ucha wewnętrznego. Jak to się stało? Z błony bębenkowej rozciąga się łańcuch drobnych kości, połączonych ruchomo: młotka, kowadła i strzemienia. Rękojeść młoteczka jest przymocowana do błony bębenkowej, podczas gdy strzemię opiera się o inną błonę. Jest to błona otworu, zwana okienkiem owalnym - jest to granica między uchem środkowym i wewnętrznym.

Wibracje błony bębenkowej powodować ruch kosteczek słuchowych, które popychają membranę owalnego okienka i zaczyna oscylować. W obszarze błona ta jest znacznie mniejsza niż błona bębenkowa i dlatego zmienia się z większą amplitudą. Zwiększone wibracje membrany okienka owalnego przenoszone są do ucha wewnętrznego.

Ucho wewnętrzne jest głębokie kość skroniowa czaszki. To tutaj w specjalnym urządzeniu zwanym ślimakiem znajduje się aparat receptorowy analizatora słuchowego. Ślimak to kanał kostny zawierający dwie podłużne błony. Dolna (podstawowa) błona jest utworzona przez gęstą tkankę łączną, a górną przez cienką pojedynczą warstwę. Błony dzielą kanał ślimakowy na trzy części - kanał górny, środkowy i dolny. Dolne i górne kanały u góry loków są połączone ze sobą, a środkowy jest zamkniętą wnęką. Kanały wypełnione są płynami: kanał dolny i górny wypełnione są perylimfą, a kanał środkowy endolimfą, która jest lepka wzdłuż perylimfy. Kanał górny zaczyna się od okna owalnego, a dolny kończy się oknem zaokrąglonym, które znajduje się pod oknem owalnym. Wibracje membrany okna owalnego są przenoszone na perylimfę i powstają w niej fale. Rozchodzą się górnymi i dolnymi kanałami, docierając do membrany zaokrąglonego okna.

Struktura aparatu receptorowego analizatora słuchowego

Jakie są konsekwencje ruchu fal w perylimfie? Aby się tego dowiedzieć, rozważ strukturę aparatu receptorowego analizatora słuchowego. Na błonie podstawnej kanału środkowego na całej jego długości znajduje się tak zwany narząd corto - aparat zawierający receptory i komórki podporowe. Każda komórka receptorowa zawiera do 70 odrostów - włosów. Nad komórkami włoskowatymi znajduje się błona powłokowa, która styka się z włosami. Organ Corti podzielony jest na sekcje, z których każda odpowiada za percepcję fal o określonej częstotliwości.

Płyn zawarty w kanałach spirali jest ogniwem transmisyjnym, które przenosi energię drgań dźwiękowych do błony powłokowej narządu cortivi. Kiedy fala jest przesuwana przez perylimfę w górnym kanale, cienka błona pomiędzy nią a kanałem środkowym ugina się, działa na endolimfę i wciska błonę powłokową do komórek rzęsatych. W odpowiedzi na działanie mechaniczne - uciskanie włosów - w receptorach powstają sygnały, które przekazują do dendrytów wrażliwych neuronów. W tych neuronach powstają impulsy nerwowe, które są wysyłane wzdłuż aksonów, które są połączone w nerw słuchowy, aby dział centralny analizator dźwięku. Wysokość dźwięku, który odbieramy, zależy od tego, z której części narządu Corti pochodzi sygnał.

Centralna sekcja analizatora słuchowego

Impulsy nerwowe dla wrażliwe neurony nerwy słuchowe wchodzą do licznych jąder pnia mózgu, gdzie przetwarzanie pierwotne sygnały, a następnie - do wzgórza, a od niego - w obszarze skroniowym kory (strefa słuchowa). Tutaj przy udziale stref asocjacyjnych kory rozpoznawane są bodźce słuchowe i mamy wrażenia dźwiękowe. Na wszystkich poziomach przetwarzania sygnału przebiegają ścieżki prowadzące, przez które następuje ciągła wymiana informacji pomiędzy symetrycznie rozmieszczonymi jądrami należącymi do struktur centralnych lewego i prawego ucha.

Słuch jest ważny w życiu człowieka, który wiąże się przede wszystkim z percepcją mowy. Osoba nie słyszy wszystkich sygnałów dźwiękowych, ale tylko te, które mają dla niego znaczenie biologiczne i społeczne. Ponieważ dźwięk rozchodzi się w falach, których głównymi cechami są częstotliwość i amplituda, słuch charakteryzuje się tymi samymi parametrami. Częstotliwość jest subiektywnie odbierana jako tonacja dźwięku, a amplituda jako jego natężenie, głośność. Ucho ludzkie jest w stanie odbierać dźwięki o częstotliwości od 20 Hz do 20 000 Hz i natężeniu do 140 dB (próg bólu). Najbardziej subtelny słuch mieści się w zakresie 1-2 tys. Hz, tj. w dziedzinie sygnałów mowy.

Obwodowa część analizatora słuchu - narządu słuchu, składa się z ucha zewnętrznego, środkowego i wewnętrznego (ryc. 4).

Ryż. 4. Ucho ludzkie: 1 - małżowina uszna; 2 - zewnętrzny przewód słuchowy; 3 - błona bębenkowa; 4 - Trąbka Eustachiusza; 5 - młotek; 6 - kowadło; 7 - strzemię; 8 - owalne okno; 9 - ślimak.

ucho zewnętrzne Obejmuje małżowinę uszną i przewód słuchowy zewnętrzny. Struktury te działają jak róg i skupiają drgania dźwięku w określonym kierunku. Małżowina uszna bierze również udział w określaniu lokalizacji dźwięku.

Ucho środkowe obejmuje błonę bębenkową i kosteczki słuchowe.

Błona bębenkowa, która oddziela ucho zewnętrzne od ucha środkowego, to przegroda o grubości 0,1 mm utkana z włókien biegnących w różnych kierunkach. Swoim kształtem przypomina lejek skierowany do wewnątrz. Błona bębenkowa zaczyna wibrować pod wpływem wibracji dźwiękowych przechodzących przez zewnętrzny przewód słuchowy. Drgania membrany zależą od parametrów fali dźwiękowej: im wyższa częstotliwość i głośność dźwięku, tym wyższa częstotliwość i większa amplituda drgań błony bębenkowej.

Drgania te przenoszone są na kosteczkę słuchową – młotek, kowadełko i strzemię. Powierzchnia strzemienia przylega do membrany okienka owalnego. Kosteczki słuchowe tworzą między sobą system dźwigni, który wzmacnia drgania przenoszone z błony bębenkowej. Stosunek powierzchni strzemienia do błony bębenkowej wynosi 1:22, co zwiększa ciśnienie fal dźwiękowych na błonie okienka owalnego o taką samą wartość. Ta okoliczność ma ogromne znaczenie, ponieważ nawet słabe fale dźwiękowe działające na błonę bębenkową są w stanie pokonać opór błony okienka owalnego i wprawić w ruch słup płynu w ślimaku. W ten sposób energia wibracyjna przekazywana do ucha wewnętrznego wzrasta około 20-krotnie. Jednak przy bardzo głośnych dźwiękach ten sam układ kości za pomocą specjalnych mięśni osłabia przenoszenie wibracji.

W ściance oddzielającej ucho środkowe od wewnętrznego oprócz owalu znajduje się również okrągłe okienko, również zamykane membraną. Fluktuacje płynu w ślimaku, pochodzące z okienka owalnego i przechodzące wzdłuż kanałów ślimakowych, docierają bez tłumienia do okienka okrągłego. Gdyby to okno z membraną nie istniało, ze względu na nieściśliwość cieczy, jej oscylacje byłyby niemożliwe.

Jama ucha środkowego komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym poprzez trąbka Eustachiusza, który zapewnia utrzymanie we wnęce stałego ciśnienia zbliżonego do atmosferycznego, które tworzy najwięcej korzystne warunki na wibracje błony bębenkowej.

Ucho wewnętrzne(labirynt) obejmuje aparat słuchowy i przedsionkowy. Część słuchowa ucha wewnętrznego - ślimak jest spiralnie skręconym, stopniowo rozszerzającym się kanałem kostnym (u ludzi 2,5 obrotu, długość skoku wynosi około 35 mm) (ryc. 5).

Na całej długości kanał kostny jest podzielony przez dwie błony: cieńszą błonę przedsionkową (Reissner) oraz gęstszą i bardziej elastyczną - główną (podstawną, podstawną) błonę. W górnej części ślimaka obie te błony są połączone i jest w nich dziura - helicotrema. Błona przedsionkowa i podstawna dzielą kanał kostny na trzy wypełnione płynem przejścia lub drabiny.

Kanał górny ślimaka lub scala vestibularis wychodzi z okna owalnego i biegnie do szczytu ślimaka, gdzie łączy się przez helicotremę z kanałem dolnym ślimaka - scala bębenek, który zaczyna się w rejonie ślimaka. okrągłe okno. Kanały górny i dolny są wypełnione perylimfą, przypominającą składem płyn mózgowo-rdzeniowy. Środkowy kanał błoniasty (scala cochlea) nie łączy się z jamą innych kanałów i jest wypełniony endolimfą. Na podstawnej (podstawowej) błonie w ślimaku znajduje się aparat receptorowy ślimaka - Narząd korty składa się z komórek włoskowatych. Nad komórkami słuchowymi znajduje się błona powłokowa (tektoryczna). Kiedy drgania dźwiękowe są przenoszone przez system kosteczek słuchowych do ślimaka, płyn i odpowiednio membrana, na której znajdują się komórki rzęsate, wibrują w tym ostatnim. Włosy dotykają błony tektorialnej i ulegają deformacji, co jest bezpośrednią przyczyną wzbudzania receptorów i generowania potencjału receptorowego. Potencjał receptora powoduje uwolnienie neuroprzekaźnika acetylocholiny w synapsie, co z kolei prowadzi do wytworzenia potencjałów czynnościowych we włóknach nerwu słuchowego. Ponadto to pobudzenie jest przekazywane do komórek nerwowych zwoju spiralnego ślimaka, a stamtąd do słuchowego centrum rdzenia przedłużonego - jąder ślimakowych. Po włączeniu neuronów jąder ślimakowych impulsy przechodzą do następnego skupiska komórek - jąder górnego kompleksu mostu oliwkowego. Wszystkie drogi doprowadzające z jąder ślimakowych i jąder górnego kompleksu oliwkowego kończą się w wzgórku tylnym lub wzgórku dolnym, słuchowym centrum śródmózgowia. Stąd impulsy nerwowe wchodzą do wewnętrznego, kolankowatego ciała wzgórza, którego procesy komórek są wysyłane do kory słuchowej. Kora słuchowa znajduje się w górnej części płata skroniowego i obejmuje 41. i 42. pole (według Brodmana).

Oprócz wstępującej (doprowadzającej) drogi słuchowej istnieje również zstępująca droga odśrodkowa lub odprowadzająca zaprojektowana do regulacji przepływu czuciowego.

.Zasady przetwarzania informacji słuchowych i podstaw psychoakustyki

Głównymi parametrami dźwięku są jego natężenie (lub poziom ciśnienia akustycznego), częstotliwość, czas trwania oraz przestrzenna lokalizacja źródła dźwięku. Jakie mechanizmy leżą u podstaw percepcji każdego z tych parametrów?

Natężenie dźwięku na poziomie receptorów jest kodowany przez amplitudę potencjału receptora: im głośniejszy dźwięk, tym większa amplituda. Ale tutaj, podobnie jak w systemie wizualnym, nie ma zależności liniowej, lecz logarytmicznej. W przeciwieństwie do układu wzrokowego, układ słuchowy wykorzystuje również inną metodę - kodowanie przez liczbę wzbudzonych receptorów (ze względu na różne poziomy progowe w różnych komórkach rzęsatych).

W centralnych częściach układu słuchowego, wraz ze wzrostem intensywności, z reguły wzrasta częstotliwość impulsów nerwowych. Jednak dla neuronów centralnych najistotniejszy nie jest bezwzględny poziom natężenia, ale charakter jego zmiany w czasie (modulacja amplitudowo-czasowa).

Częstotliwość drgań dźwięku. Receptory na błonie podstawnej znajdują się w ściśle określonej kolejności: na części znajdującej się bliżej okienka owalnego ślimaka receptory reagują na wysokie częstotliwości, a te znajdujące się na części błony bliższej górnej części ślimaka ślimak reaguje na niskie częstotliwości. Tak więc częstotliwość dźwięku jest kodowana przez umiejscowienie receptora na błonie podstawnej. Ta metoda kodowania jest również zachowana w strukturach leżących powyżej, ponieważ są one rodzajem „mapy” głównej błony, a względne położenie elementów nerwowych dokładnie odpowiada temu na błonie podstawnej. Ta zasada nazywa się aktualna. Jednocześnie należy zauważyć, że przy wysokich poziomach układu czuciowego neurony nie reagują już na czysty ton (częstotliwość), ale na jego zmianę w czasie, tj. do bardziej złożonych sygnałów, które z reguły mają takie lub inne znaczenie biologiczne.

Czas trwania dźwięku kodowane przez czas trwania wyładowania neuronów tonicznych, które mogą być wzbudzane przez cały czas trwania bodźca.

Przestrzenna lokalizacja dźwięku dostarczane głównie przez dwa różne mechanizmy. Ich włączenie zależy od częstotliwości dźwięku lub jego długości fali. Przy sygnałach o niskiej częstotliwości (do około 1,5 kHz) długość fali jest mniejsza niż odległość międzyuszna, która dla osoby wynosi średnio 21 cm.W tym przypadku źródło jest zlokalizowane ze względu na różny czas nadejścia dźwięku fala przy każdym uchu, w zależności od azymutu. Przy częstotliwościach większych niż 3 kHz długość fali jest oczywiście mniejsza niż odległość międzyuszna. Takie fale nie mogą okrążyć głowy, wielokrotnie odbijają się od otaczających obiektów i głowy, tracąc przy tym energię drgań dźwiękowych. W tym przypadku lokalizacja odbywa się głównie ze względu na międzyuszne różnice w natężeniu. W zakresie częstotliwości od 1,5 Hz do 3 kHz mechanizm lokalizacji czasowej zmienia się na mechanizm szacowania natężenia, a region przejściowy okazuje się niekorzystny dla określenia lokalizacji źródła dźwięku.

Podczas lokalizowania źródła dźwięku ważna jest ocena jego odległości. Natężenie sygnału odgrywa istotną rolę w rozwiązaniu tego problemu: im większa odległość od obserwatora, tym mniejsza intensywność postrzegana. Przy dużych odległościach (powyżej 15 m) bierzemy pod uwagę skład spektralny dźwięku, który do nas sprowadził: dźwięki o wysokiej częstotliwości zanikają szybciej, tj. "biegać" na krótszą odległość, dźwięki o niskiej częstotliwości, wręcz przeciwnie, zanikają wolniej i rozprzestrzeniają się dalej. Dlatego dźwięki emitowane przez odległe źródło wydają się nam niższe. Jednym z czynników znacznie ułatwiającym ocenę odległości jest pogłos sygnału dźwiękowego od powierzchni odbijających, tj. percepcja dźwięku odbitego.

System słuchowy jest w stanie określić nie tylko lokalizację stacjonarnego, ale również ruchomego źródła dźwięku. Fizjologiczną podstawą oceny lokalizacji źródła dźwięku jest aktywność tzw. neuronów wykrywających ruch, zlokalizowanych w górnym kompleksie oliwkowym, wzgórkach tylnych, ciele kolankowatym wewnętrznym i korze słuchowej. Ale wiodąca rola tutaj należy do górnych oliwek i tylnych wzgórz.

Pytania i zadania do samokontroli

1. Rozważ strukturę narządu słuchu. Opisz funkcje ucha zewnętrznego.

2. Jaka jest rola? ucho środkowe w przekazywaniu drgań dźwiękowych?

3. Rozważ budowę ślimaka i narządu Cortiego.

4. Czym są receptory słuchowe i jaka jest bezpośrednia przyczyna ich wzbudzenia?

5. Jak zamienia się drgania dźwiękowe na impulsy nerwowe?

6. Opisz centralne części analizatora słuchowego.

7. Opisz mechanizmy kodowania natężenia dźwięku na różne poziomy układ słuchowy?

8. Jak kodowana jest częstotliwość dźwięku?

9. Jakie znasz mechanizmy przestrzennej lokalizacji dźwięku?

10. W jakim zakresie częstotliwości ucho ludzkie odbiera dźwięki? Dlaczego najniższe progi natężenia u ludzi leżą w zakresie 1–2 kHz?

Sygnały dźwiękowe (emisje dźwiękowe) środowiska zewnętrznego (głównie drgania powietrza o różnej częstotliwości i sile), w tym sygnały mowy. Ta funkcja jest realizowana przy udziale - istotnym składnikiem, który przeszedł trudną ścieżkę ewolucji.

Słuchowy system sensoryczny składa się z następujących sekcji:

• odcinek obwodowy, który jest złożonym wyspecjalizowanym narządem składającym się z ucha zewnętrznego, środkowego i wewnętrznego;
• oddział przewodzący - pierwszy neuron oddziału przewodzącego, znajdujący się w spiralnym węźle ślimaka, odbiera z receptorów ucha wewnętrznego, stąd informacje docierają wzdłuż jego włókien, tj. wzdłuż nerwu słuchowego (zawarte w 8 parach czaszki nerwy) do drugiego neuronu w rdzeniu przedłużonym i po odkłuciu część włókien trafia do trzeciego neuronu w wzgórku tylnym, a część do jąder - wewnętrznego ciała kolankowatego;
• sekcja korowa jest reprezentowana przez czwarty neuron, który znajduje się w pierwotnym (projekcyjnym) polu słuchowym i obszarze korowym i zapewnia wrażenie czucia, a bardziej złożone przetwarzanie informacji dźwiękowych zachodzi w znajdującym się w pobliżu wtórnym polu słuchowym, które jest odpowiedzialne do kształtowania percepcji i rozpoznawania informacji. Otrzymana informacja wchodzi w trzeciorzędowe pole dolnej strefy ciemieniowej, gdzie jest integrowana z innymi formami informacji.

Słuch jest ludzkim narządem zmysłów, który jest w stanie dostrzec i rozróżnić fale dźwiękowe składające się z naprzemiennych pieczęci i rozrzedzenia powietrza o częstotliwości od 16 do 20 000 Hz. Częstotliwość 1 Hz (herc) jest równa 1 oscylacji na 1 sekundę). Infradźwięki (o częstotliwości poniżej 20 Hz) i ultradźwięki (o częstotliwości powyżej 20 000 Hz) ludzkie ucho nie jest w stanie dostrzec.

Analizator słuchu człowieka składa się z trzech części:

Aparat receptorowy zawarty w uchu wewnętrznym;

Drogi nerwowe (ósma para nerwów czaszkowych);

Ośrodek słuchu, który znajduje się w płatach skroniowych kory mózgowej.

Receptory słuchowe (fonoreceptory lub narząd Cortiego) znajdują się w ślimaku ucha wewnętrznego, który znajduje się w piramidzie kości skroniowej. Wibracje dźwiękowe, zanim dotrą do receptorów słuchowych, przechodzą przez system urządzeń przewodzących i wzmacniających dźwięk narządu słuchu, które są podobne do ucha.

Ucho z kolei składa się z 3 części: zewnętrzny, .

Ucho zewnętrzne służy do wychwytywania dźwięków i składa się z małżowiny usznej oraz przewodu słuchowego zewnętrznego. Małżowinę uszną tworzy elastyczna chrząstka, z zewnątrz pokryta skórą, a na dole uzupełniona fałdą, która wypełniona jest tkanką tłuszczową i nazywana jest płatem.

Przewód słuchowy zewnętrzny ma długość do 2,5 cm, wydalony przez skórę z cienkimi włosami i zmodyfikowany gruczoły potowe, które wytwarzają woskowinę, składającą się z komórek tłuszczowych i pełniącą funkcję ochrony jamy ucha przed kurzem i wodą. Zewnętrzny przewód słuchowy kończy się błoną bębenkową, która jest w stanie odbierać fale dźwiękowe.

składa się z jamy bębenkowej i trąbki słuchowej (Eustachiusza). Na granicy ucha zewnętrznego i środkowego znajduje się błona bębenkowa, która z zewnątrz pokryta jest nabłonkiem, a od wewnątrz błoną śluzową. Wibracje dźwiękowe zbliżające się do błony bębenkowej powodują, że wibruje ona z tą samą częstotliwością. Z w środku Błona zawiera jamę bębenkową, wewnątrz której są połączone ze sobą kosteczki słuchowe: młotek (przylega do błony bębenkowej), kowadełko i strzemię (zamyka owalne okienko przedsionka ucha wewnętrznego). Drgania z błony bębenkowej przenoszone są przez system kosteczek słuchowych do ucha wewnętrznego. Kosteczki słuchowe umieszczone są w taki sposób, że tworzą dźwignie, które zmniejszają zakres drgań dźwiękowych, ale przyczyniają się do ich wzmocnienia.

Sparowane trąbki Eustachiusza łączą wnęki lewego i prawego ucha wewnętrznego z nosogardłem, co pomaga zrównoważyć atmosferę i dźwięk (z otwarte usta) ciśnienie na zewnątrz i wewnątrz błony bębenkowej.

Ucho wewnętrzne znajduje się we wnęce piramidy kości skroniowej i jest podzielone na labirynt kostno-błoniasty. Pierwsza to jama kostna i składa się z przedsionka, trzech kanałów półkolistych (lokalizacja aparatu przedsionkowego narządu równowagi, o czym będzie mowa później) oraz krzywizny ucha wewnętrznego. Labirynt błoniasty jest tworzony przez tkankę łączną i jest złożonym układem kanalików zawartych we wnękach błędnika kostnego. Wszystkie jamy ucha wewnętrznego wypełnione są płynem, który w środku błoniastego błędnika nazywa się endolimfą, a na zewnątrz perylimfą. W przedsionku znajdują się dwa ciała błoniaste: worki okrągłe i owalne. Z owalnego worka (słupka) błoniaste labirynty trzech półkolistych kanałów zaczynają się pięcioma otworami, tworząc aparat przedsionkowy, a błoniasty przewód ślimakowy jest połączony z okrągłym workiem.

Zakręt ucha wewnętrznego to międzykostny błędnik ślimaka o długości do 35 mm, który jest podzielony wzdłużną błoną podstawną i maziową (Reissnera) na drabinkę przedsionkową lub przedsionkową (zaczynając od owalnego okna przedsionka), drabiny bębenkowe (zakończone okrągłym okienkiem lub wtórną błoną bębenkową, co umożliwia fluktuacje okołolimfy) i środkowe stopnie lub błoniasty przewód ślimakowy od tkanka łączna. Wnęki łuski przedsionkowej i bębenkowej w górnej części ślimaka (która ma 2,5 obrotu wokół własnej osi) są połączone cienkim kanałem (gechicotrema) i są wypełnione, jak wskazano, perylimfą i jamą błoniastego przewodu ślimakowego jest wypełniony endolimfą. W środku błoniastego przewodu ślimakowego znajduje się aparat odbierający dźwięk zwany spiralą lub organem Cortiego (narząd Cortiego). Ten narząd ma główną (podstawową) błonę, składającą się z około 24 tysięcy włókien włóknistych. Na głównej membranie (płytce), wzdłuż niej znajduje się szereg podtrzymujących i 4 rzędy komórek włosowych (wrażliwych), które są receptorami słuchowymi. Druga strukturalna część narządu Cortiego to powłoka lub włóknista płytka, wisząca nad komórkami włoskowatymi i podtrzymywana przez komórki filarowe lub pałeczki Cortiego. specyficzna funkcja komórki rzęsate to obecność na każdym z nich do 150 włosków (mikrokosmków). Wyróżnia się jeden rząd (3,5 tys.) wewnętrznych i 3 rzędy (do 20 tys.) zewnętrznych komórek rzęsatych, które różnią się poziomem czułości (na wzbudzenie komórki wewnętrzne potrzeba więcej energii, ponieważ ich włosy prawie nie mają kontaktu z płytką powłokową). Włosy z zewnętrznych komórek rzęsatych są myte przez endolimfę i są w bezpośrednim kontakcie i częściowo zanurzone w substancji płytki powłokowej. Podstawy komórek rzęsatych są pokryte wyrostkami nerwowymi gałęzi śrubowej nerwu słuchowego. Rdzeń przedłużony (w strefie jądra VIII pary nerwów czaszkowych) zawiera drugi neuron przewodu słuchowego. Ponadto ścieżka ta prowadzi do dolnych guzków ciała chotyrigorbicznego (dachu) śródmózgowia i częściowo przechodząc na poziomie przyśrodkowych ciał kolczastych wzgórza, trafia do centrów pierwotnej kory słuchowej (pierwotne pola słuchowe) zawartych w rejonie bruzdy sylwiańskiej górnej części lewej i prawej strony płaty skroniowe Kora mózgowa. Asocjacyjne pola słuchowe, które rozróżniają tonację, barwę, intonację i inne odcienie dźwięków, a także porównują bieżące informacje z tym, co jest w pamięci osoby (dostarczają „wzmianki” o obrazach dźwiękowych) sąsiadują z podstawowymi i obejmują znaczny obszar.

Dla narządu słuchu odpowiednim bodźcem są fale dźwiękowe pochodzące z wibracji ciał elastycznych. Drgania dźwięku w powietrzu, wodzie i innych mediach dzielą się na okresowe (nazywane tonami i są wysokie i niskie) i nieokresowe (hałas).Główną cechą każdego tonu dźwiękowego jest długość fali dźwiękowej, która odpowiada określona częstotliwość (liczba) oscylacji w ciągu 1 sekundy. Długość fali dźwiękowej określa się dzieląc drogę, jaką przebył dźwięk w ciągu 1 sekundy, przez liczbę pełnych wibracji wykonanych przez ciało, które brzmi w tym samym czasie. Jak wskazano, ludzkie ucho zdolne do odbierania drgań dźwiękowych w zakresie 16-20000 Hz, których siła wyrażana jest w decybelach (dB). Siła dźwięku zależy od zasięgu (amplitudy) drgań cząsteczek powietrza i charakteryzuje się barwą (barwą). Ucho ma największą pobudliwość na dźwięki o częstotliwości drgań od 1000 do 4000 Hz. Poniżej i powyżej tego wskaźnika zmniejsza się pobudliwość ucha.

We współczesnej fizjologii akceptowana jest rezonansowa teoria słuchu, który kiedyś zaproponował K. L. Helmholtz (1863). Powietrzne fale dźwiękowe, wchodzące do zewnętrznego przewodu słuchowego, wywołują drgania błony bębenkowej, która jest następnie przekazywana do układu kosteczek słuchowych, które mechanicznie wzmacniają te drgania akustyczne błony bębenkowej 35-40 razy i przez strzemię i owalne okienko z przedsionka przenoszą je do perylimfy znajdującej się w jamie przedsionkowej i do bębenkowych stopni krzywizny. Z kolei fluktuacje w perylimfie powodują synchroniczne fluktuacje w endolimfie znajdującej się we wnęce przewodu ślimakowego. Powoduje to odpowiednie drgania membrany podstawowej (głównej), której włókna mają różne długości, dostrojone do różnych tonów i faktycznie reprezentują zestaw rezonatorów wibrujących zgodnie z różnymi wibracjami dźwięku. Najkrótsze fale są odbierane u podstawy głównej błony, a najdłuższe u góry.

Podczas fluktuacji odpowiednich odcinków rezonansowych błony głównej wibrują również znajdujące się na niej podstawowe i wrażliwe komórki rzęsate. Końcowe mikrokosmki komórek rzęsatych są zdeformowane z płytki powłokowej, co prowadzi do wzbudzenia czucia słuchowego w tych komórkach i dalszego przekazywania impulsów nerwowych wzdłuż włókien nerwu ślimakowego do ośrodkowego system nerwowy. Ponieważ nie ma całkowitej izolacji włóknistych włókien głównej błony, włosy i sąsiednie komórki zaczynają jednocześnie wibrować, co tworzy alikwoty (wrażenia dźwiękowe spowodowane liczbą oscylacji, która wynosi 2, 4, 8 itd. razy większa niż liczba drgań tonu głównego). Efekt ten determinuje głośność i polifonię wrażeń dźwiękowych.

Przy dłuższej ekspozycji na silne dźwięki pobudliwość analizatora dźwięku zmniejsza się, a przy długim przebywaniu w ciszy wzrasta, co odzwierciedla adaptację słuchu. Największą adaptację obserwuje się w strefie dźwięków wyższych.

Nadmierny i długotrwały hałas nie tylko prowadzi do utraty słuchu, ale może również powodować zaburzenia psychiczne u ludzi. Istnieje specyficzny i niespecyficzny wpływ hałasu na organizm ludzki. Specyficzny efekt przejawia się w ubytku słuchu różne stopnie i niespecyficzne - w różnych zaburzeniach reaktywności autonomicznej, stan funkcjonalny układ sercowo-naczyniowy i przewód pokarmowy, zaburzenia endokrynologiczne itp. U osób młodych i w średnim wieku, przy poziomie hałasu 90 dB, który trwa przez godzinę, zmniejsza się pobudliwość komórek kory mózgowej, zaburzona jest koordynacja ruchów, ostrość wzroku, stabilność wyraźnego widzenia, utajony okres reakcji wzrokowych i słuchowo-ruchowych. Przy takim samym czasie pracy w warunkach narażenia na hałas na poziomie 95-96 dB jest jeszcze więcej poważne naruszenia dynamika korka mózgowego, rozwija się hamowanie transcendentalne, nasilają się zaburzenia funkcji wegetatywnych, znacznie pogarszają się wskaźniki wydolności mięśniowej (wytrzymałość, zmęczenie) i wskaźniki wydolnościowe. Długotrwałe narażenie na hałas, którego poziom sięga 120 dB, oprócz powyższych powoduje zaburzenia w postaci objawów neurastenicznych: drażliwość, bóle głowy, bezsenność, zaburzenia. układ hormonalny. W takich warunkach zachodzą również znaczące zmiany w stanie układu sercowo-naczyniowego: zaburzone jest napięcie naczyniowe, zaburzony jest rytm skurczów serca, wzrasta ciśnienie krwi.

Hałas ma szczególnie negatywny wpływ na dzieci i młodzież. Pogorszenie stanu funkcjonalnego analizatorów słuchowych i innych obserwuje się u dzieci już pod wpływem „szkolnego” hałasu, którego natężenie w głównych pomieszczeniach szkoły wynosi od 40 do 50 dB. W klasie średni poziom natężenia hałasu wynosi 50-80 dB, a w czasie przerw i przerw w pracy siłownie a warsztaty mogą osiągnąć 95-100 dB. Znaczenie w ograniczaniu „szkolnego” hałasu ma higieniczne poprawna lokalizacja sal lekcyjnych w budynku szkolnym, a także zastosowanie materiałów wygłuszających w dekoracji pomieszczeń, w których generowany jest znaczny hałas.

Narząd ślimakowy funkcjonuje od urodzenia dziecka, ale u noworodków występuje względna głuchota związana z cechami strukturalnymi uszu: błona bębenkowa jest grubsza niż u dorosłych i jest zlokalizowana prawie poziomo. Jama ucha środkowego u noworodków jest wypełniona płynem owodniowym, co utrudnia drganie kosteczek słuchowych. Podczas „pierwszych 1,5-2 miesięcy życia dziecka płyn ten stopniowo ustępuje, a zamiast niego powietrze dostaje się z nosogardzieli przez trąbki słuchowe (Eustachisvi). trąbka słuchowa u dzieci jest szersza i krótsza (2-2,5 cm) niż u dorosłych (3,5-4 cm), co stwarza dogodne warunki do wnikania drobnoustrojów, śluzu i płynu podczas niedomykalności, wymiotów, kataru do jamy ucha środkowego, co może powodować zapalenie ucha środkowego (zapalenie ucha środkowego).

Staje się pod koniec 2 na początku 3 miesiąca. W drugim miesiącu życia dziecko jest już w stanie rozróżniać różne tony dźwięków, w wieku 3-4 miesięcy zaczyna rozróżniać wysokość dźwięku w zakresie od 1 do 4 oktaw, a po 4-5 miesiącach dźwięki stają się bodźcami odruchowymi warunkowymi. Dzieci w wieku 5-6 miesięcy nabywają umiejętność aktywniejszego reagowania na dźwięki języka ojczystego, natomiast reakcje na dźwięki niespecyficzne stopniowo zanikają. W wieku 1-2 lat dzieci są w stanie rozróżnić prawie wszystkie dźwięki.

U osoby dorosłej próg czułości wynosi 10-12 dB, u dzieci w wieku 6-9 lat 17-24 dB, w wieku 10-12 lat - 14-19 dB. Największą ostrość słuchu uzyskuje się u dzieci w średnim i starszym wieku wiek szkolny. Dzieci lepiej odbierają niskie tony.