Cum intră sunetul în ureche. Analizor de auz

Melc este un tub flexibil format din trei camere umplute cu lichid. Lichidul este practic incompresibil, astfel încât orice mișcare a plăcii piciorului din fereastra ovală trebuie să fie însoțită de mișcarea fluidului în altă parte. La frecvențele auditive, cohleea plină cu lichid, apeductul vestibulului și alte căi de legătură dintre cohlee și lichidul cefalorahidian sunt practic închise, iar acest lucru se reflectă în membrana rotundă a ferestrei, ceea ce permite mobilitatea plăcii piciorului.

Când placa de picior etrierul se deplasează spre interior, fereastra rotundă deviază spre exterior. (Placa de picior și fereastra rotundă au aproximativ aceeași viteză volumetrică, dar se mișcă în direcții opuse.) Tocmai această interacțiune între ferestrele rotunde și ovale, precum și incompresibilitatea fluidelor cohleare, determină rolul diferenței de presiune sonoră exercitată asupra celor două ferestre cohleare în stimularea urechii interne.

Melc Este împărțit în camere de membrana bazilară, organul lui Corti, ductul cohlear și membrana lui Reissner. Proprietățile mecanice ale camerelor cohleare depind în mare măsură de proprietățile mecanice ale membranei bazilare; acesta din urmă este îngust, rigid, gros la bază și mai lat, mai flexibil și mai subțire la vârf. Deoarece fluidul este în mod esențial incompresibil, mișcarea spre interior a benzilor determină transmiterea instantanee a mișcării prin fluidele cohleei, ducând la proeminența ferestrei rotunde.

Prin urmare, cu miscare fluida, există o distribuție aproape instantanee a presiunii în diferite părți ale cohleei. Reacția diferitelor secțiuni ale cohleei cu proprietățile lor mecanice diferite în raport cu distribuția presiunii duce la apariția unei unde de călătorie și la deplasarea camerelor cohleare. Deplasarea maximă a acestei unde depinde de tonalitate și corespunde anumitor zone în care există o diferență de proprietăți mecanice. Sunetele de înaltă frecvență produc deplasare maximă în apropierea bazei dure și groase, în timp ce sunetele de joasă frecvență produc deplasare maximă la vârful flexibil și subțire.

Deoarece valîși începe calea de la bază la vârf și, de asemenea, se oprește imediat după locul de deplasare maximă; există o asimetrie în mișcarea diferitelor secțiuni ale cohleei. Toate sunetele produc o anumită deplasare a membranei bazale, în timp ce sunetele de joasă frecvență produc o deplasare predominantă la vârf. Această asimetrie afectează percepția noastră asupra sunetelor complexe (unde sunetele de joasă frecvență ne pot influența capacitatea de a percepe sunete de înaltă frecvență, dar nu invers) și se crede că influențează sensibilitatea bazei cohleei, care este responsabilă pentru frecvența sunetelor în traumatisme sonore sau prezbicuzie. Mișcarea structurilor interne ale cohleei stimulează celulele capilare ale organului Corti, oferind un stimul mai mare cu o mișcare puternică.

Anatomia urechii în trei secțiuni.
Urechea externa: 1 - auricul; 2 - canalul auditiv extern; 3 - timpan.
urechea medie: 4 - cavitatea timpanică; 5 - tubul auditiv.
Urechea internă: 6 si 7 - labirint cu canal auditiv intern si nervul vestibular-cohlear; 8 - artera carotidă internă;
9 - cartilajul tubului auditiv; 10-mușchi, ridicând velumul palatin;
11 - mușchi care tensionează velumul palatin; 12 - mușchi care tensionează membrana timpanică (mușchi Toynbee).

A) Diferența de fază a undei sonore a ferestrelor cohleare. După cum sa menționat mai devreme, cohleea răspunde la diferența de presiune acustică dintre fenestre, unde presiunea sonoră exercitată asupra ferestrei ovale este suma presiunii generate de sistemul osicular și a presiunii acustice din cavitatea urechii medii. Este important să înțelegem cum această diferență (un stimul critic pentru urechea internă) depinde de amplitudinea și faza relativă a presiunii sonore individuale în cele două ferestre.

Cu semnificative diferență amplitudinile presiunii sonore între ferestrele ovale și rotunde (atât în ​​urechea sănătoasă, cât și în ureche după timpanoplastie reușită, unde sistemul osicular crește presiunea care acționează asupra ferestrei ovale), diferența de fază are un efect neglijabil în determinarea diferenței de presiune între ferestrele.

Declin importanța fazei cu diferența de mărime este prezentată în figura de mai jos, demonstrând o situație ipotetică în care mărimea presiunii sonore a unei ferestre ovale este de zece ori (20 dB) mai mare decât presiunea sonoră a unei ferestre rotunde. Gama posibilelor diferențe de presiune în ferestre este prezentată prin două curbe, una cu amplitudinea de 9 reprezentând diferența atunci când presiunile ferestrei sunt în fază (diferență de fază de 0°), iar cealaltă curbă (cu amplitudinea de 11) indicând presiunea. diferență când fereastra este complet defazată (diferență de fază 180°). Chiar și cu efectul maxim de modificare a diferenței de fază, cele două curbe prezentate în figura de mai jos sunt similare ca mărime, în limita a 2 dB.

Cu semnificative diferență La magnitudini în jur de 100 și 1000 (40-60 dB), care apar în urechea normală și în urechile care au suferit timpanoplastie cu succes, diferența de fază are un efect redus.

Cu toate acestea, diferenta de faza poate fi semnificativă în condițiile în care mărimile presiunii sonore în zona ferestrelor ovale și rotunde sunt similare (de exemplu, atunci când lanțul de oscicule auditive este deteriorat). Cu o amplitudine și o fază similare a presiunii ferestrei, există o tendință de a se neutraliza reciproc și de a crea doar o mică diferență de presiune. Pe de altă parte, dacă presiunile ferestrei au amplitudine similară, dar faze opuse, ele se vor potența reciproc, rezultând o diferență de presiune a ferestrei similară cu mărimea presiunii aplicate.

Dacă există o diferență sigură de mărime între presiunile la ferestrele cohleei, atunci diferența de fază este de mică importanță în determinarea diferenței dintre cele două presiuni sonore.
În cazul particular prezentat, presiunea sonoră la fereastra ovală este de 10 ori (20 dB) mai mare decât la fereastra rotundă.
Un ciclu de undă de presiune fereastră (P WD) este prezentat pentru două condiții.
Linia punctată arată P WD când presiunea asupra ferestrelor ovale și rotunde este în fază, rezultând o amplitudine maximă a schimbării presiunii de 9 = 10-1.
Linia continuă arată P WD când nu există potrivire de fază, iar amplitudinea rezultată a P WD este 11 = 10-(-1).
Rețineți că ambele diferențe de amplitudine de vârf diferă cu mai puțin de 2 dB (20log 10 11/9 = 1,7 dB), chiar dacă diferența de fază se datorează diferenței maxime de mărime posibilă.
Astfel, la urechea normală și la urechea care a suferit timpanoplastie cu succes, când presiunea sonoră la fereastra ovală este mai mare datorită conducției mai mari a sunetului de-a lungul lanțului osicular, diferența de faze de presiune a sunetului la fereastra ovală și rotundă este mică. efect în determinarea rezultatului audierii. .

b) Modalități de stimulare sonoră a urechii interne. Contribuția urechii medii la diferența de presiune a ferestrei care stimulează urechea internă poate fi împărțită în mai multe căi de stimulare. Secțiunea anterioară a descris modul în care sistemul osicular transformă presiunea sonoră în canalul auditiv extern, transmițându-l către fereastra ovală. Această cale a fost numită transmisie osiculară.Există un alt mecanism numit transmisie acustică prin care urechea medie poate stimula urechea internă.

Circulaţie timpan ca răspuns la sunetul apărut în ureche, acesta creează presiune sonoră în cavitatea urechii medii. Câțiva milimetri distanță între ferestrele cohleare înseamnă că presiunea acustică a sunetului la ferestrele ovale și rotunde este similară, dar nu identică. Micile diferențe între mărimile și fazele presiunii sonore din exteriorul a două ferestre au ca rezultat o diferență mică, dar măsurabilă de presiune acustică între ele. Într-o ureche normală, mărimea diferenței de presiune care este furnizată de transmisia acustică este mică, aproximativ 60 dB, ceea ce este mai mică decât transmisia prin oscule. În consecință, transmisia osiculară domină în urechea medie sănătoasă, iar transmisia acustică poate fi ignorată.

Cu toate acestea, mai jos va fi afișate că transmiterea acustică poate avea o importanță deosebită în cazul unui defect al lanțului osicular care apare în anumite boli, precum și la nivelul urechii care a suferit reconstrucție.

Sunete ambiental poate ajunge și la urechea internă, prin vibrația întregului corp sau a capului, așa-numita conducere sonoră a corpului. Acesta este un proces mai general decât conducerea osoasă, în care vibrația afectează doar procesul mastoid. Vibrațiile induse de sunet în tot corpul și capul pot stimula urechea internă:
(1) generarea de presiune în canalul auditiv extern sau urechea medie prin exercitarea unei presiuni asupra pereților acestora,
(2) producând mișcări reciproce între osiculele auditive și urechea internă și
(3) compresia directă a urechii interne și a conținutului acesteia prin compresia fluidului și osului din jur.

DESPRE rolul conductivității sunetului corpului Se cunosc puține lucruri despre funcția normală a auzului. Cu toate acestea, măsurătorile pierderii auzului din cauza unor afecțiuni precum atrezia congenitală a canalului auditiv sugerează că întregul corp poate furniza o stimulare a urechii interne cu 60 dB mai mică decât funcția normală a osului.

Diagrama căilor de conducere de-a lungul lanțului osicular auditiv și conducerea acustică.
Transmiterea osiculelor auditive este creată de mișcarea timpanului, a osiculelor auditive și a plăcii piciorului strângerii.
Transmiterea acustică are loc datorită presiunii sonore în urechea medie, care este creată de presiunea sonoră a canalului auditiv extern și mișcarea timpanului.
Deoarece fenestrele cohleare sunt îndepărtate spațial, presiunile sonore din cavitatea urechii medii care afectează fenestrele ovale și rotunde (RW) sunt similare, dar nu identice.
Diferența ușoară dintre amplitudinile și fazele de presiune ale celor două ferestre are ca rezultat o diferență mică, dar măsurabilă a presiunii sonore între cele două ferestre.
Această diferență se numește transmisie acustică. La urechea normală, transmisia acustică este extrem de mică, iar magnitudinea sa este cu aproximativ 60 dB mai mică decât transmisia prin oscule.

V) Audiologie de conducere osoasă. Energia acustică transmisă craniului atunci când osul vibrează (diapazon sau vibrația electromagnetică a unui audiometru) pune în mișcare membrana bazală și este percepută ca sunet. Testele clinice de conducere osoasă sunt efectuate pentru a diagnostica funcția cohleară. Mecanismele prin care vibrația oaselor stimulează urechea internă au fost descrise de Tonndorf și alții și sunt similare cu cele descrise anterior pentru conducerea sunetului în întregul corp. Este important de înțeles că toate mecanismele ipotetice ale conducerii sunetului țin cont de mobilitatea relativă dintre osiculele auditive și urechea internă și că audibilitatea conducerii osoase depinde de starea patologică a canalului auditiv extern și a urechii medii.

Analizatorul auditiv percepe vibrațiile aerului și transformă energia mecanică a acestor vibrații în impulsuri, care sunt percepute în cortexul cerebral ca senzații sonore.

Partea perceptivă a analizorului auditiv include urechea externă, medie și internă (Fig. 11.8.). Urechea exterioară este reprezentată de auricul (colector de sunet) și de canalul auditiv extern, a cărui lungime este de 21-27 mm și diametrul de 6-8 mm. Urechea exterioară și cea medie sunt separate de timpan - o membrană care este slab flexibilă și slab extensibilă.

Urechea medie este alcătuită dintr-un lanț de oase interconectate: malleus, incus și stape. Mânerul malleusului este atașat de membrana timpanică, baza stâlpilor este atașată de fereastra ovală. Acesta este un fel de amplificator care amplifică vibrațiile de 20 de ori. Urechea medie are, de asemenea, doi mușchi mici care se atașează de oase. Contracția acestor mușchi duce la scăderea vibrațiilor. Presiunea din urechea medie este egalizată de trompa lui Eustachio, care se deschide în cavitatea bucală.

Urechea internă este legată de urechea medie prin fereastra ovală, de care este atașată bretele. În urechea internă există un aparat receptor format din două analizoare - perceptiv și auditiv (Fig. 11.9.). Aparatul receptorului auditiv este reprezentat de cohlee. Cohleea, lungă de 35 mm și având 2,5 spirale, este formată dintr-o porțiune osoasă și membranoasă. Partea osoasa este impartita de doua membrane: principala si vestibulara (Reisner) in trei canale (superior - vestibular, inferior - timpanic, mijlociu - timpanic). Partea de mijloc se numește pasajul cohlear (membranoasă). La vârf, canalele superioare și inferioare sunt conectate printr-un helicotremă. Canalele superioare și inferioare ale cohleei sunt umplute cu perilimfă, cele mijlocii cu endolimfă. Perilimfa seamănă cu plasmă în compoziție ionică, endolimfa seamănă cu fluidul intracelular (de 100 de ori mai mulți ioni K și de 10 ori mai mulți ioni Na).

Membrana principală este formată din fibre elastice slab întinse, astfel încât să poată vibra. Pe membrana principală - în canalul mijlociu - există receptori de percepere a sunetului - organul lui Corti (4 rânduri de celule de păr - 1 intern (3,5 mii de celule) și 3 externe - 25-30 mii de celule). Deasupra este membrana tectoreala.

Mecanisme ale vibrațiilor sonore. Undele sonore care trec prin canalul auditiv extern vibrează timpanul, ceea ce face ca oasele și membrana ferestrei ovale să se miște. Perilimfa oscilează și oscilațiile se estompează spre vârf. Vibrațiile perilimfei sunt transmise membranei vestibulare, iar aceasta din urmă începe să vibreze endolimfa și membrana principală.

În cohlee se înregistrează următoarele: 1) Potențialul total (între organul lui Corti și canalul mijlociu - 150 mV). Nu este asociat cu conducerea vibrațiilor sonore. Se datorează nivelului proceselor redox. 2) Potenţialul de acţiune al nervului auditiv. În fiziologie, este cunoscut și un al treilea efect - microfon -, care constă în următoarele: dacă electrozii sunt introduși în cohlee și conectați la un microfon, amplificat-o în prealabil și diferite cuvinte sunt pronunțate în urechea pisicii, microfonul reproduce aceleași cuvinte. Efectul microfonic este generat de suprafața celulelor de păr, deoarece deformarea firelor de păr duce la apariția unei diferențe de potențial. Cu toate acestea, acest efect depășește energia vibrațiilor sonore care l-au provocat. Prin urmare, potențialul microfonului este o transformare complexă a energiei mecanice în energie electrică și este asociat cu procesele metabolice din celulele părului. Locația potențialului microfonic este regiunea rădăcinilor de păr ale celulelor capilare. Vibrațiile sonore care acționează asupra urechii interne impun un efect microfonic asupra potențialului endocohlear.

Potențialul total diferă de potențialul microfonului prin aceea că reflectă nu forma undei sonore, ci anvelopa acesteia și apare atunci când sunetele de înaltă frecvență acționează asupra urechii (Fig. 11.10.).

Potențialul de acțiune al nervului auditiv este generat ca urmare a excitației electrice care are loc în celulele părului sub forma unui efect de microfon și a unui potențial de sumă.

Există sinapse între celulele părului și terminațiile nervoase și au loc atât mecanisme de transmisie chimică, cât și electrică.

Mecanism de transmitere a sunetului de diferite frecvențe. Multă vreme, sistemul rezonator a dominat în fiziologie. Teoria Helmholtz: pe membrana principală sunt întinse corzi de lungimi diferite; ca o harpă, au frecvențe de vibrație diferite. Când este expusă la sunet, acea parte a membranei care este reglată la rezonanță la o anumită frecvență începe să vibreze. Vibrațiile firelor tensionate irită receptorii corespunzători. Cu toate acestea, această teorie este criticată deoarece corzile nu sunt tensionate și vibrațiile lor includ prea multe fibre membranare la un moment dat.

Merită atenție Teoria Bekes. Există un fenomen de rezonanță în cohlee, cu toate acestea, substratul rezonant nu sunt fibrele membranei principale, ci o coloană de lichid de o anumită lungime. Potrivit lui Bekeshe, cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât lungimea coloanei oscilante de lichid este mai mică. Sub influența sunetelor de joasă frecvență, lungimea coloanei oscilante de lichid crește, captând cea mai mare parte a membranei principale și nu vibrează fibrele individuale, ci o parte semnificativă a acestora. Fiecare pas corespunde unui anumit număr de receptori.

În prezent, cea mai comună teorie a percepției sunetului de diferite frecvențe este „Teoria locului”, conform căruia nu este exclusă participarea celulelor perceptive la analiza semnalelor auditive. Se presupune că celulele de păr situate în diferite părți ale membranei principale au labilitate diferită, ceea ce afectează percepția sunetului, adică vorbim despre reglarea celulelor părului la sunete de diferite frecvențe.

Deteriorarea diferitelor părți ale membranei principale duce la o slăbire a fenomenelor electrice care apar atunci când sunt iritate de sunete de diferite frecvențe.

Conform teoriei rezonanței, diferite părți ale plăcii principale răspund prin vibrarea fibrelor lor la sunete cu înălțimi diferite. Puterea sunetului depinde de magnitudinea vibrațiilor undelor sonore care sunt percepute de timpan. Cu cât sunetul este mai puternic, cu atât vibrația undelor sonore și, în consecință, timpanul este mai mare. Înălțimea sunetului depinde de frecvența de vibrație a undelor sonore.Frecvența vibrațiilor pe unitatea de timp va fi mai mare. percepute de organul auzului sub formă de tonuri mai înalte (sunete fine, înalte ale vocii) Vibrațiile de frecvență joasă ale undelor sonore sunt percepute de organul auzului sub formă de tonuri joase (bas, sunete aspre și voci) .

Percepția înălțimii, a intensității sunetului și a locației sursei de sunet începe atunci când undele sonore intră în urechea exterioară, unde vibrează timpanul. Vibrațiile membranei timpanice prin sistemul osiculelor auditive ale urechii medii sunt transmise membranei ferestrei ovale, ceea ce provoacă vibrații ale perilimfei scalei vestibulare (superioare). Aceste vibrații se transmit prin helicotremă către perilimfa scalei timpanului (inferioară) și ajung la fereastra rotundă, deplasându-și membrana spre cavitatea urechii medii. Vibrațiile perilimfei sunt transmise și endolimfei canalului membranos (mediu), ceea ce face ca membrana principală, formată din fibre individuale întinse ca și corzile pianului, să vibreze. Când sunt expuse la sunet, fibrele membranei încep să vibreze împreună cu celulele receptore ale organului Corti situat pe ele. În acest caz, firele de păr ale celulelor receptore intră în contact cu membrana tectorială, iar cilii celulelor capilare sunt deformați. În primul rând, apare un potențial receptor și apoi un potențial de acțiune (impulsul nervos), care este apoi transportat de-a lungul nervului auditiv și transmis către alte părți ale analizorului auditiv.

Și morfologii numesc această structură organelukha și echilibru (organu vestibulo-cochleare). Are trei secțiuni:

• urechea externă (conductul auditiv extern, auriculă cu mușchi și ligamente);
• urechea medie (cavitatea timpanică, anexele mastoidiene, tubul auditiv)
• (labirint membranos situat în labirintul osos din interiorul piramidei osoase).

1. Urechea exterioară concentrează vibrațiile sonore și le direcționează către orificiul auditiv extern.

2. Canalul auditiv conduce vibrațiile sonore către timpan

3. Timpanul este o membrană care vibrează sub influența sunetului.

4. Mareleul cu mânerul său este atașat de centrul timpanului cu ajutorul ligamentelor, iar capul său este legat de incusul (5), care, la rândul său, este atașat de stape (6).

Mușchii minuscuri ajută la transmiterea sunetului prin reglarea mișcării acestor osule.

7. Tubul Eustachian (sau auditiv) leagă urechea medie de nazofaringe. Când presiunea aerului ambiental se modifică, presiunea de pe ambele părți ale timpanului este egalizată prin tubul auditiv.

Organul lui Corti este format dintr-un număr de celule senzoriale, piloase (12) care acoperă membrana bazilară (13). Undele sonore sunt captate de celulele părului și transformate în impulsuri electrice. Aceste impulsuri electrice sunt apoi transmise de-a lungul nervului auditiv (11) către creier. Nervul auditiv este format din mii de fibre nervoase minuscule. Fiecare fibră pornește dintr-o anumită parte a cohleei și transmite o anumită frecvență a sunetului. Sunetele de joasă frecvență sunt transmise prin fibrele care emană din vârful cohleei (14), iar sunetele de înaltă frecvență sunt transmise prin fibre conectate la baza acesteia. Astfel, funcția urechii interne este de a converti vibrațiile mecanice în vibrații electrice, deoarece creierul poate percepe doar semnale electrice.

Urechea externa este un dispozitiv de colectare a sunetului. Canalul auditiv extern conduce vibrațiile sonore către timpan. Timpanul, care separă urechea exterioară de cavitatea timpanică sau urechea medie, este o partiție subțire (0,1 mm) în formă de pâlnie interioară. Membrana vibrează sub acțiunea vibrațiilor sonore care vin spre ea prin canalul auditiv extern.

Vibrațiile sonore sunt captate de urechi (la animale se pot întoarce spre sursa sonoră) și transmise prin canalul auditiv extern către timpan, care separă urechea externă de urechea medie. Captarea sunetului și întregul proces de ascultare cu două urechi - așa-numita auz binaural - este importantă pentru determinarea direcției sunetului. Vibrațiile sonore care vin din lateral ajung la cea mai apropiată ureche cu câteva zece miimi de secundă (0,0006 s) mai devreme decât cealaltă. Această diferență nesemnificativă în momentul sosirii sunetului la ambele urechi este suficientă pentru a determina direcția acestuia.

urechea medie este un dispozitiv conducător de sunet. Este o cavitate de aer care se conectează prin tubul auditiv (Eustachian) cu cavitatea nazofaringelui. Vibrațiile din timpan prin urechea medie sunt transmise prin 3 osicule auditive conectate între ele - ciocanul, incusul și staplele, iar acesta din urmă, prin membrana ferestrei ovale, transmite aceste vibrații fluidului situat în urechea internă - perilimfă.

Datorită particularităților geometriei osiculelor auditive, vibrațiile timpanului de amplitudine redusă, dar rezistență crescută sunt transmise bretei. În plus, suprafața bretei este de 22 de ori mai mică decât timpanul, ceea ce crește presiunea acestuia asupra membranei ferestrei ovale cu aceeași cantitate. Ca urmare, chiar și undele sonore slabe care acționează asupra timpanului pot depăși rezistența membranei ferestrei ovale a vestibulului și pot duce la vibrații ale fluidului din cohlee.

În timpul sunetelor puternice, mușchii speciali reduc mobilitatea timpanului și a osiculelor auditive, adaptând aparatul auditiv la astfel de modificări ale stimulului și protejând urechea internă de distrugere.

Datorită conexiunii cavității de aer a urechii medii cu cavitatea nazofaringelui prin tubul auditiv, devine posibilă egalizarea presiunii de pe ambele părți ale timpanului, ceea ce previne ruperea acestuia în timpul schimbărilor semnificative de presiune în mediul extern. - la scufundări sub apă, urcare la o înălțime, împușcare etc. Aceasta este barofuncția urechii.

Există doi mușchi în urechea medie: tensorul timpanului și stapediul. Primul dintre ele, contractându-se, crește tensiunea timpanului și, prin urmare, limitează amplitudinea vibrațiilor acestuia în timpul sunetelor puternice, iar al doilea fixează staplele și limitează astfel mișcările acestuia. Contracția reflexă a acestor mușchi apare la 10 ms după declanșarea unui sunet puternic și depinde de amplitudinea acestuia. Acest lucru protejează automat urechea internă de suprasolicitare. În cazul unor iritații puternice instantanee (impacturi, explozii etc.), acest mecanism de protecție nu are timp să funcționeze, ceea ce poate duce la deficiențe de auz (de exemplu, printre bombardieri și artilerişti).

Urechea internă este un aparat de percepere a sunetului. Este situat în piramida osului temporal și conține cohleea, care la om formează 2,5 spire spiralate. Canalul cohlear este împărțit de două partiții, membrana principală și membrana vestibulară în 3 pasaje înguste: superior (scala vestibulară), mijlociu (canal membranos) și inferior (scala timpanului). În vârful cohleei există o deschidere care leagă canalele superioare și inferioare într-unul singur, mergând de la fereastra ovală la vârful cohleei și apoi la fereastra rotundă. Cavitatea sa este umplută cu lichid - perilimfă, iar cavitatea canalului membranos mijlociu este umplută cu un fluid cu o compoziție diferită - endolimfă. În canalul mijlociu se află un aparat de percepere a sunetului - organul lui Corti, în care există mecanoreceptori ai vibrațiilor sonore - celule de păr.

Principala cale de transmitere a sunetelor către ureche este aeriana. Sunetul care se apropie vibrează timpanul, iar apoi prin lanțul de osule auditive vibrațiile sunt transmise către fereastra ovală. În același timp, apar și vibrații ale aerului din cavitatea timpanică, care sunt transmise membranei ferestrei rotunde.

Un alt mod de a transmite sunete la cohlee este conducere tisulară sau osoasă . În acest caz, sunetul acționează direct pe suprafața craniului, făcându-l să vibreze. Calea osoasă pentru transmiterea sunetului devine de mare importanță dacă un obiect care vibra (de exemplu, tulpina unui diapazon) intră în contact cu craniul, precum și în bolile sistemului urechii medii, atunci când transmiterea sunetelor prin lanțul de osicule auditive este întreruptă. . În plus față de calea aerului pentru conducerea undelor sonore, există o cale de țesut sau os.

Sub influența vibrațiilor sunetului aerian, precum și atunci când vibratoarele (de exemplu, un telefon osos sau un diapazon osos) intră în contact cu tegumentul capului, oasele craniului încep să vibreze (începe și labirintul osos). a vibra). Pe baza celor mai recente date (Bekesy și alții), se poate presupune că sunetele care se propagă de-a lungul oaselor craniului excită organul lui Corti doar dacă, similar undelor de aer, provoacă arcuirea unei anumite secțiuni a membranei principale.

Capacitatea oaselor craniului de a conduce sunetul explică de ce persoanei însuși vocea sa, înregistrată pe bandă, pare străină atunci când înregistrarea este redată, în timp ce alții o recunosc cu ușurință. Faptul este că înregistrarea pe bandă nu vă reproduce întreaga voce. De obicei, când vorbești, auzi nu numai acele sunete pe care le aud și interlocutorii tăi (adică acele sunete care sunt percepute datorită conducției aer-lichid), ci și acele sunete de joasă frecvență, al căror conductor este oasele tale. craniu. Cu toate acestea, atunci când ascultați o înregistrare pe bandă a propriei voci, auziți doar ceea ce ar putea fi înregistrat - sunete al căror conductor este aerul.

Auzul binaural . Oamenii și animalele au auz spațial, adică capacitatea de a determina poziția unei surse de sunet în spațiu. Această proprietate se bazează pe prezența auzului binaural sau a ascultarii cu două urechi. De asemenea, este important pentru el să aibă două jumătăți simetrice la toate nivelurile. Acuitatea auzului binaural la om este foarte mare: poziția sursei de sunet este determinată cu o precizie de 1 grad unghiular. Baza pentru aceasta este capacitatea neuronilor din sistemul auditiv de a evalua diferențele interaurale (inter-urechi) în momentul sosirii sunetului la urechea dreaptă și stângă și intensitatea sunetului în fiecare ureche. Dacă sursa de sunet este situată departe de linia mediană a capului, unda sonoră ajunge la o ureche puțin mai devreme și are o putere mai mare decât la cealaltă ureche. Evaluarea distanței unei surse de sunet față de corp este asociată cu o slăbire a sunetului și o schimbare a timbrului acestuia.

Când urechea dreaptă și stângă sunt stimulate separat prin căști, o întârziere între sunete de 11 μs sau o diferență de 1 dB în intensitatea celor două sunete are ca rezultat o schimbare aparentă a localizării sursei de sunet de la linia mediană către un sunet mai devreme sau mai puternic. Centrii auditivi sunt adaptați acut la o anumită gamă de diferențe interaurale în timp și intensitate. De asemenea, s-au descoperit celule care răspund doar la o anumită direcție de mișcare a unei surse de sunet în spațiu.

Auriculul, canalul auditiv extern, membrana timpanică, osiculele auditive, ligamentul inelar al ferestrei ovale, membrana ferestrei rotunde (membrana timpanică secundară), lichidul labirintic (perilimfa) și membrana principală participă la conducerea vibrațiilor sonore.

La om, rolul auricularului este relativ mic. La animalele care au capacitatea de a-și mișca urechile, pinele ajută la determinarea direcției sursei sunetului. La oameni, pavilionul auricular, ca un megafon, colectează doar unde sonore. Cu toate acestea, în acest sens, rolul său este nesemnificativ. Prin urmare, atunci când o persoană ascultă sunete liniștite, își pune palma la ureche, datorită cărora suprafața auriculului crește semnificativ.

Undele sonore, după ce au pătruns în canalul auditiv, pun timpanul într-o vibrație prietenoasă, care transmite vibrațiile sonore prin lanțul de osicule auditive către fereastra ovală și mai departe către perilimfa urechii interne.

Timpanul răspunde nu numai la acele sunete al căror număr de vibrații coincide cu propriul ton (800-1000 Hz), ci și la orice sunet. Această rezonanță se numește universală, spre deosebire de rezonanța acută, atunci când un corp de sunet secundar (de exemplu, o coardă de pian) răspunde la un singur ton specific.

Timpanul și osiculele auditive nu transmit pur și simplu vibrațiile sonore care intră în canalul auditiv extern, ci le transformă, adică transformă vibrațiile aerului cu amplitudine mare și presiune scăzută în vibrații ale fluidului labirint cu amplitudine mică și presiune mare.

Această transformare se realizează datorită următoarelor condiții: 1) suprafața membranei timpanice este de 15-20 de ori mai mare decât aria ferestrei ovale; 2) martul și incusul formează o pârghie inegală, astfel încât excursiile făcute de placa piciorului treptelor sunt de aproximativ o ori și jumătate mai mici decât excursiile mânerului martului.

Efectul general al efectului de transformare al timpanului și al sistemului de pârghii al osiculelor auditive este exprimat printr-o creștere a intensității sunetului cu 25-30 dB.

Încălcarea acestui mecanism în caz de deteriorare a timpanului și boli ale urechii medii duce la o scădere corespunzătoare a auzului, adică cu 25-30 dB.

Pentru funcționarea normală a timpanului și a lanțului de ostele auditive, este necesar ca presiunea aerului de pe ambele părți ale timpanului, adică în canalul auditiv extern și în cavitatea timpanică, să fie aceeași.

Această egalizare a presiunii are loc datorită funcției de ventilație a tubului auditiv, care leagă cavitatea timpanică de nazofaringe. La fiecare mișcare de înghițire, aerul din nazofaringe pătrunde în cavitatea timpanică și astfel presiunea aerului din cavitatea timpanică este întotdeauna menținută la nivel atmosferic, adică la același nivel ca în canalul auditiv extern.

Aparatul conducător al sunetului include și mușchii urechii medii, care îndeplinesc următoarele funcții: 1) menținerea tonusului normal al timpanului și al lanțului de ostele auditive; 2) protecția urechii interne de stimularea excesivă a sunetului; 3) acomodare, adică adaptarea aparatului de conducere a sunetului la sunete de diferite forțe și înălțimi.

Când mușchiul care întinde membrana timpanică se contractă, sensibilitatea auditivă crește, ceea ce dă motive să considerăm acest mușchi „alarmant”. Mușchiul stapedius joacă rolul opus - atunci când se contractă, limitează mișcările etrierului și astfel, parcă, atenuează sunetele prea puternice.

Urechea exterioară include pinna, canalul urechii și timpanul, care acoperă capătul interior al canalului urechii. Conductul urechii are o formă curbată neregulat. La un adult, lungimea sa este de aproximativ 2,5 cm și diametrul este de aproximativ 8 mm. Suprafața canalului urechii este acoperită cu fire de păr și conține glande care secretă ceară, care este necesară pentru menținerea umidității în piele. Canalul urechii asigură, de asemenea, temperatură și umiditate constante timpanului.

• urechea medie

Urechea medie este o cavitate plină de aer în spatele timpanului. Această cavitate se conectează la nazofaringe prin trompa lui Eustachio, un canal cartilaginos îngust care este de obicei închis. Mișcările de înghițire deschid trompa lui Eustachio, ceea ce permite aerului să intre în cavitate și egalizează presiunea de pe ambele părți ale timpanului pentru o mobilitate optimă. În cavitatea urechii medii există trei osicule auditive în miniatură: maleusul, incusul și stape. Un capăt al maleusului este conectat la timpan, celălalt capăt este conectat la incus, care, la rândul său, este conectat la etrier, iar etrierul la cohleea urechii interne. Timpanul vibrează constant sub influența sunetelor captate de ureche, iar osiculele auditive își transmit vibrațiile către urechea internă.

• Urechea internă

Urechea internă conține mai multe structuri, dar numai cohleea, care își ia numele datorită formei sale spiralate, este legată de auz. Cohleea este împărțită în trei canale umplute cu lichide limfatice. Lichidul din canalul din mijloc are o compoziție diferită de lichidul din celelalte două canale. Organul direct responsabil de auz (organul lui Corti) este situat în canalul mijlociu. Organul lui Corti conține aproximativ 30.000 de celule de păr care detectează vibrațiile fluide în canal cauzate de mișcarea benzilor și generează impulsuri electrice care sunt transmise de-a lungul nervului auditiv către cortexul auditiv. Fiecare celulă de păr răspunde la o frecvență specifică a sunetului, cu frecvențe înalte acordate la celulele din partea inferioară a cohleei și celulele acordate la frecvențe joase situate în partea superioară a cohleei. Dacă celulele de păr mor din orice motiv, o persoană încetează să mai perceapă sunete cu frecvențele corespunzătoare.

• Căile auditive

Căile auditive sunt o colecție de fibre nervoase care conduc impulsurile nervoase de la cohlee la centrii auditivi ai cortexului cerebral, rezultând senzații auditive. Centrii auditivi sunt localizați în lobii temporali ai creierului. Timpul necesar semnalului auditiv pentru a călători de la urechea exterioară la centrii auditivi ai creierului este de aproximativ 10 milisecunde.

Cum funcționează urechea umană (desen prin amabilitatea Siemens)

Percepția sunetului

Urechea convertește secvențial sunetele în vibrații mecanice ale timpanului și ale osiculelor auditive, apoi în vibrații ale fluidului din cohlee și, în final, în impulsuri electrice, care sunt transmise de-a lungul căilor sistemului auditiv central către lobii temporali ai creierului pentru recunoaștere și prelucrare.
Creierul și nodurile intermediare ale căilor auditive extrag nu numai informații despre înălțimea și volumul sunetului, ci și despre alte caracteristici ale sunetului, de exemplu, intervalul de timp dintre momentele în care urechea dreaptă și urechea stângă captează sunetul. - aceasta este baza capacității unei persoane de a determina direcția în care vine sunetul. În acest caz, creierul evaluează atât informațiile primite de la fiecare ureche separat și combină toate informațiile primite într-o singură senzație.

Creierul nostru stochează „modele” ale sunetelor din jurul nostru - voci familiare, muzică, sunete periculoase etc. Acest lucru ajută creierul, atunci când procesează informații despre sunet, să distingă rapid sunetele familiare de cele necunoscute. Odată cu pierderea auzului, creierul începe să primească informații distorsionate (sunetele devin mai silențioase), ceea ce duce la erori în interpretarea sunetelor. Pe de altă parte, problemele creierului cauzate de îmbătrânire, leziuni ale capului sau boli și tulburări neurologice pot fi însoțite de simptome similare cu cele ale pierderii auzului, cum ar fi neatenția, retragerea din mediu și reacții inadecvate. Pentru a auzi și înțelege corect sunetele, este necesară o muncă coordonată a analizorului auditiv și a creierului. Astfel, fără exagerare, putem spune că o persoană aude nu cu urechile, ci cu creierul!