Cum intră sunetul în ureche. analizor auditiv

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

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

Melcîmpărțit 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, mobil și subțire la vârf. Deoarece fluidul este inerent incompresibil, mișcarea spre interior a etrierului determină transmiterea momentană a mișcării prin fluidele cohleei, rezultând o proeminență a ferestrei circulare.

În acest fel, cu deplasarea lichidelor, există o distribuție aproape instantanee a presiunii în diferite departamente 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 ton și corespunde anumitor zone în care există o diferență de proprietăți mecanice. Sunetele de înaltă frecvență produc deplasare maximă lângă o bază tare și groasă, în timp ce sunetele de frecvență joasă produc deplasare maximă la un vârf moale și subțire.

Pentru că valîși începe drumul de la bază spre 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 apicală predominantă. Această asimetrie afectează percepția noastră asupra sunetelor complexe (unde sunetele de joasă frecvență ne pot afecta capacitatea de a percepe sunete de înaltă frecvență, dar nu invers) și se crede că afectează sensibilitatea bazei cohleei, care este responsabilă pentru sunetele de înaltă frecvență în traumatisme sonore sau prezbicuzie. Mișcarea structurilor interne ale cohleei stimulează celulele părului din organul Corti, oferind mai mult stimul cu o mișcare puternică.

Anatomia urechii în trei secțiuni.
urechea externa: 1 - auricul; 2 - meatul auditiv extern; 3 - membrana timpanica.
urechea medie: 4 - cavitatea timpanică; 5 - tubul auditiv.
urechea internă: 6 si 7 - labirint cu meatul auditiv intern si nervul vestibulocohlear; 8 - artera carotidă internă;
9 - cartilajul tubului auditiv; 10-muschi care ridica cortina palatina;
11 - încordarea musculară a cortinei palatine; 12 - mușchi care tensionează timpanul (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 ferestrele cohleare, 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 (cel mai important stimul pentru urechea internă) depinde de amplitudinea și faza relativă a presiunilor sonore individuale din cele două ferestre.

Cu un semnificativ diferență amplitudinile presiunii sonore dintre foramenul oval și foramenul oval (atât în ​​urechea sănătoasă, cât și în ureche după timpanoplastie reușită, când sistemul osicular crește presiunea exercitată asupra foramenului oval), diferența de fază are un efect redus în determinarea presiunii. diferență între ferestre.

declin importanța fazei cu o diferență de mărime este prezentată în figura de mai jos, arătând 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 pe ferestre este prezentată de două curbe, dintre care una, cu o amplitudine de 9, reprezintă diferența atunci când presiunile ferestrei sunt în fază (diferența de fază 0°), iar cealaltă curbă (cu o amplitudine de 0°). 11) arată diferența de presiune atunci când fereastra este complet defazată (diferență de fază de 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 un semnificativ diferențăîn 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 regiunea ferestrelor ovale și rotunde sunt similare (de exemplu, când lanțul osicular este deteriorat). Cu o amplitudine și o fază similare a ferestrelor de presiune, 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 semnificativă de mărime între presiunile ferestrei cohleare, atunci diferența de fază este de mică importanță în determinarea diferenței dintre cele două presiuni sonore.
În cazul specific prezentat, presiunea sonoră la fereastra ovală este de 10 ori (20 dB) mai mare decât cea la fereastra rotundă.
Un ciclu al undei de presiune a ferestrei (P WD) este prezentat pentru două stări.
Linia punctată arată P WD când presiunea asupra ferestrelor ovale și rotunde este în fază, rezultând o amplitudine maximă a modificării presiunii de 9 = 10-1.
Linia continuă arată P WD în absența potrivirii de fază și, ca urmare, amplitudinea 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 posibile de amplitudine.
Astfel, la urechea normală și la urechea timpanoplastică reușită, când presiunea sonoră la nivelul foramenului oval este mai mare datorită conducerii mai mari a sunetului de-a lungul lanțului osicular, diferența de fază a presiunii sonore dintre foramenul oval și fereastra rotundă are efect redus în determinarea rezultatului audiției.

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. În secțiunea anterioară a fost descris modul în care sistemul osicular transformă presiunea sonoră în canalul auditiv extern, transmițându-l către foramenul oval. Această cale a fost numită transmisie osiculară.Există un alt mecanism, numit transmisie acustică, prin care urechea medie poate stimula urechea internă.

Trafic timpan ca răspuns la sunetul care apare în, creează presiune sonoră în cavitatea urechii medii. Câțiva milimetri distanță între ferestrele cohleare este motivul pentru care presiunea acustică a sunetului la ferestrele ovale și rotunde sunt similare, dar nu identice. Micile diferențe între mărimile și fazele presiunii sonore din exteriorul celor două ferestre au ca rezultat o diferență mică, dar măsurabilă de presiune acustică între ele. Într-o ureche normală, mărimea diferenței de presiune furnizată de transmisia acustică este mică, în jur de 60 dB, ceea ce este mai mică decât transmisia prin oscule. Prin urmare, transmisia osiculară domină în urechea medie sănătoasă și transmisia acustică poate fi ignorată.

Cu toate acestea, mai jos va afișate că transmisia acustică poate avea o importanță deosebită în cazul unui defect al lanțului osicular care apare în anumite boli, precum și în urechea reconstruită.

sunetul ambiental poate ajunge și la urechea interioară, prin vibrația întregului corp sau a capului, așa-numita conducere sonoră a corpului. Acesta este un proces mai general decât conducerea osoasă, în care doar procesul mastoid este afectat de vibrație. Vibrațiile induse de sunet ale întregului corp și ale capului 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.

O rolul de conducere a sunetului a corpului se cunosc puține lucruri despre funcția auditivă normală. Cu toate acestea, măsurătorile pierderii auzului din cauza unor afecțiuni cum ar fi atrezia congenitală a canalului urechii sugerează că întregul corp poate furniza stimulare urechii interne cu 60 dB mai puțin decât funcția normală a osului.

Schema căilor de conducere de-a lungul lanțului osicular și conducerea acustică.
Transmiterea osiculelor auditive este creată de mișcarea membranei timpanice, a osiculelor auditive și a plăcii piciorului etrierului.
Transmiterea acustică are loc datorită presiunii sonore în urechea medie, care este creată de presiunea sonoră a canalului auditiv extern și mișcarea membranei timpanice.
Deoarece ferestrele cohleare sunt îndepărtate spațial, presiunile sonore ale urechii medii la ferestrele ovale și rotunde (RW) sunt similare, dar nu identice.
O mică diferență între amplitudinile fazei de presiune la cele 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 scăzută, iar magnitudinea sa este cu aproximativ 60 dB mai mică decât transmisia prin osiculele auditive.

în) Audiologie de conducere osoasă. Energia acustică transmisă craniului în timpul vibrației osoase (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 colab. și sunt similare cu cele descrise anterior pentru transmiterea sunetului întregului corp. Este important de înțeles că toate mecanismele ipotetice ale conducerii sunetului iau în considerare mobilitatea relativă dintre osiculele auditive și urechea internă, precum și faptul că audibilitatea în timpul 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 receptivă a analizorului auditiv include - urechea externă, medie și internă (Fig. 11.8.). Urechea exterioară este reprezentată de auricul (captorul de sunet) și meatul auditiv extern, a cărui lungime este de 21-27 mm și diametrul de 6-8 mm. Urechea exterioară și cea medie sunt separate de membrana timpanică - o membrană ușor flexibilă și ușor extensibilă.

Urechea medie este formată dintr-un lanț de oase interconectate: ciocanul, nicovala și etrierul. Mânerul malleusului este atașat de membrana timpanică, baza etrierului este atașată de fereastra ovală. Acesta este un fel de amplificator care amplifică vibrațiile de 20 de ori. În urechea medie, în plus, există doi mușchi mici atașați de oase. Contractia acestor muschi duce la scaderea oscilatiilor. Presiunea din urechea medie este egalizată de trompa lui Eustachio, care se deschide în gură.

Urechea internă este conectată cu urechea medie printr-o fereastră ovală, de care este atașat un etrier. În urechea internă există un aparat receptor format din două analizoare - perceptiv și auditiv (Fig. 11.9.). Aparatul receptor al auzului este reprezentat de cohlee. Cohleea, lungă de 35 mm și având 2,5 bucle, este formată dintr-o porțiune osoasă și membranoasă. Partea osoasă este împărțită de două membrane: principală și vestibulară (Reissner) în trei canale (superioară - vestibulară, inferioară - timpanică, mijlocie - timpanică). Partea de mijloc se numește pasajul cohlear (pântuit). La vârf, canalele superioare și inferioare sunt conectate prin helicotremă. Canalele superioare și inferioare ale cohleei sunt umplute cu perilimfă, cele medii cu endolimfă. Din punct de vedere al compoziției ionice, perilimfa seamănă cu plasma, 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 poate fluctua. Pe membrana principală - în canalul mijlociu există receptori de percepție 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). Top - membrană tectorială.

Mecanisme de conducere a vibrațiilor sonore. Undele sonore care trec prin canalul auditiv extern vibrează membrana timpanică, aceasta din urmă pune în mișcare oasele și membrana ferestrei ovale. Perilimfa oscilează și în vârf oscilațiile se estompează. 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 are legătură cu conducerea vibrațiilor sonore. Se datorează ecuației proceselor redox. 2) Potențialul de acțiune al nervului auditiv. În fiziologie, este cunoscut și al treilea efect - microfon -, care constă în următoarele: dacă electrozi sunt introduși în cohlee și conectați la un microfon, după amplificarea acestuia, și pronunțarea diferitelor cuvinte în urechea pisicii, atunci 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 dificilă a energiei mecanice în energie electrică și este asociat cu procesele metabolice din celulele părului. Locul de apariție a potențialului microfonului este regiunea rădăcinilor firelor de păr ale celulelor capilare. Vibrațiile sonore care acționează asupra urechii interne impun un efect microfonic emergent asupra potențialului endocohlear.

Potențialul total diferă de cel al microfonului prin faptul 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 net.

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

Mecanismul de transmitere a sunetului de diferite frecvențe. Multă vreme, fiziologia a fost dominată de rezonator Teoria Helmholtz: corzile de lungimi diferite sunt intinse pe membrana principala, ca o harpa au frecvente de vibratie diferite. Sub acțiunea sunetului, acea parte a membranei care este acordată la rezonanță cu o frecvență dată începe să oscileze. Vibrațiile firelor întinse irită receptorii corespunzători. Cu toate acestea, această teorie este criticată deoarece corzile nu sunt întinse și vibrațiile lor la un moment dat implică prea multe fibre membranare.

Merită atenție Teoria Bekeshe. 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 Bekesche, cu cât frecvența sunetului este mai mare, cu atât lungimea coloanei de lichid oscilante este mai mică. Sub acțiunea sunetelor de joasă frecvență, lungimea coloanei de lichid oscilant 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 pentru percepția sunetului de diferite frecvențe este "teoria locului"”, conform căruia nu este exclusă participarea celulelor perceptive la analiza semnalelor auditive. Se presupune că celulele părului situate pe 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 secțiuni ale plăcii principale reacționează prin vibrarea fibrelor lor la sunete de diferite înălțimi. Puterea sunetului depinde de magnitudinea vibrațiilor undelor sonore care sunt percepute de timpan. Sunetul va fi cu atât mai puternic, cu atât amploarea vibrațiilor undelor sonore și, în consecință, a timpanului este mai mare. Înălțimea sunetului depinde de frecvența vibrațiilor undelor sonore. Cu cât frecvența vibrațiilor pe unitatea de timp va fi mai mare. . percepută de ureche sub formă de tonuri mai înalte (sunete de voce subțiri, înalte) O frecvență mai scăzută a undelor sonore este percepută de ureche sub formă de tonuri joase (sunete bas, aspre și voci).

Percepția înălțimii, a intensității sunetului și a locației sursei de sunet începe cu undele sonore care intră în urechea exterioară, unde pun timpanul în mișcare. Vibrațiile membranei timpanice sunt transmise prin sistemul osiculelor auditive ale urechii medii către membrana ferestrei ovale, ceea ce provoacă oscilații ale perilimfei scalei vestibulare (superioare). Aceste vibrații se transmit prin helicotremă către perilimfa scării timpanice (inferioare) și ajung la fereastra rotundă, deplasându-și membrana spre cavitatea urechii medii. Vibrațiile perilimfei sunt transmise și endolimfei canalului membranos (de mijloc), ceea ce duce la mișcări oscilatorii ale membranei principale, constând din fibre individuale întinse precum coarde de pian. Sub acțiunea sunetului, fibrele membranei intră în mișcare oscilativă împreună cu celulele receptore ale organului Corti situat pe ele. În acest caz, firele de păr ale celulelor receptore sunt în contact cu membrana tectorială, 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 organel și echilibru (organu vestibulo-cochleare). Are trei departamente:

• 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. În canalul auditiv conduce vibrațiile sonore către timpan

3. Timpanul este o membrană care vibrează atunci când este expus la sunet.

4. Ciocanul cu mânerul său este atașat de centrul timpanului cu ajutorul ligamentelor, iar capul său este legat de nicovală (5), care, la rândul său, este atașată de etrierul (6).

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

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

Organul lui Corti este format dintr-un număr de celule sensibile, păroase (12) care acoperă membrana bazilară (13). Undele sonore sunt captate de celulele părului și transformate în impulsuri electrice. În plus, aceste impulsuri electrice sunt transmise de-a lungul nervului auditiv (11) către creier. Nervul auditiv este format din mii dintre cele mai fine fibre nervoase. Fiecare fibră pornește dintr-o secțiune specifică a cohleei și transmite o frecvență specifică a sunetului. Sunetele de joasă frecvență sunt transmise de-a lungul fibrelor care emană din partea superioară a cohleei (14), iar sunetele de înaltă frecvență sunt transmise de-a lungul fibrelor asociate cu 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 absorbant de sunet. Canalul auditiv extern conduce vibrațiile sonore către timpan. Membrana timpanică, care separă urechea exterioară de cavitatea timpanică, sau urechea medie, este un sept subțire (0,1 mm) în formă de pâlnie interioară. Membrana vibrează sub acțiunea vibrațiilor sonore care ajung la ea prin canalul auditiv extern.

Vibrațiile sonore sunt preluate de auricule (la animale se pot întoarce spre sursa sonoră) și transmise prin canalul auditiv extern către membrana timpanică, care separă urechea externă de urechea medie. Preluarea sunetului și a întregului 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 neglijabilă în momentul în care sunetul ajunge la ambele urechi este suficientă pentru a determina direcția acestuia.

urechea medie este un dispozitiv conducător de sunet. Este o cavitate de aer, care prin tubul auditiv (Eustachian) este conectată la cavitatea nazofaringiană. Vibrațiile de la membrana timpanică prin urechea medie sunt transmise prin 3 osicule auditive legate între ele - ciocanul, nicovala și etrierul, iar acesta din urmă prin membrana ferestrei ovale transmite aceste vibrații ale fluidului din urechea internă - perilimfa. .

Datorită particularităților geometriei osiculelor auditive, vibrațiile membranei timpanice de amplitudine redusă, dar rezistență crescută, sunt transmise etrierului. În plus, suprafața etrierului este de 22 de ori mai mică decât membrana timpanică, ceea ce crește presiunea acesteia asupra membranei ferestrei ovale cu aceeași cantitate. Drept urmare, chiar și undele sonore slabe care acționează asupra membranei timpanice sunt capabile să depășească rezistența membranei ferestrei ovale a vestibulului și să conducă la fluctuații ale fluidului din cohlee.

Cu sunete puternice, mușchii speciali reduc mobilitatea timpanului și a oselor auditive, adaptând aparatul auditiv la astfel de modificări ale stimulului și protejând urechea internă de distrugere.

Datorită conexiunii prin tubul auditiv al cavității de aer a urechii medii cu cavitatea nazofaringelui, devine posibilă egalizarea presiunii de pe ambele părți ale membranei timpanice, ceea ce împiedică ruperea acesteia în timpul schimbărilor semnificative de presiune în exterior. mediu - atunci când scufundăm sub apă, urcați la o înălțime, trageți, etc. Aceasta este barofuncția urechii.

Există doi mușchi în urechea medie: membrana tensor timpanică și etrierul. Primul dintre ele, contractându-se, crește tensiunea membranei timpanice și, prin urmare, limitează amplitudinea oscilațiilor sale în timpul sunetelor puternice, iar al doilea fixează etrierul și limitează astfel mișcarea acestuia. Contracția reflexă a acestor mușchi apare la 10 ms după declanșarea unui sunet puternic și depinde de amplitudinea acestuia. În acest fel, urechea internă este protejată automat de suprasarcină. Cu iritații puternice instantanee (șocuri, explozii etc.), acest mecanism de protecție nu are timp să funcționeze, ceea ce poate duce la deficiențe de auz (de exemplu, printre explozivi și trăgători).

urechea internă este un aparat de recepție a sunetului. Este situat în piramida osului temporal și conține cohleea, care la om formează 2,5 spirale. Canalul cohlear este împărțit de două compartimente de către membrana principală și membrana vestibulară în 3 pasaje înguste: cel superior (scala vestibularis), cel mijlociu (canalul membranos) și cel inferior (scala timpanului). În partea superioară a cohleei există o gaură care leagă canalele superioare și inferioare într-unul singur, mergând de la fereastra ovală la vârful cohleei și mai departe la fereastra rotundă. Cavitatea sa este umplută cu un lichid - perilimfă, iar cavitatea canalului membranos mijlociu este umplută cu un lichid 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 sunetului către ureche este aerul. Sunetul care se apropie vibrează membrana timpanică, iar apoi vibrațiile sunt transmise prin lanțul de osicule auditive către fereastra ovală. În același timp, apar vibrații ale aerului din cavitatea timpanului, 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 vibrant (de exemplu, tulpina unui diapazon) intră în contact cu craniul, precum și în bolile sistemului urechii medii, când transmiterea sunetelor prin lanțul osicular este perturbată. Pe lângă calea aerului, conducerea undelor sonore, există o cale de țesut sau os.

Sub influența vibrațiilor sonore ale aerului, precum și atunci când vibratoarele (de exemplu, un telefon osos sau un diapazon osos) intră în contact cu tegumentul capului, oasele craniului încep să oscileze (începe și labirintul osos). a oscila). Pe baza datelor recente (Bekesy și alții), se poate presupune că sunetele care se propagă prin oasele craniului excită organul lui Corti numai dacă, ca undele de aer, provoacă bombarea unei anumite secțiuni a membranei principale.

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

auzul binaural . Omul 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 auzului cu două urechi. Pentru el este importantă și prezența a 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 (interaurale) 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 ceva mai devreme și are o putere mai mare decât la cealaltă ureche. Estimarea distanței sursei de sunet față de corp este asociată cu slăbirea sunetului și modificarea timbrului acestuia.

Cu stimularea separată a urechii drepte și stângi prin căști, o întârziere între sunete de până la 11 μs sau o diferență de intensitate a două sunete cu 1 dB duce la o schimbare aparentă a localizării sursei de sunet de la linia mediană către un sunet mai devreme sau mai puternic. În centrii auditivi există o ajustare bruscă 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 sursei de sunet în spațiu.

La conducerea vibrațiilor sonore participă auriculul, canalul auditiv extern, membrana timpanică, osiculele auditive, ligamentul inelar al ferestrei ovale, membrana rotundă a ferestrei (membrana timpanică secundară), fluidul labirint (perilimfa), membrana principală.

La om, rolul auricularului este relativ mic. La animalele care au capacitatea de a-și mișca urechile, auriculele ajută la determinarea direcției sursei de sunet. La om, auricula, ca un muștiuc, colectează doar unde sonore. Cu toate acestea, în acest sens, rolul său este nesemnificativ. Prin urmare, atunci când o persoană ascultă sunete liniștite, își duce mâna la ureche, datorită cărora suprafața auriculului crește semnificativ.

Undele sonore, care au pătruns în canalul urechii, provoacă vibrarea membranei timpanice, care transmite vibrațiile sonore prin lanțul osicular către fereastra ovală și mai departe către perilimfa urechii interne.

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

Membrana timpanică și osiculele auditive nu numai că transmit vibrațiile sonore care intră în canalul auditiv extern, dar le transformă, adică transformă vibrațiile aerului cu amplitudine mare și presiune scăzută în vibrații ale lichidului 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) maroul și nicovala formează o pârghie inegală, astfel încât excursiile făcute de placa de picior a etrierului sunt de aproximativ o ori și jumătate mai mici decât excursiile mânerului mătușului.

Efectul general al acțiunii de transformare a membranei timpanice și a sistemului de pârghii al osiculelor auditive este exprimat printr-o creștere a forței sunetului cu 25-30 dB.

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

Pentru funcționarea normală a membranei timpanice și a lanțului osicular, este necesar ca presiunea aerului pe ambele părți ale membranei timpanice, adică în canalul auditiv extern și în cavitatea timpanică, să fie aceeași.

Această egalizare a presiunii se datorează funcției ventilatorii a tubului auditiv, care leagă cavitatea timpanică de nazofaringe. La fiecare mișcare de deglutiție, aerul din nazofaringe pătrunde în cavitatea timpanică și, astfel, presiunea aerului din cavitatea timpanică este menținută constant 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 membranei timpanice și al lanțului osicular; 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.

Odată cu contracția mușchiului care întinde timpanul, sensibilitatea auditivă crește, ceea ce dă motive să considerăm acest mușchi „alarmant”. Mușchiul stapedius joacă rolul opus - în timpul contracției sale, limitează mișcarea etrierului și astfel, parcă, atenuează sunetele prea puternice.

Urechea exterioară include auriculul, canalul urechii și membrana timpanică, care acoperă capătul interior al canalului urechii. Conductul urechii are o formă curbată neregulată. La un adult, are aproximativ 2,5 cm lungime și aproximativ 8 mm în diametru. Suprafața canalului urechii este acoperită cu fire de păr și conține glande care secretă ceară, care este necesară pentru menținerea umidității pielii. Meatul auditiv asigură, de asemenea, o temperatură și umiditate constante a membranei timpanice.

• 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. Înghițirea deschide trompa lui Eustachio, care permite aerului să pătrundă în cavitate și egalizează presiunea de pe ambele părți ale timpanului pentru o mobilitate optimă. Urechea medie conține trei osicule auditive miniaturale: marțul, nicovala și etrierul. Un capăt al malleusului este conectat la membrana timpanică, celălalt capăt al său este conectat la nicovală, care, la rândul său, este conectată la etrier, iar etrierul la cohleea urechii interne. Membrana timpanică oscilează 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 de la forma sa spirală, este relevantă pentru auz. Cohleea este împărțită în trei canale umplute cu lichide limfatice. Fluidul din canalul mijlociu diferă ca compoziție de fluidul 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 captează fluctuațiile fluidului din canal cauzate de mișcarea etrierului 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 preluate de celulele din partea inferioară a cohleei, iar celulele reglate la frecvențe joase sunt situate în partea superioară a cohleei. Dacă celulele de păr mor din orice motiv, persoana încetează să mai perceapă sunetele frecvențelor corespunzătoare.

• căi auditive

Căile auditive sunt o colecție de fibre nervoase care conduc impulsurile nervoase de la cohlee la centrii auditivi ai cortexului cerebral, rezultând o senzație auditivă. 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 membranei timpanice 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 intensitatea sunetului, ci și alte caracteristici ale sunetului, de exemplu, intervalul de timp dintre momentele în care sunetul este captat de dreapta și stânga. urechi - aceasta este baza capacității unei persoane de a determina direcția în care vine sunetul. În același timp, creierul evaluează atât informațiile primite de la fiecare ureche separat și combină toate informațiile primite într-o singură senzație.

Creierul nostru stochează modele pentru sunetele din jurul nostru - voci familiare, muzică, sunete periculoase și așa mai departe. Acest lucru ajută creierul în procesul de procesare a informațiilor despre sunet pentru a distinge 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, leziunile cerebrale 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, detașarea de mediu, răspunsul inadecvat. Pentru a auzi și înțelege corect sunetele, este necesară munca coordonată a analizorului auditiv și a creierului. Astfel, fără exagerare, putem spune că o persoană aude nu cu urechile, ci cu creierul!