Sistemul senzorial auditiv și semnificația lui funcțională. Structura sistemului auditiv

Auzul este un organ de simț uman care contribuie la dezvoltarea mentală a unei personalități cu drepturi depline, la adaptarea acesteia în societate. Auzul este asociat cu comunicarea în limbaj sonor. Prin utilizarea analizor auditiv o persoană percepe și distinge undele sonore, constând din condensarea succesivă și rarefierea aerului.

Analizorul auditiv este format din trei părți: 1) aparatul receptor conținut în urechea internă; 2) căi reprezentate de a opta pereche de nervi cranieni (auditivi); 3) centrul auditiv în lobul temporal Cortex cerebral.

Receptorii auditivi (fonoreceptorii) sunt conținuți în cohleea urechii interne, care este situată în piramida osului temporal. Vibrațiile sonore, înainte de a ajunge la receptorii auditivi, trec prin întregul sistem de părți conducătoare și amplificatoare de sunet.

Ureche - Acesta este organul auzului, care constă din 3 părți: urechea externă, medie și internă.

urechea externa este format din auriculă și canalul auditiv extern. Urechea exterioară este folosită pentru a capta sunetele. Auricula este formată din cartilaj elastic, acoperit cu piele la exterior. În partea de jos, este suplimentată cu un pliu - un lob, care este umplut cu țesut adipos.

Canalul auditiv extern(2,5 cm), unde amplificarea vibrațiilor sonore de 2-2,5 ori, este expulzată de pielea subțire cu păr subțire și glande sudoripare modificate care produc cerumă, care constă din celule adipoase și conține pigment. fire de păr și ceară de urechi joacă un rol protector.

urechea medie este format din membrana timpanica, cavitatea timpanica si tubul auditiv. La limita dintre urechea externă și urechea medie se află membrana timpanică, care este acoperită extern cu epiteliu și intern cu membrana auditivă. Vibrațiile sonore care se apropie de timpan fac ca acesta să vibreze la aceeași frecvență. DIN interior membrana este cavitatea timpanică, în interiorul căreia se află Oscioarele urechii interconectate - ciocan, nicovală și etrier. Vibrațiile de la membrana timpanică sunt transmise prin sistemul osicular către urechea internă. Osiculele auditive sunt așezate astfel încât să formeze pârghii care reduc gama de vibrații sonore și le măresc puterea.

cavitatea timpanică legat de nazofaringe prin trompa lui Eustachio, care menține aceeași presiune din exterior și din interior pe timpan.

La limita dintre urechea medie și internă se află membrana, care conține fereastra ovala. Etrierul este adiacent ferestrei ovale a urechii interne.

urechea internă este situat în cavitatea piramidei osului temporal și este un labirint osos, în interiorul căruia se află labirint membranos din tesutul conjunctiv. Între labirintul osos și membranos există un fluid - perilimfa, iar în interiorul labirintului membranos - endolimfa. În peretele care separă urechea medie de urechea internă, pe lângă fereastra ovală, există și o fereastră rotundă, care face posibile fluctuații ale fluidului.

Labirint osos este format din trei părți: în centru - vestibulul, în fața acestuia melc, iar în spate - canale semicirculare. În interiorul canalului mijlociu al cohleei, pasajul cohlear conține un aparat de recepție a sunetului - o spirală sau Corti organ. Are o placă principală, care constă din aproximativ 24 de mii de fibre fibroase. Pe placa principală de-a lungul ei în 5 rânduri există celule de susținere și păr sensibile, care sunt de fapt receptorii auditivi. fire de par celulele receptorilor spălate de endolimfă şi în contact cu placa tegumentară. Celulele piloase sunt acoperite de firele de păr nervoase ale ramului cohlear a nervului auditiv. Medula oblongata conține un al doilea neuron calea auditivă, apoi această cale merge, practic traversând, către tuberculii posteriori ai cvadrigeminei, iar de la aceștia către regiunea temporală a cortexului, unde se află partea centrală a analizorului auditiv.

Pentru analizatorul auditiv, sunetul este un stimul adecvat. Toate vibrațiile aerului, apei și altor medii elastice sunt împărțite în periodice (tonuri) și neperiodice (zgomote). Tonurile sunt înalte și joase. Caracteristica principală a fiecărui ton sonor este lungimea undei sonore, care corespunde unui anumit număr de vibrații pe secundă. lungimea undei sonore este determinată de distanța pe care o parcurge sunetul pe secundă împărțit la numărul de vibrații complete efectuate de corpul care sună, pe secundă.

urechea umană percepe vibrații sonore în intervalul 16-20.000 Hz, a căror putere este exprimată în decibeli (dB). Vibrațiile sonore cu o frecvență mai mare de 20 kHz nu sunt auzite de o persoană. Acestea sunt ultrasunetele.

unde sonore sunt oscilațiile longitudinale ale mediului. Puterea sunetului depinde de intervalul (amplitudinea) vibrațiilor particulelor de aer. Sunetul este caracterizat timbru sau colorare.

Urechea are cea mai mare excitabilitate la sunete cu o frecvență de oscilație de 1000 până la 4000 Hz. Sub și deasupra acestui indicator, excitabilitatea urechii scade.

În 1863 Helmholtz a propus teoria rezonanței auzului. Undele sonore ale aerului care intră în canalul auditiv extern provoacă vibrații ale membranei timpanice, apoi vibrațiile sunt transmise prin urechea medie. Sistemul osicular, acționând ca o pârghie, amplifică vibrațiile sonore și le transmite fluidului conținut între labirinturile osos și membranos ale buclei. Undele sonore pot fi transmise și prin aerul conținut în urechea medie.

Conform teoriei rezonanței, vibrațiile endolimfei provoacă vibrații ale plăcii principale, ale căror fibre sunt de lungimi diferite, acordate pe diferite tonuri și constituie un set de rezonatoare care sună la unison cu diverse vibrații sonore. Cele mai scurte unde sunt percepute la baza cohleei, iar cele lungi în vârf.

În timpul oscilației secțiunilor rezonante corespunzătoare ale plăcii principale, celulele de păr situate pe aceasta oscilează și ele. Cele mai mici fire de păr ale acestor celule se ating atunci când placa tegumentară vibrează și se deformează, ceea ce duce la excitarea celulelor capilare și la conducerea impulsurilor de-a lungul fibrelor nervului cohlear către sistemul nervos central. Deoarece nu există o izolare completă a fibrelor membranei principale, fibrele adiacente încep să oscileze simultan, ceea ce corespunde tonurilor. O burton- un sunet al cărui număr de vibrații este 2, 4, 8 etc. ori numărul de vibrații ale tonului fundamental.

Odată cu expunerea prelungită la sunete puternice, excitabilitatea analizorului de sunet scade, iar cu o ședere lungă în tăcere, excitabilitatea crește. aceasta adaptare. Cea mai mare adaptare se observă în zona sunetelor mai înalte.

Zgomotul excesiv nu numai că duce la pierderea auzului, ci și cauze probleme mentaleîn oameni. Experimente speciale pe animale au dovedit posibilitatea apariției „șoc acustic„și „petele acustice”, uneori fatale.

6. Boli ale urechii și igiena auzului. Prevenirea impactului negativ al zgomotului „școlar” asupra corpului unui elev

Infecție a urechii - otită. Cea mai frecventă otita medie este boala periculoasa, deoarece lângă cavitatea urechii medii se află creierul și membranele acestuia. Otita apare cel mai adesea ca o complicație a gripei, boli respiratorii acute; infecția de la nazofaringe poate trece prin trompa lui Eustachio în cavitatea urechii medii. Otita medie este ca boala grava si manifestat dureri severeîn ureche temperatura ridicata corp, cefalee severă, pierdere semnificativă a auzului. Cu aceste simptome, trebuie să consultați imediat un medic. Prevenirea otitei: tratamentul bolilor acute și cronice ale rinofaringelui (adenoide, secreții nazale, sinuzite). Dacă aveți nasul care curge, nu vă puteți sufla puternic, astfel încât infecția prin trompa lui Eustachie să ajungă în urechea medie. Nu vă puteți sufla nasul cu ambele jumătăți ale nasului în același timp, dar trebuie să o faceți alternativ, apăsând aripa nasului pe septul nazal.

Surditate- Pierderea completă a auzului la una sau ambele urechi. Poate fi dobândită sau congenitală.

Surditate dobândită cel mai adesea este o consecință a otitei medii bilaterale, care a fost însoțită de o ruptură a ambelor timpane sau de o inflamație severă a urechii interne. Surditatea poate fi cauzată de severe leziuni distrofice nervii auditivi, care sunt adesea asociati cu factori profesionali: Zgomot, vibrații, vapori chimici sau vătămări ale capului (de exemplu, explozie). cauza comuna surditatea este otoscleroza- o boala in care ostelele auditive (in special etrierul) devin imobili. Această boală a fost cauza surdității la remarcabilul compozitor Ludwig van Beethoven. Surditatea poate duce la utilizarea necontrolată a antibioticelor, care afectează negativ nervul auditiv.

surditate congenitală asociat cu tulburare congenitală auz. ale căror cauze pot fi boli virale ale mamei în timpul sarcinii (rubeolă, rujeolă, gripă), utilizarea necontrolată a anumitor medicamente, în special antibiotice, alcool, droguri, fumat. Un copil surd născut, care nu aude niciodată vorbire, devine surd și mut.

Igiena auzului- un sistem de măsuri care vizează protejarea auzului, crearea condițiilor optime pentru activitatea analizatorului auditiv, contribuie la dezvoltarea și funcționarea normală a acestuia.

Distinge specifice și nespecifice efectul zgomotului asupra corpului uman. acțiune specifică se manifestă prin pierderea auzului grade diferite, nespecific- în diverse abateri ale activității sistemului nervos central, tulburări de reactivitate autonomă, tulburări endocrine, starea funcțională a sistemului cardiovascular și tractului digestiv. La persoanele tinere și de vârstă mijlocie, la un nivel de zgomot de 90 dB (decibel) care durează o oră, excitabilitatea celulelor cortexului cerebral scade, coordonarea mișcărilor, acuitatea vizuală și stabilitatea vederii clare se deteriorează și perioada de latentă a reacţiilor vizuale şi auditiv-motorii se prelungeşte. Pentru aceeași durată de lucru în condiții de expunere la zgomot, al cărui nivel este de 96 dB, există și mai mult încălcări grave dinamica corticală, stări de fază, inhibiție exorbitantă, tulburări de reactivitate autonomă. Indicatorii de performanță musculară (rezistență, oboseală) și indicatorii travaliului se înrăutățesc. Lucrul în condiții de expunere la zgomot, al cărui nivel este de 120 dB, poate provoca perturbări sub formă de manifestări astenice neurastenice. Există iritabilitate, dureri de cap, insomnie, tulburări ale sistemului endocrin. Sunt schimbări în Sistemul cardiovascular: tonusul vascular si ritmul cardiac sunt perturbate, tensiunea arteriala creste sau scade.

La adulți și mai ales la copii este extrem de Influență negativă(nespecific și specific) produce zgomot în încăperile în care radiourile, televizoarele, casetofonele etc. sunt pornite la volum maxim.

Zgomotul are un efect puternic asupra copiilor și adolescenților. O schimbare a stării funcționale a analizoarelor auditive și a altor analizoare se observă la copiii sub influența zgomotului „școlar”, al cărui nivel de intensitate în sediul principal al școlii variază de la 40 la 110 dB. În sala de clasă, nivelul mediu de intensitate a zgomotului este de 50-80 dB, în pauze poate ajunge la 95 dB.

Zgomotul care nu depășește 40 dB nu provoacă modificări negative ale stării funcționale sistem nervos. Schimbările sunt vizibile atunci când sunt expuse la zgomot, al cărui nivel este de 50-60 dB. Conform datelor cercetării, rezolvarea problemelor matematice la un volum de zgomot de 50 dB necesită 15-55%, 60 dB - 81-100% mai mult timp decât acțiunea zgomotului. Slăbirea atenției școlarilor sub influența zgomotului cu volumul specificat a ajuns la 16%. Reducerea nivelurilor de zgomot „școlar” și a impactului negativ al acestuia asupra sănătății elevilor se realizează printr-o serie de măsuri complexe: constructive, tehnice și organizatorice.

Astfel, lățimea „zonei verzi” din marginea străzii ar trebui să fie de cel puțin 6 m. Este recomandabil să plantați copaci de-a lungul acestei fâșii la o distanță de cel puțin 10 m de clădire, ale căror coroane vor întârzia. răspândirea zgomotului.

Importanţăîn reducerea zgomotului „şcolar” are un aspect igienic locația corectă sălile de clasă din clădirea școlii. ateliere, Săli de sport situat la parter într-o aripă sau o anexă separată.

Standardele de igienă care vizează păstrarea vederii și auzului elevilor și profesorilor trebuie să respecte dimensiunile sălilor de clasă: lungimea (dimensiunea de la tablă până la peretele opus) și adâncimea sălilor de clasă. Lungimea sălii de clasă, care nu depășește 8 m, oferă elevilor o acuitate vizuală și auditivă normală, care stau în ultimele mese, o percepție clară a vorbirii profesorului și o viziune clară a ceea ce este scris pe tablă. Pe primul și al doilea birou (mese) din orice rând, locurile sunt alocate elevilor cu deficiențe de auz, deoarece vorbirea este percepută de la 2 la 4 m, iar șoapta - de la 0,5 la 1 m. stare functionala analizor auditiv și să prevină schimbări în alte sisteme fiziologice corpul unui adolescent este ajutat de pauze scurte (10-15 minute).

Sistem de senzori (analizator)- ei numesc partea sistemului nervos, formată din elemente perceptive - receptori senzoriali, căi nervoase care transmit informații de la receptori către creier și părți ale creierului care procesează și analizează aceste informații

Sistemul senzorial include 3 părți

1. Receptorii – organe de simț

2. departamentul de dirijor care leagă receptorii de creier

3. Departamentul scoarței cerebrale, care percepe și procesează informația.

Receptorii- o legătură periferică concepută pentru a percepe stimuli din exterior sau mediu intern.

Sistemele senzoriale au un plan structural comun, iar sistemele senzoriale se caracterizează prin

Stratificare- mai multe straturi celule nervoase, dintre care primul este asociat cu receptorii, iar cel din urmă cu neuronii din zonele motorii ale cortexului cerebral. Neuronii sunt specializați pentru procesare tipuri diferite informatii senzoriale.

Multicanal- prezența multor canale paralele pentru procesarea și transmiterea informațiilor, care oferă o analiză detaliată a semnalului și o mai mare fiabilitate.

Număr diferit de elemente în straturile învecinate, care formează așa-numitele „pâlnii senzoriale” (contractare sau extindere) Acestea pot asigura eliminarea redundanței informaționale sau, dimpotrivă, o analiză fracționată și complexă a caracteristicilor semnalului

Diferențierea sistemului senzorial pe verticală și pe orizontală. Diferențierea verticală înseamnă formarea unor părți ale sistemului senzorial, formate din mai multe straturi neuronale (bulbi olfactiv, nuclei cohleari, corpi geniculați).

Diferențierea orizontală reprezintă prezența diferitelor proprietăți ale receptorilor și neuronilor în cadrul aceluiași strat. De exemplu, tijele și conurile din retina ochiului procesează informațiile în mod diferit.

Sarcina principală a sistemului senzorial este percepția și analiza proprietăților stimulilor, pe baza cărora apar senzațiile, percepțiile și reprezentările. Aceasta constituie formele de reflectare senzuală, subiectivă a lumii exterioare.

Funcțiile sistemelor senzoriale

1. Detectarea semnalului. Fiecare sistem senzorial din procesul de evoluție s-a adaptat la percepția stimulilor adecvați inerenți acestui sistem. Sistemul senzorial, de exemplu ochiul, poate primi diferite - iritații adecvate și inadecvate (lumină sau o lovitură în ochi). Sistemele senzoriale percep forța - ochiul percepe 1 foton de lumină (10 V -18 W). Impact asupra ochiului (10 V -4 W). curent electric (10V-11W)
2. Semnale distinctive.
3. Transmisia sau conversia semnalului. Orice sistem senzorial funcționează ca un traductor. El transformă o formă de energie a stimulului care acționează în energie iritație nervoasă. Sistemul senzorial nu trebuie să distorsioneze semnalul stimul.

• Poate fi spațial
• Transformări temporale
• limitarea redundanței informaționale (includerea elementelor inhibitoare care inhibă receptorii vecini)
• Identificarea caracteristicilor esențiale ale unui semnal

1. Codificarea informațiilor - sub formă de impulsuri nervoase
2. Detectarea semnalului etc. e. evidenţierea semnelor unui stimul care are semnificaţie comportamentală
3. Oferiți recunoaștere a imaginii
4. Adaptați-vă la stimuli
5. Interacțiunea sistemelor senzoriale, care formează schema lumii înconjurătoare și în același timp ne permit să ne corelăm cu această schemă, pentru adaptarea noastră. Toate organismele vii nu pot exista fără percepția informațiilor din mediu. Cu cât organismul primește mai exact astfel de informații, cu atât mai mari vor fi șansele sale în lupta pentru existență.

Sistemele senzoriale sunt capabile să răspundă la stimuli nepotriviți. Dacă încerci bornele bateriei, provoacă o senzație de gust - acru, această acțiune curent electric. O astfel de reacție a sistemului senzorial la stimuli adecvați și inadecvați a ridicat întrebarea pentru fiziologie - cât de mult putem avea încredere în simțurile noastre.

Johann Müller a formulat în 1840 legea energiei specifice a organelor de simţ.

Calitatea senzațiilor nu depinde de natura stimulului, ci este determinată în întregime de energia specifică inerentă sistemului senzitiv, care este eliberată sub acțiunea stimulului.

Cu această abordare, putem ști doar ce este inerent în noi înșine și nu ceea ce este în lumea din jurul nostru. Studiile ulterioare au arătat că excitațiile în orice sistem senzorial apar pe baza unei singure surse de energie - ATP.

Elevul lui Müller Helmholtz a creat teoria simbolurilor, conform căruia el considera senzațiile drept simboluri și obiecte ale lumii înconjurătoare. Teoria simbolurilor a negat posibilitatea cunoașterii lumii înconjurătoare.

Aceste două direcții au fost numite idealism fiziologic. Ce este senzația? Sentimentul este o imagine subiectivă a lumii obiective. Sentimentele sunt imagini ale lumii exterioare. Ele există în noi și sunt generate de acțiunea lucrurilor asupra organelor noastre de simț. Pentru fiecare dintre noi, această imagine va fi subiectivă, adică. depinde de gradul de dezvoltare, de experiența noastră și fiecare persoană percepe obiectele și fenomenele din jur în felul său. Vor fi obiective, adică. asta înseamnă că ele există independent de conștiința noastră. Deoarece există o subiectivitate a percepției, cum să decideți cine percepe cel mai corect? Unde va fi adevărul? Criteriul adevărului este Activitati practice. Există cunoaștere treptată. La fiecare etapă se obțin informații noi. Copilul gustă jucării, le demontează în detalii. Pe baza acestei experiențe profunde dobândim cunoștințe mai profunde despre lume.

Clasificarea receptorilor.

1. Primar si secundar. receptori primari reprezintă terminația receptorului, care este formată din primul neuron senzitiv (corpusculul lui Pacini, corpusculul lui Meissner, discul lui Merkel, corpusculul lui Ruffini). Acest neuron se află în ganglionul spinal. Receptorii secundari percepe informații. Datorită celulelor nervoase specializate, care transmit apoi excitația fibrei nervoase. Celulele sensibile ale organelor gustului, auzului, echilibrului.
2. Telecomanda si contact. Unii receptori percep excitația cu contact direct - contact, în timp ce alții pot percepe iritația la o oarecare distanță - la distanță
3. Exteroreceptori, interoreceptori. Exteroreceptori- percep iritația din mediul extern - vedere, gust etc., și asigură adaptarea la mediu. Interoreceptori- receptorii organelor interne. Ele reflectă starea organelor interne și a mediului intern al corpului.
4. Somatic - superficial și profund. Superficial - piele, mucoase. Adânc - receptori ai mușchilor, tendoanelor, articulațiilor
5. viscerală
6. receptorii SNC
7. Receptori de simț speciali - vizuali, auditivi, vestibulari, olfactiv, gustativi

După natura percepției informațiilor

1. Mecanoreceptori (piele, mușchi, tendoane, articulații, organe interne)
2. Termoreceptori (piele, hipotalamus)
3. Chemoreceptori (arcul aortic, sinusul carotidian, medular oblongata, limba, nasul, hipotalamusul)
4. Fotoreceptor (ochi)
5. Receptorii durerii (nociceptive) (piele, organe interne, mucoase)

Mecanisme de excitare a receptorilor

În cazul receptorilor primari, acțiunea stimulului este percepută prin terminație neuron senzorial. Un stimul activ poate provoca hiperpolarizarea sau depolarizarea membranei de suprafață a receptorilor, în principal din cauza modificărilor permeabilității la sodiu. O creștere a permeabilității la ionii de sodiu duce la depolarizarea membranei și pe membrana receptorului apare un potențial receptor. Ea există atâta timp cât stimulul acționează.

Potenţialul receptor nu respectă legea „Totul sau nimic”, amplitudinea sa depinde de puterea stimulului. Nu are perioada refractară. Acest lucru permite ca potențialele receptorilor să fie însumate sub acțiunea stimulilor ulterioare. Se raspandeste meleno, cu disparitia. Când potențialul receptorului atinge un prag critic, declanșează un potențial de acțiune la cel mai apropiat nod al lui Ranvier. În interceptarea lui Ranvier ia naștere un potențial de acțiune, care se supune legii „Totul sau Nimic.” Acest potențial se va propaga.

În receptorul secundar, acțiunea stimulului este percepută de celula receptoră. În această celulă, apare un potențial receptor, care va avea ca rezultat eliberarea unui mediator din celulă în sinapsă, care acționează asupra membranei postsinaptice a fibrei sensibile, iar interacțiunea mediatorului cu receptorii duce la formarea altuia, potenţial local, care se numeşte generator. Este identic ca proprietăți cu receptorul. Amplitudinea sa este determinată de cantitatea de mediator eliberată. Mediatori - acetilcolina, glutamat.

Potențialele de acțiune apar periodic, tk. se caracterizează printr-o perioadă de refractare, când membrana își pierde proprietatea de excitabilitate. Potențialele de acțiune apar discret și receptorul din sistemul senzorial funcționează ca un convertor analog-discret. La receptori se observă o adaptare - adaptare la acţiunea stimulilor. Unele se adaptează rapid, iar altele se adaptează lentă. Odată cu adaptarea, amplitudinea potențialului receptor și numărul de impulsuri nervoase care merg de-a lungul fibrei sensibile scad. Receptorii codifică informația. Este posibil prin frecvența potențialelor, prin gruparea impulsurilor în salve separate și prin intervalele dintre salve. Codarea este posibilă în funcție de numărul de receptori activați în câmpul receptiv.

Pragul de iritare și pragul de divertisment.

Pragul de iritare- puterea minimă a stimulului care provoacă o senzație.

Prag de divertisment- forța minimă de schimbare a stimulului, la care apare o nouă senzație.

Celulele de păr sunt excitate atunci când firele de păr sunt deplasate cu 10 până la -11 metri - 0,1 amstrem.

În 1934, Weber a formulat o lege care stabilește o relație între puterea inițială a iritației și intensitatea senzației. El a arătat că modificarea puterii stimulului este o valoare constantă

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

Fechner a stabilit că senzația este direct proporțională cu logaritmul iritației.

S=a*logR+b S-senzație R- iritație

S \u003d KI în A gradul I - puterea iritației, K și A - constante

Pentru receptorii tactili S=9,4*I d 0,52

Sistemele senzoriale au receptori pentru autoreglarea sensibilității receptorilor.

Influența sistemului simpatic - sistem simpatic crește sensibilitatea receptorilor la acțiunea stimulilor. Acest lucru este util într-o situație de pericol. Crește excitabilitatea receptorilor - formarea reticulară. Se găsesc nervii senzoriali fibre eferente, care poate modifica sensibilitatea receptorilor. Există astfel de fibre nervoase în organul auditiv.

Sistem auditiv senzorial

Pentru majoritatea oamenilor care trăiesc într-o oprire modernă, auzul scade progresiv. Acest lucru se întâmplă odată cu vârsta. Acest lucru este facilitat de poluarea fonică a mediului - vehicule, discoteci etc. Schimbări în aparat auditiv devin ireversibile. Urechile umane conțin 2 organe sensibile. Auzul și echilibrul. Undele sonore se propagă sub formă de compresii și rarefări în medii elastice, iar propagarea sunetelor în medii dense este mai bună decât în ​​gaze. Sunetul are 3 proprietăți importante- înălțimea sau frecvența, puterea sau intensitatea și timbrul. Înălțimea sunetului depinde de frecvența vibrațiilor și urechea umană percepe cu o frecvență de 16 până la 20.000 Hz. Cu sensibilitate maximă de la 1000 la 4000 Hz.

Frecvența principală a sunetului laringelui unui bărbat este de 100 Hz. Femei - 150 Hz. Când se vorbește, apar sunete suplimentare de înaltă frecvență sub formă de șuierat, șuierat, care dispar atunci când se vorbește la telefon și acest lucru face vorbirea mai clară.

Puterea sonoră este determinată de amplitudinea vibrațiilor. Puterea sunetului este exprimată în dB. Puterea este o relație logaritmică. Vorbire în șoaptă - 30 dB, vorbire normală - 60-70 dB. Zgomotul transportului - 80, zgomotul motorului aeronavei - 160. Puterea sonoră de 120 dB provoacă disconfort, iar 140 duce la durere.

Timbrul este determinat de vibrațiile secundare pe unde sonore Oh. Vibrații ordonate - creează sunete muzicale. Vibrațiile întâmplătoare provoacă doar zgomot. Aceeași notă sună diferit diferite instrumente datorită diverselor fluctuaţii suplimentare.

Urechea umană are 3 părți - urechea externă, medie și internă. Urechea exterioară este reprezentată de auricul, care acționează ca o pâlnie de captare a sunetului. Urechea umană captează sunetele mai puțin perfect decât cea a unui iepure, un cal care își poate controla urechile. La baza auriculului se află cartilajul, cu excepția lobului urechii. țesutul cartilajului dă elasticitate și formă urechii. Dacă cartilajul este deteriorat, atunci este restaurat prin creștere. Conductul auditiv extern este în formă de S - spre interior, înainte și în jos, lungime 2,5 cm. Canalul auditiv este acoperit cu piele cu sensibilitate scăzută a părții exterioare și sensibilitate crescută intern. Există fire de păr în exteriorul canalului urechii care împiedică particulele să intre în canalul urechii. Glandele canalului urechii produc un lubrifiant galben care protejează și canalul urechii. La capătul pasajului se află membrana timpanică, care este formată din fibre fibroase acoperite la exterior cu piele și la interior cu mucoase. Timpanul separă urechea medie de urechea exterioară. Fluctuează în funcție de frecvența sunetului perceput.

Urechea medie este reprezentată de cavitatea timpanică, al cărei volum este de aproximativ 5-6 picături de apă, iar cavitatea timpanică este umplută cu aer, căptușită cu o membrană mucoasă și conține 3 osicule auditive: ciocanul, nicovala și etrierul. urechea medie comunică cu nazofaringe folosind trompa lui Eustachio. În repaus, lumenul trompei lui Eustachiu este închis, ceea ce egalizează presiunea. Procesele inflamatorii care conduc la inflamarea acestui tub provoacă o senzație de congestie. Urechea medie este separată de urechea internă printr-o deschidere ovală și rotundă. Vibrațiile membranei timpanice sunt transmise prin sistemul de pârghii de către etrier către fereastra ovală, iar urechea exterioară transmite sunetele prin aer.

Există o diferență în zona membranei timpanice și a ferestrei ovale (suprafața membranei timpanice este de 70 mm pătrată, iar cea a ferestrei ovale este de 3,2 mm pătrată). Când vibrațiile sunt transmise de la membrană la fereastra ovală, amplitudinea scade și puterea vibrațiilor crește de 20-22 de ori. La frecvențe de până la 3000 Hz, 60% din E este transmis la urechea internă. În urechea medie sunt 2 mușchi care modifică vibrațiile: mușchiul tensor al membranei timpanice (atașat de partea centrală a membranei timpanice și de mânerul maleului) - cu creșterea forței de contracție, amplitudinea scade; muşchiul etrierului - contracţiile acestuia limitează mişcarea etrierului. Acești mușchi previn rănirea timpanului. Pe lângă transmisia aeriană a sunetelor, există transfer osos, dar această putere a sunetului nu este capabilă să provoace oasele craniului să vibreze.

interiorul urechii

urechea internă este un labirint de tuburi și prelungiri interconectate. Organul echilibrului este situat în urechea internă. Labirintul are baza osoasa, iar în interior există un labirint membranos și există o endolimfă. Cohleea aparține părții auditive, formează 2,5 spire în jurul axei centrale și este împărțită în 3 scări: vestibulară, timpanică și membranoasă. Canalul vestibular începe cu membrana ferestrei ovale și se termină cu o fereastră rotundă. La vârful cohleei, aceste 2 canale comunică cu un helicocream. Și ambele canale sunt umplute cu perilimfă. Organul lui Corti este situat în canalul membranos mijlociu. Membrana principală este construită din fibre elastice care încep de la bază (0,04 mm) și ajung în vârf (0,5 mm). În vârf, densitatea fibrelor scade de 500 de ori. Organul lui Corti este situat pe membrana principală. Este construit din 20-25 de mii de celule de păr speciale situate pe celule de susținere. Celulele părului se află pe 3-4 rânduri (rând exterior) și pe un rând (intern). În partea de sus a celulelor părului sunt stereocili sau kinocilies, cei mai mari stereocili. Fibrele senzoriale ale celei de-a 8-a perechi de nervi cranieni din ganglionul spiral se apropie de celulele capilare. În același timp, 90% din fibrele sensibile izolate ajung pe celulele capilare interioare. Până la 10 fibre converg pe celulă interioară de păr. Și în compoziție fibrele nervoase există și eferente (mănunchiul măslin-cohlear). Ele formează sinapse inhibitorii pe fibrele senzoriale din ganglionul spiralat și inervează celulele părului exterioare. Iritația organului lui Corti este asociată cu transmiterea vibrațiilor oaselor către fereastra ovală. Vibrațiile de joasă frecvență se propagă de la fereastra ovală până la vârful cohleei (este implicată întreaga membrană principală). frecvente joase există o excitare a celulelor de păr situate deasupra cohleei. Bekashi a studiat propagarea undelor într-o cohlee. El a descoperit că, pe măsură ce frecvența creștea, o coloană mai mică de lichid a fost atrasă. Sunetele de înaltă frecvență nu pot implica întreaga coloană de fluid, așa că cu cât frecvența este mai mare, cu atât perilimfa fluctuează mai puțin. În timpul transmiterii sunetelor prin canalul membranos pot apărea oscilații ale membranei principale. Când membrana principală oscilează, celulele capilare se deplasează în sus, ceea ce provoacă depolarizare, iar dacă este în jos, firele de păr se abat spre interior, ceea ce duce la hiperpolarizarea celulelor. Când celulele de păr se depolarizează, canalele de Ca se deschid și Ca promovează un potențial de acțiune care transportă informații despre sunet. Celulele auditive exterioare au inervație eferentă și transmiterea excitației are loc cu ajutorul Cenușii pe celulele paroase exterioare. Aceste celule își pot schimba lungimea: se scurtează în timpul hiperpolarizării și se alungesc în timpul polarizării. Modificarea lungimii celulelor de păr exterioare afectează procesul oscilator, care îmbunătățește percepția sunetului de către celulele de păr interioare. Modificarea potențialului celulelor capilare este asociată cu compoziția ionică a endo- și perilimfei. Perilimfa seamănă cu lichidul cefalorahidian, iar endolimfa are concentrație mare K (150 mmol). Prin urmare, endolimfa capătă o sarcină pozitivă la perilimfa (+80mV). Celulele părului conțin mult K; au un potențial de membrană și sunt încărcate negativ în interior și pozitive în exterior (MP = -70mV), iar diferența de potențial face posibilă pătrunderea K din endolimfă în celulele capilare. Schimbarea poziției unui fir de păr deschide 200-300 de canale K și are loc depolarizarea. Închiderea este însoțită de hiperpolarizare. In Corti corpul merge codificarea frecvenței datorită excitației diferitelor părți ale membranei principale. În același timp, s-a demonstrat că sunetele de joasă frecvență pot fi codificate de același număr de impulsuri nervoase ca și sunetul. O astfel de codare este posibilă cu percepția sunetului de până la 500 Hz. Codificarea informațiilor sonore se realizează prin creșterea numărului de salve de fibre pentru un sunet mai intens și datorită numărului de fibre nervoase activate. Fibrele senzoriale ale ganglionului spiral se termină în nucleele dorsale și ventrale ale cohleei medulei oblongate. Din aceste nuclee, semnalul intră în nucleele de măsline atât ale părții proprii, cât și ale celei opuse. Din neuronii ei pleacă poteci ascendente ca parte a ansei laterale, care se apropie de tuberculii inferiori ai cvadrigeminei și de corpul geniculat medial al talamusului optic. De la acesta din urmă, semnalul merge la gyrus temporal superior (Geshl gyrus). Aceasta corespunde câmpurilor 41 și 42 (zona primară) și câmpului 22 (zonă secundară). În SNC, există o organizare topotonică a neuronilor, adică sunetele sunt percepute cu frecvențe diferite și intensități diferite. Centrul cortical este important pentru percepție, secvența sunetului și localizarea spațială. Odată cu înfrângerea câmpului al 22-lea, definiția cuvintelor este încălcată (opoziție receptivă).

Nucleii măslinei superioare sunt împărțiți în părți mediale și laterale. Iar nucleii laterali determină intensitatea inegală a sunetelor care vin la ambele urechi. Nucleul medial al măslinei superioare surprinde diferențele temporale de aport semnale sonore. S-a descoperit că semnalele de la ambele urechi intră în sisteme dendritice diferite ale aceluiași neuron perceptor. Încălcare perceptia auditiva se poate manifesta prin țiuit în urechi cu iritație a urechii interne sau a nervului auditiv și două tipuri de surditate: conductivă și nervoasă. Primul este asociat cu leziuni ale urechii externe și medii (dop de ceară), al doilea este asociat cu defecte ale urechii interne și leziuni ale nervului auditiv. Persoanele în vârstă își pierd capacitatea de a percepe vocile înalte. Datorită celor două urechi, este posibil să se determine localizarea spațială a sunetului. Acest lucru este posibil dacă sunetul se abate de la poziția de mijloc cu 3 grade. La perceperea sunetelor, este posibil să se dezvolte adaptarea datorită formării reticulare și a fibrelor eferente (prin acționarea asupra celulelor părului exterioare.

sistemul vizual.

Vederea este un proces cu mai multe legături care începe cu proiecția unei imagini pe retina ochiului, apoi are loc excitarea fotoreceptorilor, transmiterea și transformarea în straturile neuronale ale sistemului vizual și se termină cu decizia corticalei superioare. secțiuni despre imaginea vizuală.

Structura și funcțiile aparatului optic al ochiului. Ochiul are o formă sferică, care este importantă pentru întoarcerea ochiului. Lumina trece prin mai multe medii transparente - corneea, cristalinul și corpul vitros, care au anumite puteri de refracție, exprimate în dioptrii. Dioptria este egală cu puterea de refracție a unui obiectiv cu distanța focală de 100 cm.Puterea de refracție a ochiului la vizualizarea obiectelor îndepărtate este de 59D, cele apropiate este de 70,5D. Pe retină se formează o imagine inversată.

Cazare- adaptarea ochiului la o viziune clară a obiectelor aflate la diferite distanţe. Lentila joacă un rol major în acomodare. Când se iau în considerare obiecte apropiate, mușchii ciliari se contractă, ligamentul de zinn se relaxează, cristalinul devine mai convex datorită elasticității sale. Când ne gândim la cele îndepărtate, mușchii sunt relaxați, ligamentele sunt întinse și întind cristalinul, făcându-l mai turtit. Mușchii ciliari sunt inervați de fibre parasimpatice. nervul oculomotor. În mod normal, cel mai îndepărtat punct al vederii clare este la infinit, cel mai apropiat este la 10 cm de ochi. Lentila își pierde elasticitatea odată cu vârsta, astfel încât punctul cel mai apropiat de vedere clară se îndepărtează și se dezvoltă hipermetropie senilă.

Anomalii de refracție ale ochiului.

Miopie (miopie). Dacă axa longitudinală a ochiului este prea lungă sau puterea de refracție a cristalinului crește, atunci imaginea este focalizată în fața retinei. Persoana nu poate vedea bine. Se prescriu ochelari cu lentile concave.

hipermetropie (hipermetropie). Se dezvoltă cu o scădere a mediilor de refracție a ochiului sau cu o scurtare a axei longitudinale a ochiului. Drept urmare, imaginea este focalizată în spatele retinei și persoana are probleme în a vedea obiectele din apropiere. Se prescriu ochelari cu lentile convexe.

Astigmatism - refracția inegală a razelor în directii diferite datorită suprafeţei nu strict sferice a corneei. Acestea sunt compensate de ochelari cu o suprafata apropiata de cea cilindrica.

Pupila și reflexul pupilar. Pupila este orificiul din centrul irisului prin care razele de lumină trec în ochi. Pupila îmbunătățește claritatea imaginii pe retină prin creșterea profunzimii câmpului ochiului și prin eliminarea aberației sferice. Dacă vă acoperiți ochiul de lumină și apoi îl deschideți, pupila se îngustează rapid - reflexul pupilar. În lumină puternică, dimensiunea este de 1,8 mm, cu o medie - 2,4, în întuneric - 7,5. Mărirea are ca rezultat o calitate mai slabă a imaginii, dar crește sensibilitatea. Reflexul are o valoare adaptativă. Pupila simpatică se dilată, pupila parasimpatică se îngustează. La persoanele sănătoase, dimensiunea ambilor elevi este aceeași.

Structura și funcțiile retinei. Retina este membrana interioară sensibilă la lumină a ochiului. Straturi:

Pigmentar - o serie de procese celule epiteliale culoare neagră. Funcții: ecranare (previne împrăștierea și reflectarea luminii, creșterea clarității), regenerarea pigmentului vizual, fagocitoza fragmentelor de bastonașe și conuri, nutriția fotoreceptorilor. Contactul dintre receptori și stratul de pigment este slab, așa că aici apare detașarea retinei.

Fotoreceptori. Baloanele sunt responsabile pentru viziunea culorilor, sunt 6-7 milioane.Bețe pentru amurg, sunt 110-123 milioane.Sunt amplasate inegal. LA fosa- numai baloane, aici - cea mai mare acuitate vizuală. Bastoanele sunt mai sensibile decât baloanele.

Structura fotoreceptorului. Este format dintr-o parte exterioară receptivă - segmentul exterior, cu un pigment vizual; picior de legătură; parte nucleară cu terminație presinaptică. Partea exterioară este formată din discuri - o structură cu două membrane. Segmentele de exterior sunt actualizate constant. Terminalul presinaptic conține glutamat.

pigmenți vizuali.În bastoane - rodopsina cu absorbție în regiunea de 500 nm. În baloane - iodopsină cu absorbții de 420 nm (albastru), 531 nm (verde), 558 (roșu). Molecula este formată din proteina opsină și partea cromofor - retiniană. Doar izomerul cis percepe lumina.

Fiziologia fotorecepției. La absorbția unui cuantum de lumină, cis-retinianul se transformă în trans-retinian. Acest lucru provoacă modificări spațiale în partea proteică a pigmentului. Pigmentul devine incolor și se transformă în metarhodopsin II, care este capabilă să interacționeze cu transducina proteică legată de membrană. Transducina este activată și se leagă de GTP, activând fosfodiesteraza. PDE distruge cGMP. Ca urmare, concentrația de cGMP scade, ceea ce duce la închiderea canalelor ionice, în timp ce concentrația de sodiu scade, ducând la hiperpolarizare și apariția unui potențial receptor care se răspândește în întreaga celulă până la terminalul presinaptic și determină o scădere a eliberare de glutamat.

Restabilirea stării întunecate inițiale a receptorului. Când metarhodopsin își pierde capacitatea de a interacționa cu tranducina, guanilat ciclaza, care sintetizează cGMP, este activată. Guanylat ciclaza este activată printr-o scădere a concentrației de calciu ejectat din celulă de către proteina de schimb. Ca urmare, concentrația de cGMP crește și se leagă din nou de canalul ionic, deschizându-l. La deschidere, sodiul și calciul intră în celulă, depolarizând membrana receptorului, transformând-o într-o stare întunecată, care accelerează din nou eliberarea mediatorului.

neuronii retinieni.

Fotoreceptorii sunt conectați sinaptic la neuronii bipolari. Sub acțiunea luminii asupra neurotransmițătorului, eliberarea mediatorului scade, ceea ce duce la hiperpolarizarea neuronului bipolar. De la semnalul bipolar este transmis la ganglion. Impulsurile de la mulți fotoreceptori converg către un singur neuron ganglionar. Interacțiunea neuronilor retinieni vecini este asigurată de celule orizontale și amacrine, ale căror semnale modifică transmisia sinaptică între receptori și bipolari (orizontal) și între bipolar și ganglionar (amacrin). Celulele amacrine efectuează inhibarea laterală între celulele ganglionare adiacente. Sistemul conține, de asemenea, fibre eferente care acționează asupra sinapselor dintre celulele bipolare și ganglionare, reglând excitația dintre ele.

Căile nervoase.

Primul neuron este bipolar.

2 - ganglionar. Procesele lor sunt în compoziție nervul optic, faceți un crossover parțial (necesar pentru a furniza fiecărei emisfere informații de la fiecare ochi) și mergeți la creier ca parte a tractului vizual, intrând în corpul geniculat lateral al talamusului (al treilea neuron). De la talamus - până la zona de proiecție a cortexului, al 17-lea câmp. Aici este al 4-lea neuron.

funcții vizuale.

Sensibilitate absolută. Pentru apariția unei senzații vizuale este necesar ca stimulul luminos să aibă o energie minimă (de prag). Bățul poate fi excitat de un cuantum de lumină. Bastoanele și baloanele diferă puțin în ceea ce privește excitabilitatea, dar numărul de receptori care trimit semnale către o celulă ganglionară este diferit în centru și la periferie.

Adaptare vizuală.

Adaptarea sistemului senzorial vizual la condiții de iluminare puternică - adaptare la lumină. Fenomenul opus adaptare întunecată. Creșterea sensibilității în întuneric este treptată, datorită restabilirii întunecate a pigmenților vizuali. În primul rând, baloanele cu iodopsină sunt reconstituite. Are un efect redus asupra sensibilității. Apoi rodopsina bastoanelor este restabilită, ceea ce crește foarte mult sensibilitatea. Pentru adaptare sunt importante și procesele de modificare a conexiunilor dintre elementele retiniene: slăbirea inhibiției orizontale, ducând la creșterea numărului de celule, transmiterea de semnale către neuronul ganglionar. Influența SNC joacă, de asemenea, un rol. Când luminezi un ochi, scade sensibilitatea celuilalt.

Sensibilitate vizuală diferențială. Conform legii lui Weber, o persoană va distinge o diferență de iluminare dacă este mai puternică cu 1-1,5%.

Contrast luminozitate apare din cauza inhibiției laterale reciproce a neuronilor optici. O dungă gri pe un fundal deschis pare mai întunecată decât una gri pe una întunecată, deoarece celulele excitate de fundalul deschis inhibă celulele excitate de banda gri.

Luminozitatea orbitoare a luminii. Cauze de lumină prea puternică senzație neplăcută orbire. Limita superioară a luminozității orbitoare depinde de adaptarea ochiului. Cu cât adaptarea la întuneric a fost mai lungă, cu atât mai puțină luminozitate provoacă strălucire.

Inerția vederii. senzație vizuală apare și dispare imediat. De la iritare la percepție, trec 0,03-0,1 s. Stimulii care se succed rapid unul pe celălalt se contopesc într-o singură senzație. Frecventa minima urmărirea stimulilor de lumină, la care are loc fuziunea senzațiilor individuale, se numește frecvența critică a fuziunii pâlpâirii. Pe asta se bazează cinematografia. Senzațiile care continuă după încetarea iritației sunt imagini secvențiale (imaginea unei lămpi în întuneric după ce este stinsă).

Viziunea culorilor.

Întregul spectru vizibil de la violet (400nm) la roșu (700nm).

Teorii. Teoria cu trei componente a lui Helmholtz. Senzație de culoare oferită de trei tipuri de becuri sensibile la o parte a spectrului (roșu, verde sau albastru).

Teoria lui Goering. Baloanele conțin substanțe sensibile la radiațiile alb-negru, roșu-verde și galben-albastru.

Imagini color consistente. Dacă te uiți la un obiect pictat, apoi la fundal alb, apoi fundalul va dobândi o culoare suplimentară. Motivul este adaptarea culorii.

Daltonismul. Daltonismul este o tulburare în care este imposibil să distingem culorile. Cu protanopia, culoarea roșie nu se distinge. Cu deuteranopie - verde. Cu tritanopia - albastru. Diagnosticat prin tabele policromatice.

O pierdere completă a percepției culorii este acromazia, în care totul este văzut în nuanțe de gri.

Percepția spațiului.

Acuitate vizuala- capacitatea maximă a ochiului de a distinge detaliile individuale ale obiectelor. Ochiul normal distinge între două puncte văzute la un unghi de 1 minut. Claritate maximă în zonă pată galbenă. Determinat prin tabele speciale.

Auzul este important în viața umană, care este asociat în primul rând cu percepția vorbirii. O persoană nu aude toate semnalele sonore, ci doar cele care au o semnificație biologică și socială pentru el. Deoarece sunetul este o undă care se propagă, ale cărei principale caracteristici sunt frecvența și amplitudinea, atunci auzul este caracterizat de aceiași parametri. Frecvența este percepută subiectiv ca tonalitate a sunetului, iar amplitudinea ca intensitate, volum. Urechea umană este capabilă să perceapă sunete cu o frecvență de la 20 Hz la 20.000 Hz și o intensitate de până la 140 dB (pragul durerii). Cel mai subtil auz se află în intervalul 1-2 mii Hz, adică. în domeniul semnalelor de vorbire.

Partea periferică a analizorului auditiv - organul auzului, este formată din urechea externă, medie și internă (Fig. 4).

Orez. 4. Urechea umană: 1 - auricul; 2 - meatul auditiv extern; 3 - membrana timpanica; 4 - Trompa lui Eustachio; 5 - ciocan; 6 - nicovala; 7 - etrier; 8 - fereastră ovală; 9 - melc.

urechea externa include pavilionul urechiiși canalul auditiv extern. Aceste structuri acționează ca un corn și concentrează vibrațiile sonore într-o anumită direcție. Auricula este, de asemenea, implicată în determinarea localizării sunetului.

urechea medie include timpanul și ostelele auditive.

Membrana timpanică, care separă urechea exterioară de urechea medie, este un sept de 0,1 mm grosime țesut din fibre care circulă în direcții diferite. În forma sa, seamănă cu o pâlnie îndreptată spre interior. Timpanul incepe sa vibreze sub actiunea vibratiilor sonore care trec prin canalul auditiv extern. Oscilațiile membranei depind de parametrii undei sonore: cu cât frecvența și volumul sunetului sunt mai mari, cu atât frecvența este mai mare și amplitudinea oscilațiilor timpanului este mai mare.

Aceste vibrații sunt transmise osiculelor auditive - ciocanul, nicovala și etrierul. Suprafața etrierului este adiacentă membranei ferestrei ovale. Osiculele auditive formează între ele un sistem de pârghii, care amplifică vibrațiile transmise din timpan. Raportul dintre suprafața etrierului și membrana timpanică este de 1:22, ceea ce crește presiunea undelor sonore pe membrana ferestrei ovale cu aceeași cantitate. Această împrejurare este de mare importanță, deoarece chiar și undele sonore slabe care acționează asupra membranei timpanice sunt capabile să depășească rezistența membranei ferestrei ovale și să pună în mișcare coloana de fluid din cohlee. Astfel, energia vibrațională transmisă urechii interne crește de aproximativ 20 de ori. Cu toate acestea, cu sunete foarte puternice, același sistem de oase, cu ajutorul unor mușchi speciali, slăbește transmiterea vibrațiilor.

În peretele care desparte urechea medie de interior, pe lângă oval, se află și o fereastră rotundă, închisă tot de o membrană. Fluctuațiile fluidului din cohlee, care își au originea la fereastra ovală și au trecut de-a lungul pasajelor cohleei, ajung, fără amortizare, la fereastra rotundă. Dacă această fereastră cu membrana nu ar exista, din cauza incompresibilității lichidului, oscilațiile acestuia ar fi imposibile.

Cavitatea urechii medii comunică cu mediul extern prin trompa lui Eustachio, care asigură menținerea unei presiuni constante apropiate de atmosferică în cavitate, ceea ce creează cele mai favorabile condiții pentru fluctuațiile membranei timpanice.

urechea internă(labirintul) include aparatul receptor auditiv și vestibular. Partea auditivă a urechii interne - cohleea este un canal osos răsucit în spirală, care se extinde treptat (la om, 2,5 spire, lungimea cursei este de aproximativ 35 mm) (Fig. 5).

Pe toată lungimea, canalul osos este împărțit de două membrane: o membrană vestibulară (Reissner) mai subțire și una mai densă și mai elastică - membrana principală (bazilară, bazală). În partea de sus a cohleei, ambele membrane sunt conectate și există o gaură în ele - helicotrema. Membranele vestibulare și bazilare împart canalul osos în trei pasaje sau scări pline cu lichid.

Canalul superior al cohleei, sau scala vestibularis, provine din fereastra ovală și continuă până la vârful cohleei, unde comunică prin helicotremă cu canalul inferior al cohleei - scala timpanului, care începe în regiunea cohleei. fereastra rotunda. Canalele superioare și inferioare sunt umplute cu perilimfă, care seamănă cu lichidul cefalorahidian în compoziție. Canalul membranos mediu (scala cohlea) nu comunică cu cavitatea altor canale și este umplut cu endolimfă. Pe membrana bazilară (bazică) din scala cohleară se află aparatul receptor al cohleei - organul lui Corti compus din celule de par. Deasupra celulelor capilare se află membrana tegumentară (tectorială). Atunci când vibrațiile sonore sunt transmise prin sistemul de osicule auditive către cohlee, lichidul și, în consecință, membrana pe care sunt situate celulele capilare vibrează în aceasta din urmă. Firele de păr ating membrana tectorială și sunt deformate, ceea ce este cauza directă a excitării receptorilor și a generării potențialului receptor. Potentialul receptor determina eliberarea neurotransmitatorului, acetilcolina, in sinapsa, care la randul sau duce la generarea de potentiale de actiune in fibrele nervului auditiv. În plus, această excitare este transmisă celulelor nervoase ale ganglionului spiral al cohleei și de acolo către centrul auditiv al medulei oblongate - nucleii cohleari. După pornirea neuronilor nucleilor cohleari, impulsurile merg la următorul grup de celule - nucleii complexului pontin olivar superior. Toate căi aferente a nucleilor cohleari și a nucleilor complexului superior de măsline se termină în coliculul posterior sau coliculul inferior, centrul auditiv al mesenencefalului. De aici impulsuri nervoase intră în corpul geniculat intern al talamusului, ale cărui procese celulele sunt trimise în cortexul auditiv. Cortexul auditiv este situat în partea superioară a lobului temporal și include al 41-lea și al 42-lea câmp (conform lui Brodman).

Pe lângă calea auditivă ascendentă (aferentă), există și o cale descendentă centrifugă, sau eferentă, concepută pentru a regla fluxul senzorial.

.Principii de prelucrare a informațiilor auditive și elementele de bază ale psihoacusticii

Principalii parametri ai sunetului sunt intensitatea (sau nivelul presiunii sonore), frecvența, durata și localizarea spațială a sursei de sunet. Ce mecanisme stau la baza percepției fiecăruia dintre acești parametri?

Intensitatea sunetului la nivelul receptorilor, este codificat de amplitudinea potentialului receptor: cu cat sunetul este mai puternic, cu atat amplitudinea este mai mare. Dar aici, ca și în sistemul vizual, nu există o dependență liniară, ci logaritmică. Spre deosebire de sistemul vizual, sistemul auditiv folosește și o altă metodă - codificarea după numărul de receptori excitați (datorită nivelurilor de prag diferite în diferite celule de păr).

În părțile centrale ale sistemului auditiv, cu o creștere a intensității, de regulă, frecvența impulsurilor nervoase crește. Totuși, pentru neuronii centrali, cel mai semnificativ nu este nivelul absolut de intensitate, ci natura schimbării sale în timp (modulația amplitudine-temporală).

Frecvența vibrațiilor sonore. Receptorii porniți membrana bazala situati intr-o ordine strict definita: pe partea care este situata mai aproape de fereastra ovala a cohleei, receptorii raspund la frecvente inalte, iar cei situati pe zona membranei mai aproape de varful cohleei raspund la frecvente joase. Astfel, frecvența sunetului este codificată de locația receptorului pe membrana bazală. Această metodă de codare este păstrată și în structurile de deasupra, deoarece acestea sunt un fel de „hartă” a membranei principale, iar poziția relativă a elementelor nervoase de aici corespunde exact cu cea de pe membrana bazală. Acest principiu se numește actual. În același timp, trebuie remarcat că la niveluri înalte ale sistemului senzorial, neuronii nu mai răspund la un ton pur (frecvență), ci la schimbarea acestuia în timp, adică. la semnale mai complexe, care, de regulă, au una sau alta semnificație biologică.

Durata sunetului codificată de durata descărcării neuronilor tonici, care pot fi excitați pe toată durata stimulului.

Localizare spațială a sunetului furnizate în primul rând de doi mecanisme diferite. Includerea lor depinde de frecvența sunetului sau de lungimea de undă a acestuia. Cu semnale de joasă frecvență (până la aproximativ 1,5 kHz), lungimea de undă este mai mică decât distanța interaurală, care este de 21 cm în medie pentru o persoană.În acest caz, sursa este localizată datorită timpului diferit de sosire a sunetului. val la fiecare ureche, în funcție de azimut. La frecvențe mai mari de 3 kHz, lungimea de undă este evident mai mică decât distanța interaurală. Astfel de valuri nu pot merge în jurul capului, ele sunt reflectate în mod repetat de obiectele din jur și de cap, pierzând în același timp energia vibrațiilor sonore. În acest caz, localizarea se realizează în principal datorită diferențelor interaurale de intensitate. În intervalul de frecvență de la 1,5 Hz la 3 kHz, mecanismul de localizare temporală se schimbă în mecanismul de estimare a intensității, iar regiunea de tranziție se dovedește a fi nefavorabilă pentru determinarea locației sursei de sunet.

Când localizați o sursă de sunet, este important să evaluați distanța acesteia. Intensitatea semnalului joacă un rol semnificativ în rezolvarea acestei probleme: cu cât distanța de la observator este mai mare, cu atât intensitatea percepută este mai mică. La distante mari (mai mult de 15 m), tinem cont de compozitia spectrala a sunetului care a ajuns pana la noi: sunetele de inalta frecventa se estompeaza mai repede, i.e. „a alerga” pe o distanță mai mică, sunetele de joasă frecvență, dimpotrivă, se estompează mai lent și se răspândesc mai departe. De aceea sunetele emise de o sursă îndepărtată ni se par mai scăzute. Unul dintre factorii care facilitează foarte mult evaluarea distanței este reverberația semnalului sonor de la suprafețele reflectorizante, adică. perceperea sunetului reflectat.

Sistemul auditiv este capabil să determine nu numai locația unei surse de sunet staționare, ci și a unei surse de sunet în mișcare. Baza fiziologică pentru evaluarea localizării unei surse de sunet este activitatea așa-numiților neuroni detectori de mișcare localizați în complexul olivar superior, coliculii posteriori, corpul geniculat intern și cortexul auditiv. Dar rolul principal aici aparține măslinilor de sus și dealurilor din spate.

Întrebări și sarcini pentru autocontrol

1. Luați în considerare structura organului auzului. Descrieți funcțiile urechii externe.

2. Care este rolul urechea medie în transmiterea vibrațiilor sonore?

3. Luați în considerare structura cohleei și organul lui Corti.

4. Ce sunt receptorii auditivi și care este cauza directă a excitației lor?

5. Cum este conversia vibrațiilor sonore în impulsuri nervoase?

6. Descrieți părțile centrale ale analizorului auditiv.

7. Descrieți mecanismele de codificare a intensității sunetului la diferite niveluri ale sistemului auditiv?

8. Cum este codificată frecvența sunetului?

9. Ce mecanisme de localizare spațială a sunetului cunoașteți?

10. În ce interval de frecvență percepe urechea umană sunetele? De ce cele mai scăzute praguri de intensitate la oameni se află în regiunea 1-2 kHz?

Analizorul auditiv (sistemul senzorial auditiv) este al doilea cel mai important analizor uman la distanță. Auzul joacă cel mai important rol la om în legătură cu apariția vorbirii articulate. Semnalele acustice (sunete) sunt vibrații ale aerului cu frecvențe și puteri diferite. Ei excită receptorii auditivi localizați în cohleea urechii interne. Receptorii activează primii neuroni auditivi, după care, informația senzorială este transmisă cortexului auditiv (regiunea temporală) printr-o serie de structuri succesive.

Organul auzului (urechea) este partea periferică a analizorului auditiv, în care sunt localizați receptorii auditivi. Structura și funcțiile urechii sunt prezentate în tabel. 12.2, fig. 12.10.

Tabelul 12.2.

Structura și funcțiile urechii

partea urechii	Structura	Funcții
urechea externa	auriculă, meatul auditiv extern, membrana timpanică	Protectie (eliberare de sulf). Captează și conduce sunete. Undele sonore vibrează timpanul, care vibrează osiculele auditive.
urechea medie	O cavitate umplută cu aer care conține osiculele auditive (ciocan, nicovală, etrier) și tubul lui Eustachio (auditiv)	Osiculele auditive conduc și amplifică vibrațiile sonore de 50 de ori. Trompa lui Eustachie este conectată la nazofaringe pentru a egaliza presiunea asupra timpanului.
urechea internă	Organ auditiv: ferestre ovale și rotunde, cohlee cu o cavitate umplută cu lichid și organul lui Corti - un aparat de recepție a sunetului	Receptorii auditivi localizați în organul lui Corti convertesc semnalele sonore în impulsuri nervoase care sunt transmise nervului auditiv și apoi în zona auditivă a cortexului cerebral.
	Organul de echilibru (aparatul vestibular): trei canale semicirculare, aparat otolitic	Percepe pozitia corpului in spatiu si transmite impulsuri catre medula oblongata, apoi catre zona vestibulara a cortexului cerebral; impulsurile de răspuns ajută la menținerea echilibrului corpului

Orez. 12.10. Organe auz și echilibru. Urechea exterioară, medie și internă, precum și ramurile auditive și vestibulare (vestibulare) ale nervului vestibulocohlear (VIII pereche de nervi cranieni) care se extind de la elementele receptorilor organului auzului (organul Corti) și echilibrului (scoicii). și pete).

Mecanismul de transmitere și percepție a sunetului. Vibrațiile sonore sunt preluate de auriculă și transmise prin canalul auditiv extern către membrana timpanică, care începe să vibreze în funcție de frecvența undelor sonore. Vibrațiile membranei timpanice sunt transmise la lanțul osicular al urechii medii și, cu participarea lor, la membrana ferestrei ovale. Vibrațiile membranei ferestrei vestibulului sunt transmise perilimfei și endolimfei, ceea ce provoacă vibrații ale membranei principale împreună cu organul Corti situat pe ea. În acest caz, celulele capilare cu firele lor de păr ating membrana tegumentară (tectorială) și, din cauza iritației mecanice, în ele are loc excitația, care se transmite mai departe fibrelor nervului vestibulocohlear (Fig. 12.11).

Orez. 12.11. Membranoase canal și spirală (Kortiev) organ. Canalul cohlear este împărțit în scala timpanică și vestibulară și canalul membranos (scala mijlocie), în care se află organul Corti. Canalul membranos este separat de scala timpanică prin membrana bazilară. Conține procese periferice ale neuronilor ganglionului spiral, care formează contacte sinaptice cu celulele paroase exterioare și interioare.

Locația și structura celulelor receptor ale organului lui Corti. Pe membrana principală sunt situate două tipuri de celule de păr receptor: interne și externe, separate între ele prin arcurile lui Corti.

Celulele de păr interne sunt dispuse pe un rând; numărul total al acestora pe toată lungimea canal membranos ajunge la 3500. Celulele paroase externe sunt dispuse pe 3-4 rânduri; numărul lor total este de 12 000-20 000. Fiecare celulă de păr are o formă alungită; unul dintre polii săi este fixat pe membrana principală, al doilea se află în cavitatea canalului membranos al cohleei. Există fire de păr la capătul acestui stâlp, sau stereocilii. Numărul lor pe fiecare celulă interioară este de 30-40 și sunt foarte scurte - 4-5 microni; pe fiecare celulă exterioară, numărul de fire de păr ajunge la 65-120, sunt mai subțiri și mai lungi. Firele de păr ale celulelor receptore sunt spălate de endolimfă și intră în contact cu membrana tegumentară (tectorială), care se află deasupra celulelor capilare de-a lungul întregului curs al canalului membranos.

Mecanismul recepției auditive. Sub acțiunea sunetului, membrana principală începe să oscileze, cele mai lungi fire de păr ale celulelor receptore (stereocilia) ating membrana tegumentară și se îndoaie oarecum. Deviația părului cu câteva grade duce la tensiunea celor mai subțiri fire verticale (microfilamente) care leagă vârfurile firelor de păr învecinate acestei celule. Această tensiune pur mecanic deschide 1 până la 5 canale ionice în membrana stereociliană. Un curent de ioni de potasiu începe să curgă prin canalul deschis în păr. Forța de tensiune a firului necesară pentru deschiderea unui canal este neglijabilă, aproximativ 2·10 -13 Newton. Și mai surprinzător este faptul că cel mai slab dintre sunetele resimțite de o persoană întinde firele verticale care leagă vârfurile stereocililor vecine la o distanță care este jumătate din diametrul unui atom de hidrogen.

Faptul că răspunsul electric al receptorului auditiv atinge maximul deja după 100-500 µs (microsecunde) înseamnă că canalele ionice ale membranei sunt deschise direct printr-un stimul mecanic fără participarea mesagerii intracelulari secundari. Acest lucru distinge mecanoreceptorii de fotoreceptorii cu acțiune mult mai lentă.

Depolarizarea terminației presinaptice a celulei părului duce la eliberarea unui neurotransmițător (glutamat sau aspartat) în fanta sinaptică. Acționând asupra membranei postsinaptice a fibrei aferente, mediatorul provoacă generarea de excitare a potențialului postsinaptic și în continuare generarea de impulsuri care se propagă în centrii nervoși.

Deschiderea doar a câtorva canale ionice în membrana unui stereocili nu este în mod clar suficientă pentru apariția unui potențial receptor de o magnitudine suficientă. Un mecanism important de îmbunătățire a semnalului senzorial la nivelul receptorului sistemului auditiv este interacțiunea mecanică a tuturor stereocililor (aproximativ 100) ale fiecărei celule de păr. S-a dovedit că toate stereociliile unui receptor sunt interconectate într-un mănunchi prin filamente subțiri transversale. Prin urmare, atunci când unul sau mai multe fire de păr mai lungi sunt îndoite, ei trag cu ele toate celelalte fire de păr. Ca rezultat, canalele ionice ale tuturor firelor de păr se deschid, oferind un potențial receptor suficient.

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 a două jumătăți simetrice ale analizorului auditiv (auz binaural).

Acuitatea auzului binaural la oameni este foarte mare: este capabil să determine locația sursei de sunet cu o precizie de aproximativ 1 grad unghiular. Baza fiziologică pentru aceasta este capacitatea structurilor neuronale ale analizorului auditiv de a evalua diferențele interaurale (interstițiale) ale stimulilor sonori în funcție de momentul sosirii lor în fiecare ureche și de intensitatea lor. Dacă sursa sonoră este situată departe de linia mediană a capului, unda sonoră ajunge la o ureche ceva mai devreme și cu o forță mai mare decât la cealaltă. Estimarea distanței sunetului față de corp este asociată cu slăbirea sunetului și modificarea timbrului acestuia.

Analizorul auditiv este al doilea cel mai important analizor în furnizare activitate cognitivă persoană. Sistemul auditiv servește la perceperea semnalelor sonore, ceea ce îi conferă un rol special asociat cu percepția vorbirii articulate. Un copil care și-a pierdut auzul în copilărie își pierde și capacitatea de a vorbi.

Structura analizorului auditiv:

Partea periferică este aparatul receptor din ureche (internă);

Partea conductoare este nervul auditiv;

Partea centrală este zona auditivă a cortexului cerebral (lobul temporal).

Structura urechii.

Urechea - organul auzului și al echilibrului, include:

Urechea exterioară este pavilionul care captează vibrațiile sonore și le direcționează către canalul auditiv extern. Auricula este formată din cartilaj elastic, acoperit cu piele la exterior. Meatul auditiv extern arată ca un canal curbat de 2,5 cm lungime, pielea sa este acoperită cu peri. Canalele glandelor care produc cerumă se deschid în canalul urechii. Atât firele de păr, cât și ceara au o funcție de protecție;

urechea medie. Se compune din: membrana timpanica, cavitatea timpanica (umpluta cu aer), ostele auditive - ciocan, nicovala, etrier (transmit vibratiile sonore de la membrana timpanica catre fereastra ovala a urechii interne, previne supraincarcarea acesteia), trompa lui Eustachiu (conecteaza mijlocul cavitatea urechii cu faringele). Membrana timpanică este o placă elastică subțire situată la marginea urechii externe și medii. Maleusul este legat la un capăt de membrana timpanică, iar la celălalt capăt de nicovală, care este legată de etrier. Etrierul este conectat la o fereastră ovală care separă cavitatea timpanică din urechea internă. Tubul auditiv (Eustachian) leagă cavitatea timpanică cu nazofaringe, căptușit din interior cu o membrană mucoasă. Menține aceeași presiune extern și intern pe timpan.

Urechea medie este separată de urechea internă perete osos, în care sunt două orificii (o fereastră rotundă și o fereastră ovală);

Urechea internă. Este situat în osul temporal și este format din labirinturile osoase și membranoase. Labirintul membranos al țesutului conjunctiv este situat în interiorul labirintului osos. Între labirintul osos și membranos conține un fluid - perilimfa, iar în interiorul labirintului membranos - endolimfa.

Labirintul osos este format din cohlee (aparatul de recepție a sunetului), vestibul (parte a aparatul vestibular) și trei canale semicirculare (organul auzului și al echilibrului). Labirintul membranos este situat în interiorul labirintului osos. Între ele se află un fluid - perilimfă, iar în interiorul labirintului membranos - endolimfă. În labirintul membranos al cohleei se află organul lui Corti - partea receptoră a analizorului auditiv, care transformă vibrațiile sonore în excitare nervoasă. Vestibulul osos, care formează partea de mijloc a labirintului urechii interne, are două ferestre deschise, ovale și rotunde, care leagă cavitatea osoasă cu timpanul. Fereastra ovală este închisă de baza etrierului, iar fereastra rotundă este închisă de o placă de țesut conjunctiv elastic mobil.

Percepția sunetului: undele sonore prin auricul pătrund în canalul auditiv extern și provoacă mișcări oscilatorii ale membranei timpanice - vibrațiile membranei timpanice sunt transmise osiculelor auditive, ale căror mișcări provoacă vibrația etrierului care închide fereastra ovală - mișcări ale etrierului a ferestrei ovale balansează perilimfa, vibrațiile acesteia sunt transmise - vibrația endolimfei, atrage după sine oscilația membranei principale - în timpul mișcărilor membranei principale și endolimfei, membrana tegumentară din interiorul cohleei atinge cu o anumită forță microvilozitățile celulelor receptore și frecvență, care sunt excitate - excitare de nerv auditiv la centrii subcorticali ai auzului ( mezencefal) –– analiză superioară iar sinteza stimulilor auditivi are loc în centru cortical analizor auditiv, care este situat în lobul temporal. Aici există o distincție între natura sunetului, puterea, înălțimea acestuia.