Sluchový senzorický systém a jeho funkčný význam. Štruktúra sluchového systému

Sluch je zmyslový orgán človeka, ktorý prispieva k duševnému rozvoju plnohodnotnej osobnosti a jej prispôsobeniu v spoločnosti. Sluch je spojený so zvukovou jazykovou komunikáciou. Používaním sluchový analyzátorčlovek vníma a rozlišuje zvukové vlny pozostávajúce z postupnej kondenzácie a riedenia vzduchu.

Sluchový analyzátor pozostáva z troch častí: 1) receptorový aparát vo vnútornom uchu; 2) dráhy reprezentované ôsmym párom hlavových (sluchových) nervov; 3) sluchové centrum v temporálny lalok mozgová kôra.

Sluchové receptory (fonoreceptory) sú obsiahnuté v kochlei vnútorného ucha, ktorá sa nachádza v pyramíde spánkovej kosti. Zvukové vibrácie pred dosiahnutím sluchových receptorov prechádzajú celým systémom zvukovo vodivých a zvuk zosilňujúcich častí.

ucho - Ide o orgán sluchu, ktorý sa skladá z 3 častí: vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha.

Vonkajšie ucho pozostáva z ušnice a vonkajšieho zvukovodu. Vonkajšie ucho slúži na zachytávanie zvukov. Ušnica je tvorená elastickou chrupavkou a je z vonkajšej strany pokrytá kožou. V spodnej časti ho dopĺňa záhyb – lalok, ktorý je vyplnený tukovým tkanivom.

Vonkajší zvukovod(2,5 cm), kde sú zvukové vibrácie zosilnené 2-2,5 krát, vysiela tenká pokožka s jemným ochlpením a upravenými potnými žľazami, ktoré produkujú ušný maz, pozostávajúci z tukových buniek a obsahujúci pigment. Vlasy a ušný maz hrať ochrannú úlohu.

Stredné ucho pozostáva z bubienka, bubienkovej dutiny a sluchovej trubice. Na hranici medzi vonkajším a stredným uchom je bubienok, ktorý je zvonka pokrytý epitelom a zvnútra sluchovou membránou. Zvukové vibrácie, ktoré sa približujú k bubienku, spôsobujú jeho vibrácie s rovnakou frekvenciou. S vnútri ušný bubienok obsahuje bubienkovú dutinu, vo vnútri ktorej sú umiestnené sluchové ossicles, prepojené - kladivo, nákovu a strmeň. Vibrácie z bubienka sa prenášajú cez kostný systém do vnútorného ucha. Sluchové kostičky sú umiestnené tak, že tvoria páky, ktoré znižujú rozsah zvukových vibrácií a zvyšujú ich silu.

bubienková dutina spojený s nosohltanom cez eustachova trubica, ktorý udržuje rovnaký tlak zvonku aj zvnútra na bubienok.

Na križovatke stredného a vnútorného ucha je membrána, ktorá obsahuje oválne okno. Stúpik prilieha k oválnemu okienku vnútorného ucha.

Vnútorné ucho sa nachádza v dutine pyramídy spánkovej kosti a je kostným labyrintom, vo vnútri ktorého je membránový labyrint z spojivového tkaniva. Medzi kosteným a membránovým labyrintom je tekutina - perilymfa a vo vnútri membránového labyrintu - endolymfa. V stene oddeľujúcej stredné ucho od vnútorného ucha je okrem oválneho okienka aj okrúhle okienko, ktoré umožňuje vibrácie tekutiny.

Kostný labyrint pozostáva z troch častí: v strede - vestibul, pred ním slimák a za - polkruhové kanály. Vo vnútri stredného kanála kochley sa v kochleárnom kanáliku nachádza prístroj na príjem zvuku - špirála, resp. Cortiho orgán. Má hlavnú vrstvu, ktorá pozostáva z približne 24 tisíc vláknitých vlákien. Na hlavnej doske pozdĺž nej v 5 radoch sú nosné a vlasové senzorické bunky, ktoré sú vlastne sluchové receptory. Vlasy receptorové bunky umyté endolymfou a v kontakte s krycou platňou. Vláskové bunky sú pokryté nervovými vlasmi kochleárnej vetvy sluchového nervu. Medulla oblongata obsahuje druhý neurón sluchová dráha, potom táto cesta ide, väčšinou krížením, do zadných tuberkulov štvorklaného nervu a z nich do temporálnej oblasti kôry, kde sa nachádza centrálna časť sluchového analyzátora.

Pre sluchového analyzátora je zvuk adekvátnym stimulom. Všetky vibrácie vzduchu, vody a iných elastických médií sú rozdelené na periodické (tóny) a neperiodické (hluky). Existujú vysoké a nízke tóny. Hlavnou charakteristikou každého zvukového tónu je dĺžka zvukovej vlny, ktorá zodpovedá určitému počtu vibrácií za sekundu. Vlnová dĺžka zvuku určená vzdialenosťou, ktorú zvuk prejde za sekundu, vydelenou počtom úplných vibrácií, ktoré telo, ktoré znie, za sekundu vykoná.

Ľudské ucho vníma zvukové vibrácie v rozsahu 16-20 000 Hz, ktorých sila je vyjadrená v decibeloch (dB). Ľudia nepočujú zvukové vibrácie s frekvenciou vyššou ako 20 kHz. Toto sú ultrazvuky.

Zvukové vlny- sú to pozdĺžne vibrácie média. Sila zvuku závisí od rozsahu (amplitúdy) vibrácií častíc vzduchu. Zvuk je charakteristický timbre alebo farbenie.

Ucho najviac vzrušujú zvuky s frekvenciou kmitov od 1000 do 4000 Hz. Pod a nad týmto indikátorom sa excitabilita ucha znižuje.

V roku 1863 Helmholtz navrhol rezonančná teória sluchu. Zvukové vlny vzduchu vstupujúce do vonkajšieho zvukovodu spôsobujú vibrácie bubienka, potom sa vibrácie prenášajú cez stredné ucho. Systém sluchových kostičiek, pôsobiacich ako páka, zosilňuje zvukové vibrácie a prenáša ich do tekutiny obsiahnutej medzi kosťou a membránovými labyrintmi kučier. Zvukové vlny sa môžu prenášať aj vzduchom obsiahnutým v strednom uchu.

Podľa teórie rezonancie vibrácie endolymfy spôsobujú vibrácie hlavnej dosky, ktorej vlákna majú rôznu dĺžku, sú ladené do rôznych tónov a tvoria sústavu rezonátorov, ktoré znejú jednotne s rôznymi zvukovými vibráciami. Najkratšie vlny sú vnímané na spodnej časti slimáka a dlhé na vrchole.

Počas vibrácie zodpovedajúcich rezonančných úsekov hlavnej platne sa rozvibrujú aj citlivé vláskové bunky, ktoré sa na nej nachádzajú. Najmenšie chĺpky týchto buniek sa pri oscilácii a deformácii krycej platničky dotýkajú, čo vedie k excitácii vláskových buniek a vedeniu impulzov po vláknach kochleárneho nervu do centrálneho nervového systému. Pretože nedochádza k úplnej izolácii vlákien hlavnej membrány, susedné vlákna začnú vibrovať súčasne, čo zodpovedá podtónom. O Burton- zvuk, ktorého počet vibrácií je 2, 4, 8 atď. násobok počtu vibrácií základného tónu.

Pri dlhšom vystavení silným zvukom sa excitabilita analyzátora zvuku znižuje a pri dlhšom vystavení tichu sa zvyšuje excitabilita. Toto prispôsobenie. Najväčšie prispôsobenie sa pozoruje v zóne vyšších zvukov.

Nadmerný hluk vedie nielen k strate sluchu, ale aj spôsobuje mentálne poruchy v ľuďoch. Špeciálne pokusy na zvieratách preukázali možnosť vzhľadu „akustický šok“ a „akustické zádrhely“, niekedy fatálne.

6. Choroby uší a hygiena sluchu. Prevencia negatívneho vplyvu „školského“ hluku na telo žiaka

Ušná infekcia - otitis. Najčastejším výskytom zápalu stredného ucha je nebezpečná choroba, pretože vedľa stredoušnej dutiny je mozog a jeho membrány. Zápal stredného ucha sa najčastejšie vyskytuje ako komplikácia chrípky a akútnych respiračných ochorení; infekcia z nosohltanu môže prejsť cez Eustachovu trubicu do stredoušnej dutiny. Otitis sa vyskytuje ako závažné ochorenie a prejavuje sa silná bolesť v uchu, vysoká teplota tela, silná bolesť hlavy, výrazná strata sluchu. Ak sa vyskytnú tieto príznaky, mali by ste sa okamžite poradiť s lekárom. Prevencia otitis: liečba akútnych a chronických ochorení nosohltanu (adenoidy, výtok z nosa, sinusitída). Ak máte nádchu, nemali by ste príliš smrkať, aby sa infekcia dostala do stredného ucha cez Eustachovu trubicu. Nemôžete si vyfúkať nos oboma polovicami nosa súčasne, ale musíte to urobiť striedavo, pričom krídlo nosa pritlačíte k nosnej prepážke.

Hluchota- úplná strata sluchu v jednom alebo oboch ušiach. Môže byť získaný alebo vrodený.

Získaná hluchota najčastejšie ide o dôsledok obojstranného zápalu stredného ucha, ktorý bol sprevádzaný prasknutím oboch bubienkov alebo ťažkým zápalom vnútorného ucha. Hluchota môže byť spôsobená závažnou dystrofické lézie sluchové nervy, ktoré sú často spojené s profesionálne faktory: hluk, vibrácie, vystavenie chemickým výparom alebo poranenia hlavy (napríklad v dôsledku výbuchu). spoločná príčina hluchota je otoskleróza- ochorenie, pri ktorom sa znehybňujú sluchové kostičky (najmä palice). Táto choroba bola príčinou hluchoty u vynikajúceho skladateľa Ludwiga Van Beethovena. Hluchotu môže spôsobiť nekontrolované užívanie antibiotík, ktoré majú negatívny vplyv na sluchový nerv.

Vrodená hluchota Spojené s vrodená porucha sluchu príčinami ktorých môžu byť vírusové ochorenia matky v tehotenstve (ružienka, osýpky, chrípka), nekontrolované užívanie niektorých liekov, najmä antibiotík, konzumácia alkoholu, drog, fajčenie. Dieťa narodené hluché, ktoré nikdy nepočuje reč, sa stáva hluchým a nemým.

Hygiena sluchu- systém opatrení zameraných na ochranu sluchu, vytváranie optimálnych podmienok pre činnosť sluchového analyzátora, podporu jeho normálneho vývoja a fungovania.

Rozlišovať špecifické a nešpecifické vplyv hluku na ľudský organizmus. Konkrétna akcia sa prejavuje poruchou sluchu rôzneho stupňa, nešpecifické- pri rôznych odchýlkach činnosti centrálneho nervového systému, poruchách autonómnej reaktivity, endokrinné poruchy, funkčný stav kardiovaskulárneho systému a tráviaci trakt. U ľudí v mladom a strednom veku sa pri hladine hluku 90 dB (decibelov), ktorá trvá hodinu, znižuje dráždivosť buniek mozgovej kôry, zhoršuje sa koordinácia pohybov, zraková ostrosť, stabilita jasného videnia a tzv. predlžuje sa latentná perióda zrakových a sluchovo-motorických reakcií. Za rovnakú dobu prevádzky v podmienkach vystavenia hluku, ktorého hladina je 96 dB, je ešte viac náhle porušenia kortikálna dynamika, fázové stavy, extrémna inhibícia, poruchy autonómnej reaktivity. Zhoršujú sa ukazovatele výkonnosti svalov (vytrvalosť, únava) a pracovné ukazovatele. Práca v podmienkach vystavenia hluku, ktorého hladina je 120 dB, môže spôsobiť poruchy vo forme astenických neurastenických prejavov. Existujú podráždenosť, bolesti hlavy, nespavosť, poruchy endokrinného systému. Zmeny prebiehajú v kardiovaskulárny systém: cievny tonus a srdcová frekvencia sú narušené, krvný tlak sa zvyšuje alebo znižuje.

U dospelých a najmä u detí je to extrémne Negatívny vplyv(nešpecifické a špecifické) vytvára hluk v miestnostiach, kde sú na plnú hlasitosť zapnuté rádiá, televízory, magnetofóny atď.

Hluk má silný vplyv na deti a dospievajúcich. Zmenu funkčného stavu sluchových a iných analyzátorov pozorujeme u detí pod vplyvom „školského“ hluku, ktorého intenzita sa v hlavných priestoroch školy pohybuje od 40 do 110 dB. V triede je priemerná hladina hluku 50-80 dB, počas prestávok môže dosiahnuť 95 dB.

Hluk nepresahujúci 40 dB nespôsobuje negatívne zmeny vo funkčnom stave nervový systém. Zmeny sú badateľné pri hlučnosti 50-60 dB. Podľa výskumných údajov si riešenie matematických úloh pri hlasitosti hluku 50 dB vyžaduje o 15-55%, 60 dB - 81-100% viac času ako pôsobenie hluku. Oslabenie pozornosti školákov pod vplyvom hluku stanovenej hlasitosti dosiahlo 16 %. Znižovanie hladín „školského“ hluku a jeho nepriaznivého vplyvu na zdravie žiakov sa dosahuje množstvom komplexných opatrení: stavebných, technických a organizačných.

Šírka „zelenej zóny“ zo strany ulice by teda mala byť minimálne 6 m. Popri tomto páse je vhodné vo vzdialenosti minimálne 10 m od budovy vysadiť stromy, ktorých koruny budú zdržovať šírenie hluku.

Dôležité pri znižovaní "školského" hluku má hygienické správne umiestnenie učebne v budove školy. workshopy, Športové haly nachádza sa na prízemí v samostatnom krídle alebo prístavbe.

Rozmery učební musia spĺňať hygienické normy zamerané na zachovanie zraku a sluchu žiakov a učiteľov: dĺžka (veľkosť od tabule po protiľahlú stenu) a hĺbka učební. Dĺžka učebne nepresahujúca 8 m poskytuje žiakom normálnu zrakovú a sluchovú ostrosť, ktorí sedia na posledných laviciach, jasné vnímanie reči učiteľa a jasné videnie toho, čo je napísané na tabuli. Prvá a druhá lavica (stoly) v ľubovoľnom rade sú vyhradené pre žiakov so sluchovým postihnutím, pretože reč je vnímaná na vzdialenosť 2 až 4 m a šepot od 0,5 do 1 m. funkčný stav sluchového analyzátora a zabrániť zmenám v iných fyziologických systémov Krátke prestávky (10-15 minút) pomáhajú telu tínedžera.

Senzorový systém (analyzátor)- nazývaná časť nervového systému pozostávajúca z vnemových prvkov - zmyslových receptorov, nervových dráh, ktoré prenášajú informácie z receptorov do mozgu a častí mozgu, ktoré tieto informácie spracúvajú a analyzujú

Senzorový systém obsahuje 3 časti

1. Receptory - zmyslové orgány

2. Elektroinštalačné oddelenie spájajúce receptory s mozgom

3. Úsek mozgovej kôry, ktorý vníma a spracováva informácie.

Receptory- periférny článok určený na vnímanie podnetov z vonkajšieho resp vnútorné prostredie.

Zmyslové systémy majú všeobecný plán štruktúry a zmyslové systémy sa vyznačujú

Viacvrstvové- prítomnosť niekoľkých vrstiev nervové bunky, z ktorých prvý je spojený s receptormi a druhý s neurónmi motorických oblastí mozgovej kôry. Neuróny sú špecializované na spracovanie odlišné typy senzorické informácie.

Viackanálový- prítomnosť mnohých paralelných kanálov na spracovanie a prenos informácií, čo poskytuje podrobnú analýzu signálu a väčšiu spoľahlivosť.

Rôzny počet prvkov v susedných vrstvách, ktoré tvoria takzvané „senzorové lieviky“ (sťahujúce sa alebo rozširujúce sa) Môžu zabezpečiť elimináciu informačnej redundancie alebo naopak zlomkovú a komplexnú analýzu znakov signálu

Diferenciácia zmyslového systému vertikálne a horizontálne. Vertikálna diferenciácia znamená vytvorenie častí zmyslového systému pozostávajúceho z niekoľkých neurónových vrstiev (čuchové bulby, kochleárne jadrá, genikulárne telá).

Horizontálna diferenciácia predstavuje prítomnosť receptorov a neurónov s rôznymi vlastnosťami v rámci tej istej vrstvy. Napríklad tyčinky a čapíky v sietnici spracovávajú informácie odlišne.

Hlavnou úlohou zmyslového systému je vnímanie a rozbor vlastností podnetov, na základe ktorých vznikajú vnemy, vnemy, predstavy. To predstavuje formy zmyslového, subjektívneho odrazu vonkajšieho sveta

Funkcie dotykových systémov

1. Detekcia signálu. Každý zmyslový systém v procese evolúcie sa prispôsobil vnímaniu adekvátnych podnetov, ktoré sú vlastné danému systému. Zmyslový systém, napríklad oko, môže dostať rôzne - primerané a neadekvátne podráždenia (svetlo alebo úder do oka). Zmyslové systémy vnímajú silu - oko vníma 1 svetelný fotón (10 V -18 W). Očný šok (10V -4W). Elektrický prúd (10V -11W)
2. Diskriminácia signálu.
3. Prenos alebo konverzia signálu. Akýkoľvek zmyslový systém funguje ako prevodník. Premieňa jednu formu energie z aktívneho stimulu na energiu nervové podráždenie. Senzorický systém by nemal skresľovať stimulačný signál.

• Môže mať priestorový charakter
• Dočasné premeny
• obmedzenie informačnej redundancie (zahrnutie inhibičných prvkov, ktoré inhibujú susedné receptory)
• Identifikácia základných znakov signálu

1. Kódovanie informácií - vo forme nervových impulzov
2. Detekcia signálu atď. e) identifikácia znakov podnetu, ktorý má behaviorálny význam
3. Poskytnite rozpoznávanie obrazu
4. Prispôsobte sa podnetom
5. Interakcia zmyslových systémov, ktoré tvoria schému okolitého sveta a zároveň nám umožňujú vzťahovať sa k tejto schéme, pre naše prispôsobenie. Všetky živé organizmy nemôžu existovať bez prijímania informácií z prostredia. Čím presnejšie organizmus dostane takéto informácie, tým vyššie budú jeho šance v boji o existenciu.

Senzorické systémy sú schopné reagovať na nevhodné podnety. Ak vyskúšate svorky batérie, spôsobí to chuťový pocit - kyslá, toto je akcia elektrický prúd. Táto reakcia zmyslového systému na adekvátne a neadekvátne podnety vyvolala pre fyziológiu otázku – nakoľko môžeme dôverovať svojim zmyslom.

Johann Müller sformuloval v roku 1840 zákon špecifickej energie zmyslových orgánov.

Kvalita vnemov nezávisí od povahy stimulu, ale je úplne určená špecifickou energiou obsiahnutou v senzitívnom systéme, ktorá sa uvoľňuje, keď stimul pôsobí.

S týmto prístupom môžeme vedieť len to, čo je vlastné nám, a nie to, čo je vo svete okolo nás. Následné štúdie ukázali, že vzruchy v akomkoľvek zmyslovom systéme vznikajú na základe jedného energetického zdroja – ATP.

Mullerov žiak Helmholtz vytvoril teória symbolov, podľa ktorého vnemy považoval za symboly a predmety okolitého sveta. Teória symbolov popierala možnosť poznať svet okolo nás.

Tieto 2 smery sa nazývali fyziologický idealizmus. Čo je to senzácia? Senzácia je subjektívny obraz objektívneho sveta. Pocity sú obrazy vonkajšieho sveta. Existujú v nás a vznikajú pôsobením vecí na naše zmysly. Pre každého z nás bude tento obraz subjektívny, t.j. závisí od stupňa nášho vývoja, skúseností a každý človek vníma okolité predmety a javy po svojom. Budú objektívne, t.j. to znamená, že existujú bez ohľadu na naše vedomie. Keďže existuje subjektivita vnímania, ako sa teda rozhodnúť, kto vníma najsprávnejšie? Kde bude pravda? Kritériom pravdivosti je Praktické aktivity. Prebieha dôsledné učenie. V každej fáze sa získavajú nové informácie. Dieťa ochutnáva hračky a rozoberá ich na časti. Práve z týchto hlbokých skúseností získavame hlbšie poznatky o svete.

Klasifikácia receptorov.

1. Primárne a sekundárne. Primárne receptory predstavujú receptorové zakončenie, ktoré je tvorené úplne prvým zmyslovým neurónom (Pacinove teliesko, Meissnerovo teliesko, Merkelov disk, Ruffiniho teliesko). Tento neurón leží v spinálny ganglion. Sekundárne receptory vnímať informácie. Kvôli špecializovaným nervovým bunkám, ktoré potom prenášajú vzruch do nervového vlákna. Citlivé bunky orgánov chuti, sluchu, rovnováhy.
2. Diaľkové a kontaktné. Niektoré receptory vnímajú excitáciu priamym kontaktom - kontaktom, zatiaľ čo iné môžu vnímať podráždenie na určitú vzdialenosť - vzdialenú
3. Exteroceptory, interoreceptory. Exteroceptory- vnímajú podráždenie z vonkajšieho prostredia - zrak, chuť a pod. a zabezpečujú prispôsobenie sa prostrediu. Interoreceptory- receptory vnútorných orgánov. Odrážajú stav vnútorných orgánov a vnútorného prostredia tela.
4. Somatické - povrchné a hlboké. Povrchové - koža, sliznice. Hlboké - receptory svalov, šliach, kĺbov
5. Viscerálny
6. CNS receptory
7. Receptory špeciálnych zmyslov – zrakový, sluchový, vestibulárny, čuchový, chuťový

Podľa povahy vnímania informácií

1. Mechanoreceptory (koža, svaly, šľachy, kĺby, vnútorné orgány)
2. termoreceptory (koža, hypotalamus)
3. Chemoreceptory (aortálny oblúk, karotický sínus, medulla oblongata, jazyk, nos, hypotalamus)
4. Fotoreceptory (oko)
5. Receptory bolesti (nociceptívne) (koža, vnútorné orgány, sliznice)

Mechanizmy excitácie receptora

V prípade primárnych receptorov je pôsobenie stimulu vnímané koncovkou senzorický neurón. Aktívny stimul môže spôsobiť hyperpolarizáciu alebo depolarizáciu povrchových membránových receptorov, najmä v dôsledku zmien priepustnosti sodíka. Zvýšenie permeability pre sodíkové ióny vedie k depolarizácii membrány a na receptorovej membráne vzniká receptorový potenciál. Existuje dovtedy, kým stimul pôsobí.

Receptorový potenciál nedodržiava zákon „Všetko alebo nič“; jeho amplitúda závisí od sily podnetu. Nemá žiadnu refraktérnu periódu. To umožňuje sčítanie receptorových potenciálov počas pôsobenia následných stimulov. Šíri melenno, s vyhynutím. Keď receptorový potenciál dosiahne kritický prah, spôsobí, že sa akčný potenciál objaví v najbližšom Ranvierovom uzle. V Ranvierovom uzle vzniká akčný potenciál, ktorý sa riadi zákonom „Všetko alebo nič.“ Tento potenciál sa bude šíriť.

V sekundárnom receptore je pôsobenie stimulu vnímané receptorovou bunkou. V tejto bunke vzniká receptorový potenciál, ktorého dôsledkom bude uvoľnenie transmitera z bunky do synapsie, ktorá pôsobí na postsynaptickú membránu citlivého vlákna a interakcia transmitera s receptormi vedie k vzniku tzv. ďalší, lokálny potenciál, ktorý je tzv generátor. Jeho vlastnosti sú identické s receptorovými. Jeho amplitúda je určená množstvom uvoľneného mediátora. Mediátory - acetylcholín, glutamát.

Akčné potenciály sa vyskytujú periodicky, pretože Vyznačujú sa refraktérnym obdobím, kedy membrána stráca svoju excitabilitu. Akčné potenciály vznikajú diskrétne a receptor v zmyslovom systéme funguje ako analógovo-diskrétny prevodník. V receptoroch je pozorovaná adaptácia - adaptácia na pôsobenie stimulov. Sú takí, ktorí sa prispôsobujú rýchlo a takí, ktorí sa prispôsobujú pomaly. Počas adaptácie klesá amplitúda receptorového potenciálu a počet nervových impulzov, ktoré sa pohybujú pozdĺž citlivého vlákna. Receptory kódujú informácie. Je to možné frekvenciou potenciálov, zoskupením impulzov do samostatných salv a intervalmi medzi salvami. Kódovanie je možné na základe počtu aktivovaných receptorov v receptívnom poli.

Prah podráždenia a prah zábavy.

Prah podráždenia- minimálna sila podnetu, ktorý vyvoláva vnem.

Prah zábavy- minimálna sila zmeny podnetu, pri ktorej vzniká nový vnem.

Vlasové bunky sú vzrušené, keď sú chĺpky posunuté o 10 až -11 metrov - 0,1 amstromu.

V roku 1934 Weber sformuloval zákon stanovujúci vzťah medzi počiatočnou silou stimulácie a intenzitou vnemov. Ukázal, že zmena sily stimulu je konštantná hodnota

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

Fechner zistil, že pocit je priamo úmerný logaritmu podráždenia

S=a*logR+b S-senzácia R-podráždenie

S=KI v A Stupeň I - sila podráždenia, K a A - konštanty

Pre hmatové receptory S=9,4*I d 0,52

V senzorických systémoch sú receptory na samoreguláciu citlivosti receptorov.

Vplyv sympatického systému - sympatický systém zvyšuje citlivosť receptorov na pôsobenie podnetov. To je užitočné v nebezpečnej situácii. Zvyšuje excitabilitu receptorov - retikulárnu formáciu. Nachádza sa v senzorických nervoch eferentné vlákna, čo môže zmeniť citlivosť receptorov. Takéto nervové vlákna sa nachádzajú v sluchovom orgáne.

Senzorický sluchový systém

Väčšine ľudí žijúcich v modernej odstávke sa sluch postupne znižuje. Stáva sa to s vekom. Tomu napomáha znečistenie okolitými zvukmi – vozidlá, diskotéky atď. Zmeny v naslúchadlo sa stanú nezvratnými. Ľudské uši obsahujú 2 zmyslové orgány. Sluch a rovnováha. Zvukové vlny sa šíria vo forme kompresie a výboja v elastických médiách a šírenie zvukov v hustých médiách je lepšie ako v plynoch. Zvuk má 3 dôležité vlastnosti- výška tónu alebo frekvencia, sila alebo intenzita a zafarbenie. Výška zvuku závisí od frekvencie vibrácií a ľudské ucho vníma frekvencie od 16 do 20 000 Hz. S maximálnou citlivosťou od 1000 do 4000 Hz.

Hlavná frekvencia zvuku mužského hrtana je 100 Hz. Ženy - 150 Hz. Pri hovore sa objavujú ďalšie vysokofrekvenčné zvuky vo forme syčania a pískania, ktoré pri telefonovaní zmiznú a reč je tak zrozumiteľnejšia.

Sila zvuku je určená amplitúdou vibrácií. Akustický výkon sa vyjadruje v dB. Moc je logaritmický vzťah. Šepkajúca reč - 30 dB, normálna reč - 60-70 dB. Hluk dopravy je 80, hluk motora lietadla 160. Akustický výkon 120 dB spôsobuje nepohodlie a 140 vedie k bolestivým pocitom.

Zafarbenie je určené sekundárnymi vibráciami zvukové vlny Oh. Usporiadané vibrácie vytvárajú hudobné zvuky. A náhodné vibrácie jednoducho spôsobujú hluk. Tá istá nota znie inak rôzne nástroje v dôsledku rôznych dodatočných výkyvov.

Ľudské ucho má 3 zložky – vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Vonkajšie ucho predstavuje ušnica, ktorá funguje ako lievik na zber zvuku. Ľudské ucho zachytáva zvuky menej dokonale ako králik a kone, ktoré dokážu ovládať svoje uši. Ušnica je založená na chrupavke, s výnimkou ušného laloku. Chrupavkové tkanivo dodáva uchu pružnosť a tvar. Ak je chrupavka poškodená, obnovuje sa rastom. Vonkajší zvukovod je v tvare S - dovnútra, dopredu a dole, dĺžka 2,5 cm. Zvukovod je pokrytý kožou s nízkou citlivosťou vonkajšej časti a vysoká citlivosť interné. Vonkajšia časť zvukovodu obsahuje chĺpky, ktoré bránia časticiam dostať sa do zvukovodu. Žľazy zvukovodu produkujú žlté mazivo, ktoré zároveň chráni zvukovod. Na konci priechodu je bubienok, ktorý pozostáva z vláknitých vlákien pokrytých zvonku kožou a zvnútra sliznicou. Ušný bubienok oddeľuje stredné ucho od vonkajšieho ucha. Vibruje s frekvenciou vnímaného zvuku.

Stredné ucho je reprezentované bubienkovou dutinou, ktorej objem je približne 5-6 kvapiek vody a bubienková dutina je naplnená vodou, vystlaná sliznicou a obsahuje 3 sluchové kostičky: kladívko, incus a strmienok. Stredné ucho komunikuje s nosohltanom cez Eustachovu trubicu. V pokoji je lúmen Eustachovej trubice uzavretý, čím sa vyrovnáva tlak. Zápalové procesy vedúce k zápalu tejto trubice spôsobujú pocit preťaženia. Stredné ucho je oddelené od vnútorného ucha oválnym a okrúhlym otvorom. Vibrácie ušného bubienka sú sústavou páčok prenášané stužkami do oválneho okienka a vonkajšie ucho prenáša zvuky vzduchom.

Je rozdiel v ploche tympanickej membrány a oválneho okienka (plocha bubienka je 70 mm na štvorcový a oválneho okienka je 3,2 mm na štvorcový). Keď sa vibrácie prenesú z membrány do oválneho okienka, amplitúda sa zníži a sila vibrácií sa zvýši 20-22 krát. Pri frekvenciách do 3000 Hz sa 60 % E prenáša do vnútorného ucha. V strednom uchu sú 2 svaly, ktoré menia vibrácie: tensor tympani sval (pripojený k centrálnej časti ušného bubienka a rukoväti malleusu) - so zvyšujúcou sa silou kontrakcie klesá amplitúda; stapes sval - jeho kontrakcie obmedzujú vibrácie stapes. Tieto svaly zabraňujú poraneniu ušného bubienka. Okrem vzdušného prenosu zvuku existuje aj prenos kostí, ale táto sila zvuku nie je schopná spôsobiť vibrácie v kostiach lebky.

Vnútorné ucho

Vnútorné ucho je labyrintom vzájomne prepojených rúrok a nástavcov. Orgán rovnováhy sa nachádza vo vnútornom uchu. Labyrint má kostný základ, a vo vnútri je membránový labyrint a je tam endolymfa. Sluchová časť zahŕňa slimák, tvorí 2,5 otáčky okolo centrálnej osi a je rozdelená na 3 šupiny: vestibulárnu, tympanickú a membránovú. Vestibulárny kanál začína membránou oválneho okienka a končí okrúhlym okienkom. Na vrchole slimáka tieto 2 kanály komunikujú s helikokrémom. A oba tieto kanály sú vyplnené perilymfou. V strednom membránovom kanáli sa nachádza prístroj na príjem zvuku - Cortiho orgán. Hlavná membrána je vyrobená z elastických vlákien, ktoré začínajú od základne (0,04 mm) až po vrchol (0,5 mm). Nahor sa hustota vlákien znižuje 500-krát. Cortiho orgán sa nachádza na hlavnej membráne. Skladá sa z 20-25 tisíc špeciálnych vlasových buniek umiestnených na podporných bunkách. Vlasové bunky ležia v 3-4 radoch (vonkajší rad) a v jednom rade (vnútorný). Na vrchole vláskových buniek sú stereocílie alebo kinocílie, najväčšie stereocílie. K vláskovým bunkám sa približujú citlivé vlákna 8. páru hlavových nervov zo špirálového ganglia. V tomto prípade 90% izolovaných zmyslových vlákien končí na vnútorných vláskových bunkách. Konverguje až 10 vlákien na vnútornú vlasovú bunku. A v zložení nervové vlákna existujú aj eferentné (olivovo-kochleárny zväzok). Tvoria inhibičné synapsie na senzorických vláknach zo špirálového ganglia a inervujú vonkajšie vláskové bunky. Podráždenie Cortiho orgánu je spojené s prenosom osikulárnych vibrácií do oválneho okna. Nízkofrekvenčné vibrácie sa šíria od oválneho okienka k vrcholu slimáka (zapojená je celá hlavná membrána). nízke frekvencie pozoruje sa excitácia vláskových buniek ležiacich na vrchole kochley. Bekashi študoval šírenie vĺn v slimáku. Zistil, že so zvyšujúcou sa frekvenciou je zapojený menší stĺpec kvapaliny. Vysokofrekvenčné zvuky nemôžu zahŕňať celý stĺpec tekutiny, takže čím vyššia je frekvencia, tým menej perilymfa vibruje. Pri prenose zvukov cez membránový kanál sa môžu vyskytnúť vibrácie hlavnej membrány. Keď hlavná membrána osciluje, vláskové bunky sa posúvajú nahor, čo spôsobuje depolarizáciu, a ak smerom nadol, chĺpky sa odchyľujú dovnútra, čo vedie k hyperpolarizácii buniek. Keď sa vlasové bunky depolarizujú, Ca kanály sa otvoria a Ca podporuje akčný potenciál, ktorý nesie informáciu o zvuku. Vonkajšie sluchové bunky majú eferentnú inerváciu a k prenosu vzruchu dochádza pomocou Ach na vonkajších vláskových bunkách. Tieto bunky môžu meniť svoju dĺžku: hyperpolarizáciou sa skracujú a polarizáciou predlžujú. Zmena dĺžky vonkajších vláskových buniek ovplyvňuje oscilačný proces, ktorý zlepšuje vnímanie zvuku vnútornými vláskovými bunkami. Zmena potenciálu vlasových buniek je spojená s iónovým zložením endo- a perilymfy. Perilymfa sa podobá mozgovomiechovému moku, zatiaľ čo endolymfa áno vysoká koncentrácia K (150 mmol). Preto endolymfa získava kladný náboj perilymfy (+80 mV). Vlasové bunky obsahujú veľa K; majú membránový potenciál, ktorý je záporne nabitý vo vnútri a kladný zvonku (MP = -70 mV) a potenciálny rozdiel umožňuje, aby K prenikal z endolymfy do vláskových buniek. Zmenou polohy jedného vlasu sa otvorí 200-300 K kanálov a dôjde k depolarizácii. Uzavretie je sprevádzané hyperpolarizáciou. V Corti orgán ide frekvenčné kódovanie v dôsledku budenia rôznych častí hlavnej membrány. Zároveň sa ukázalo, že nízkofrekvenčné zvuky môžu byť kódované rovnakým počtom nervových impulzov ako zvuk. Takéto kódovanie je možné pri vnímaní zvuku do 500Hz. Kódovanie zvukovej informácie sa dosahuje zvýšením počtu vlákien vystreľujúcich pri intenzívnejšom zvuku a vďaka počtu aktivovaných nervových vlákien. Senzorické vlákna špirálového ganglia končia v dorzálnych a ventrálnych jadrách slimáka medulla oblongata. Z týchto jadier signál vstupuje do olivových jadier vlastnej aj opačnej strany. Z jej neurónov vychádzajú vzostupné cesty ako súčasť laterálnej slučky, ktorá sa približuje k dolným tuberkulám štvorklanného nervu a mediálnemu genikulárnemu telu optického tuberkula. Z druhého ide signál do nadradeného temporálneho gyru (Heschlov gyrus). To zodpovedá poliam 41 a 42 (primárna zóna) a poľu 22 (sekundárna zóna). V centrálnom nervovom systéme existuje topotonická organizácia neurónov, to znamená, že sú vnímané zvuky s rôznou frekvenciou a rôznou intenzitou. Kortikálne centrum je dôležité pre vnímanie, postupnosť zvuku a priestorovú lokalizáciu. Ak je pole 22 poškodené, je narušená definícia slov (receptívna opozícia).

Jadrá hornej olivy sú rozdelené na strednú a bočnú časť. A bočné jadrá určujú nerovnakú intenzitu zvukov prichádzajúcich do oboch uší. Stredné jadro hornej olivy detekuje časové rozdiely vo vstupe zvukové signály. Zistilo sa, že signály z oboch uší vstupujú do rôznych dendritických systémov toho istého vnímavého neurónu. Porušenie sluchové vnímanie sa môže prejaviť ako zvonenie v ušiach v dôsledku podráždenia vnútorného ucha alebo sluchového nervu a dva typy hluchoty: konduktívna a nervová. Prvá je spojená s léziami vonkajšieho a stredného ucha (cerumen plug), druhá je spojená s defektmi vnútorného ucha a léziami sluchového nervu. Starší ľudia strácajú schopnosť vnímať vysokofrekvenčné hlasy. Vďaka dvom ušiam je možné určiť priestorovú lokalizáciu zvuku. To je možné, ak sa zvuk odchyľuje od strednej polohy o 3 stupne. Pri vnímaní zvukov sa môže vyvinúť adaptácia v dôsledku retikulárnej formácie a eferentných vlákien (ovplyvnením vonkajších vláskových buniek.

Vizuálny systém.

Vízia je viaczložkový proces, ktorý začína projekciou obrazu na sietnicu oka, potom dochádza k excitácii fotoreceptorov, prenosu a transformácii v nervových vrstvách zrakového systému a končí rozhodnutím vyššej kortikálnej časti vizuálneho obrazu.

Stavba a funkcie optického aparátu oka. Oko má guľovitý tvar, ktorý je dôležitý pre otáčanie oka. Svetlo prechádza niekoľkými priehľadnými médiami - rohovkou, šošovkou a sklovcom, ktoré majú určité refrakčné schopnosti vyjadrené v dioptriách. Dioptrie sa rovná refrakčnej sile šošovky s ohniskovou vzdialenosťou 100 cm.Sila lomu oka pri pozorovaní vzdialených predmetov je 59D, blízkych predmetov je 70,5D. Na sietnici sa vytvorí menší, obrátený obraz.

Ubytovanie- prispôsobenie oka zreteľne videniu predmetov na rôzne vzdialenosti. Pri akomodácii zohráva hlavnú úlohu šošovka. Pri pozorovaní blízkych predmetov sa ciliárne svaly sťahujú, Zinnovo väzivo sa uvoľňuje a šošovka sa vďaka svojej elasticite stáva konvexnejšou. Pri pohľade na tie vzdialené sú svaly uvoľnené, väzy napnuté a naťahujú šošovku, čím sa viac splošťujú. Ciliárne svaly sú inervované parasympatickými vláknami okulomotorický nerv. Normálne je najvzdialenejší bod jasného videnia v nekonečne, najbližší je 10 cm od oka. Šošovka vekom stráca elasticitu, takže najbližší bod jasného videnia sa vzďaľuje a vzniká starecká ďalekozrakosť.

Refrakčné chyby oka.

Myopia (krátkozrakosť). Ak je pozdĺžna os oka príliš dlhá alebo sa zvyšuje refrakčná sila šošovky, obraz sa zaostrí pred sietnicou. Osoba nevidí dobre. Predpísané sú okuliare s konkávnymi šošovkami.

Ďalekozrakosť (hypermetropia). Vyvíja sa pri znížení refrakčných médií oka alebo pri skrátení pozdĺžnej osi oka. Výsledkom je, že obraz je zaostrený za sietnicou a človek má problém vidieť blízke predmety. Predpísané sú okuliare s konvexnými šošovkami.

Astigmatizmus - nerovnaký lom lúčov v rôznymi smermi, kvôli nie striktne sférickému povrchu rohovky. Kompenzujú ich sklá s povrchom približujúcim sa cylindrickému.

Zrenica a zrenicový reflex. Zrenica je otvor v strede dúhovky, cez ktorý prechádzajú svetelné lúče do oka. Zrenica zlepšuje jasnosť obrazu na sietnici, zvyšuje hĺbku ostrosti oka a odstraňuje sférickú aberáciu. Ak si zakryjete oko pred svetlom a potom ho otvoríte, zrenička sa rýchlo stiahne – zrenicový reflex. Pri jasnom svetle je veľkosť 1,8 mm, s priemerom 2,4, v tme - 7,5. Zväčšenie má za následok zlú kvalitu obrazu, ale zvyšuje citlivosť. Reflex má adaptačnú hodnotu. Sympatická zrenička sa rozširuje, parasympatická zrenička sa zužuje. U zdravých ľudí je veľkosť oboch zreníc rovnaká.

Štruktúra a funkcie sietnice. Sietnica je vnútorná membrána oka citlivá na svetlo. Vrstvy:

Pigmentárne - séria procesov epitelové bunkyčierna farba. Funkcie: skríning (zabraňuje rozptylu a odrazu svetla, zvyšuje jasnosť), regenerácia zrakového pigmentu, fagocytóza úlomkov tyčiniek a čapíkov, výživa fotoreceptorov. Kontakt medzi receptormi a vrstvou pigmentu je slabý, takže tu dochádza k odlúčeniu sietnice.

Fotoreceptory. Banky sú zodpovedné za farebné videnie, je ich 6-7 mil.. Tyčinky na súmrak je ich 110-123 mil.. Sú umiestnené nerovnomerne. IN fovea- iba banky, tu - najväčšia zraková ostrosť. Tyčinky sú citlivejšie ako fľaše.

Štruktúra fotoreceptora. Pozostáva z vonkajšej receptívnej časti - vonkajšieho segmentu, s vizuálnym pigmentom; spojovacia noha; jadrová časť s presynaptickým zakončením. Vonkajšiu časť tvoria disky - dvojmembránová štruktúra. Vonkajšie segmenty sú neustále aktualizované. Presynaptický terminál obsahuje glutamát.

Vizuálne pigmenty. Tyčinky obsahujú rodopsín s absorpciou v oblasti 500 nm. V bankách - jodopsín s absorpciou 420 nm (modrá), 531 nm (zelená), 558 (červená). Molekula pozostáva z opsínového proteínu a chromoforovej časti – sietnice. Svetlo vníma iba cis izomér.

Fyziológia fotorecepcie. Keď sa absorbuje kvantum svetla, cis-retinal sa transformuje na trans-retinal. To spôsobuje priestorové zmeny v bielkovinovej časti pigmentu. Pigment zmení farbu a stane sa metarodopsínom II, ktorý je schopný interagovať s proteínom transducínom v blízkosti membrány. Transducín sa aktivuje a viaže sa na GTP, čím sa aktivuje fosfodiesteráza. PDE rozkladá cGMP. Výsledkom je, že koncentrácia cGMP klesá, čo vedie k uzavretiu iónových kanálov, zatiaľ čo koncentrácia sodíka klesá, čo vedie k hyperpolarizácii a vzniku receptorového potenciálu, ktorý sa šíri cez bunku k presynaptickému zakončeniu a spôsobuje zníženie uvoľňovanie glutamátu.

Obnovenie pôvodného tmavého stavu receptora. Keď metarhodopsín stratí svoju schopnosť interagovať s transducínom, aktivuje sa guanylátcykláza, ktorá syntetizuje cGMP. Guanylátcykláza sa aktivuje poklesom koncentrácie vápnika uvoľneného z bunky výmenným proteínom. V dôsledku toho sa koncentrácia cGMP zvýši a opäť sa naviaže na iónový kanál, čím ho otvorí. Po otvorení vstupujú do bunky sodík a vápnik, depolarizujú receptorovú membránu, prenášajú ju do tmavého stavu, čo opäť urýchľuje uvoľnenie prenášača.

Neuróny sietnice.

Fotoreceptory synapsia s bipolárnymi neurónmi. Pri pôsobení svetla na vysielač sa uvoľňovanie vysielača znižuje, čo vedie k hyperpolarizácii bipolárneho neurónu. Z bipolárneho sa signál prenáša do ganglia. Impulzy z mnohých fotoreceptorov sa zbiehajú do jedného gangliového neurónu. Interakciu susedných neurónov sietnice zabezpečujú horizontálne a amakrinné bunky, ktorých signály menia synaptický prenos medzi receptormi a bipolárnymi (horizontálnymi) a medzi bipolárnymi a gangliovými (amakrinnými). Amakrinné bunky vykonávajú laterálnu inhibíciu medzi susednými gangliovými bunkami. Systém obsahuje aj eferentné vlákna, ktoré pôsobia na synapsie medzi bipolárnymi a gangliovými bunkami a regulujú vzruch medzi nimi.

Nervové dráhy.

1. neurón je bipolárny.

2. - gangliové. Ich procesy sú súčasťou optický nerv, urobte čiastočnú dekusáciu (nutnú poskytnúť každej hemisfére informácie z každého oka) a prejdite do mozgu ako súčasť optického traktu, končiac v laterálnom genikulátnom tele talamu (3. neurón). Z talamu - do projekčnej zóny kôry, pole 17. Tu je 4. neurón.

Vizuálne funkcie.

Absolútna citlivosť. Aby došlo k zrakovému vnemu, svetelný stimul musí mať minimálnu (prahovú) energiu. Tyčinka môže byť vzrušená jedným kvantom svetla. Tyčinky a banky sa málo líšia v excitabilite, ale počet receptorov vysielajúcich signály do jednej gangliovej bunky je odlišný v strede a na periférii.

Vizuálna alapácia.

Prispôsobenie zrakového zmyslového systému jasným svetelným podmienkam - adaptácia svetla. Opačný jav je temná adaptácia. Zvýšenie citlivosti v tme je postupné, v dôsledku tmavého obnovenia zrakových pigmentov. Najprv sa obnoví jodopsín v bankách. To má malý vplyv na citlivosť. Potom sa obnoví rodopsín tyčinky, čo výrazne zvyšuje citlivosť. Pre adaptáciu sú dôležité aj procesy zmeny spojenia medzi prvkami sietnice: oslabenie horizontálnej inhibície, čo vedie k zvýšeniu počtu buniek, vysielanie signálov do gangliového neurónu. Svoju úlohu zohráva aj vplyv centrálneho nervového systému. Keď je jedno oko osvetlené, znižuje sa citlivosť druhého.

Diferenciálna vizuálna citlivosť. Podľa Weberovho zákona človek rozozná rozdiel v osvetlení, ak je o 1-1,5% silnejšie.

Kontrast jasu vzniká v dôsledku vzájomnej laterálnej inhibície zrakových neurónov. Sivý pruh na svetlom pozadí sa javí tmavší ako sivý na tmavom pozadí, pretože bunky excitované svetlým pozadím inhibujú bunky excitované sivým pruhom.

Oslepujúci jas svetla. Príliš jasné svetlo spôsobuje nepríjemný pocit slepota. Horná hranica oslnenia závisí od prispôsobenia oka. Čím dlhšia je adaptácia na tmu, tým menej jasu spôsobuje oslepenie.

Zotrvačnosť videnia. zrakový vnem sa neobjaví a okamžite zmizne. Od podráždenia po vnímanie to trvá 0,03-0,1 s. Podráždenie, ktoré rýchlo nasleduje jedno po druhom, sa spája do jedného pocitu. Minimálna frekvencia Sled svetelných podnetov, pri ktorých dochádza k splynutiu jednotlivých vnemov, sa nazýva kritická frekvencia splynutia blikania. Na tomto je film založený. Pocity, ktoré pokračujú po ukončení podráždenia - po sebe idúce obrazy (obraz lampy v tme po jej vypnutí).

Farebné videnie.

Celé viditeľné spektrum od fialovej (400 nm) po červenú (700 nm).

Teórie. Helmholtzova trojzložková teória. Farebný vnem zaisťujú tri typy žiaroviek, citlivé na jednu časť spektra (červená, zelená alebo modrá).

Heringova teória. Banky obsahujú látky citlivé na bielo-čierne, červeno-zelené a žlto-modré žiarenie.

Konzistentné farebné obrázky. Ak sa pozriete na maľovaný predmet a potom na Biele pozadie, potom pozadie získa ďalšiu farbu. Dôvodom je farebné prispôsobenie.

Farbosleposť. Farbosleposť je porucha, pri ktorej nie je možné rozlišovať medzi farbami. Protanopia nerozlišuje červenú farbu. S deuteranopiou - zelená. Pre tritanopiu - modrá. Diagnostikované pomocou polychromatických tabuliek.

Úplná strata vnímania farieb je achromázia, pri ktorej je všetko vidieť v odtieňoch šedej.

Vnímanie priestoru.

Zraková ostrosť- maximálna schopnosť oka rozlišovať jednotlivé detaily predmetov. Normálne oko rozlišuje dva body viditeľné pod uhlom 1 minúty. Maximálna ostrosť v oblasti žltá škvrna. Určené špeciálnymi tabuľkami.

V živote človeka je dôležitý sluch, ktorý je spojený predovšetkým s vnímaním reči. Človek nepočuje všetky zvukové signály, ale len tie, ktoré majú pre neho biologický a spoločenský význam. Keďže zvukom sa šíria vlny, ktorých hlavnými charakteristikami sú frekvencia a amplitúda, sluch sa vyznačuje rovnakými parametrami. Frekvencia je subjektívne vnímaná ako tonalita zvuku a amplitúda ako jeho intenzita a hlasitosť. Ľudské ucho je schopné vnímať zvuky s frekvenciou od 20 Hz do 20 000 Hz a intenzitou až 140 dB (prah bolesti). Najcitlivejší sluch leží v rozsahu 1–2 tisíc Hz, t.j. v oblasti rečových signálov.

Periférna časť sluchového analyzátora - orgán sluchu, pozostáva z vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha (obr. 4).

Ryža. 4. Ľudské ucho: 1 – ušnica; 2 – vonkajší zvukovod; 3 - tympanická membrána; 4 - Eustachova trubica; 5 - kladivo; 6 - kovadlina; 7 - strmeň; 8 - oválne okno; 9 – slimák.

Vonkajšie ucho zahŕňa ušnica a vonkajší zvukovod. Tieto štruktúry fungujú ako roh a sústreďujú zvukové vibrácie v určitom smere. Na určovaní lokalizácie zvuku sa podieľa aj ušnica.

Stredné ucho zahŕňa ušný bubienok a sluchové kostičky.

Ušný bubienok, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha, je 0,1 mm hrubá priehradka utkaná z vlákien prebiehajúcich v rôznych smeroch. Vo svojom tvare pripomína lievik nasmerovaný dovnútra. Ušný bubienok začne vibrovať, keď zvukové vibrácie prechádzajú vonkajším zvukovodom. Vibrácie ušného bubienka závisia od parametrov zvukovej vlny: čím vyššia je frekvencia a hlasitosť zvuku, tým vyššia je frekvencia a väčšia amplitúda vibrácií ušného bubienka.

Tieto vibrácie sa prenášajú do sluchových kostičiek - malleus, incus a stapes. Povrch sponiek prilieha k membráne oválneho okienka. Sluchové kostičky medzi sebou tvoria sústavu páčok, ktoré zosilňujú vibrácie prenášané z bubienka. Pomer povrchu palice k bubienku je 1:22, čo zvyšuje tlak zvukových vĺn na membránu oválneho okienka o rovnakú hodnotu. Táto okolnosť je veľmi dôležitá, pretože aj slabé zvukové vlny pôsobiace na bubienok sú schopné prekonať odpor membrány oválneho okienka a uviesť do pohybu stĺpec tekutiny v slimáku. Vibračná energia prenášaná do vnútorného ucha sa teda zvýši približne 20-krát. Pri veľmi hlasných zvukoch však ten istý systém kostí pomocou špeciálnych svalov oslabuje prenos vibrácií.

V stene oddeľujúcej stredné ucho od vnútorného ucha je okrem oválneho aj okrúhle okienko, tiež prekryté membránou. Kmitanie tekutiny v slimákovi, ktoré vzniklo pri oválnom okienku a prechádzalo cez priechody slimáka, sa dostane do okrúhleho okienka bez tlmenia. Ak by toto okienko s membránou neexistovalo, kvôli nestlačiteľnosti kvapaliny by boli jej vibrácie nemožné.

Stredoušná dutina komunikuje s vonkajším prostredím cez eustachova trubica, ktorý zaisťuje, že v dutine sa udržiava konštantný tlak blízky atmosférickému tlaku, čo vytvára najpriaznivejšie podmienky pre vibrácie bubienka.

Vnútorné ucho(labyrint) zahŕňa sluchový a vestibulárny receptorový aparát. Sluchová časť vnútorného ucha - slimák - je špirálovito stočený, postupne sa rozširujúci kostný kanálik (u človeka 2,5 otáčky, dĺžka zdvihu asi 35 mm) (obr. 5).

Kostný kanálik je po celej dĺžke rozdelený dvoma membránami: tenšou vestibulárnou (Reissnerovou) membránou a hustejšou a pružnejšou hlavnou (bazilárnou, bazálnou) membránou. V hornej časti slimáka sú obe tieto membrány spojené a je v nich otvor – helikotréma. Vestibulárne a bazilárne membrány rozdeľujú kostný kanál na tri priechody alebo schody naplnené tekutinou.

Horný kanál kochley alebo scala vestibular vychádza z oválneho okienka a pokračuje k vrcholu kochley, kde komunikuje cez helicotrema s dolným kanálom kochley, scala tympani, ktorý začína v oblasti kochley. okrúhle okno. Horné a dolné kanály sú vyplnené perilymfou, ktorá svojím zložením pripomína cerebrospinálny mok. Stredný - membránový kanálik (scala cochlea) nekomunikuje s dutinou iných kanálikov a je vyplnený endolymfou. Na bazilárnej (hlavnej) membráne v kochlei scala je umiestnený receptorový aparát kochley - Cortiho orgán pozostávajúce z vlasových buniek. Nad vláskovými bunkami je tektoriálna membrána. Keď sa zvukové vibrácie prenášajú cez systém sluchových kostičiek do slimáka, kochlea rozvibruje tekutinu, a teda aj membránu, na ktorej sa nachádzajú vláskové bunky. Chĺpky sa dotýkajú tektoriálnej membrány a deformujú sa, čo je priamou príčinou excitácie receptorov a generovania receptorového potenciálu. Receptorový potenciál spôsobuje uvoľnenie mediátora, acetylcholínu, na synapsii, čo následne vedie k vytvoreniu akčného potenciálu vo vláknach sluchového nervu. Tento vzruch sa potom prenáša do nervových buniek špirálového ganglia slimáka a odtiaľ do sluchového centra medulla oblongata – kochleárnych jadier. Po zapnutí neurónov kochleárnych jadier prichádzajú impulzy do ďalšieho bunkového zhluku - jadier nadradeného olivárneho pontínového komplexu. Všetky aferentné dráhy z kochleárnych jadier a jadier nadradeného olivového komplexu končia v colliculus posterior alebo inferior colliculus, sluchovom centre stredného mozgu. Odtiaľ nervové impulzy vstupujú do vnútorného genikulárneho tela talamu, ktorého procesy buniek smerujú do sluchovej kôry. Sluchová kôra sa nachádza v hornej časti spánkového laloku a zahŕňa oblasti 41 a 42 (podľa Brodmanna).

Okrem vzostupnej (aferentnej) sluchovej dráhy existuje aj zostupná odstredivá alebo eferentná dráha určená na reguláciu zmyslového toku.

.Zásady spracovania sluchových informácií a základy psychoakustiky

Hlavnými parametrami zvuku sú jeho intenzita (resp. hladina akustického tlaku), frekvencia, trvanie a priestorová lokalizácia zdroja zvuku. Aké mechanizmy sú základom vnímania každého z týchto parametrov?

Intenzita zvuku na úrovni receptora je kódovaný amplitúdou receptorového potenciálu: čím je zvuk hlasnejší, tým je amplitúda väčšia. Ale tu, rovnako ako vo vizuálnom systéme, nie je lineárna, ale logaritmická závislosť. Na rozdiel od zrakového systému sluchový systém využíva aj inú metódu – kódovanie podľa počtu excitovaných receptorov (kvôli rôznym prahovým hladinám v rôznych vláskových bunkách).

V centrálnych častiach sluchového ústrojenstva sa s rastúcou intenzitou spravidla zvyšuje frekvencia nervových impulzov. Pre centrálne neuróny však nie je najvýznamnejšia absolútna úroveň intenzity, ale povaha jej zmeny v čase (amplitúdovo-časová modulácia).

Frekvencia zvukových vibrácií. Receptory zapnuté bazálnej membrány sú umiestnené v presne definovanom poradí: na časti umiestnenej bližšie k oválnemu okienku kochley reagujú receptory na vysoké frekvencie a membrány umiestnené v časti bližšie k vrcholu kochley reagujú na nízke frekvencie. Frekvencia zvuku je teda zakódovaná umiestnením receptora na bazálnej membráne. Tento spôsob kódovania je zachovaný aj v nadložných štruktúrach, keďže sú akousi „mapou“ bazálnej membrány a relatívna poloha nervových elementov tu presne zodpovedá polohe na bazálnej membráne. Tento princíp sa nazýva aktuálny. Zároveň si treba uvedomiť, že na vysokých úrovniach zmyslového systému neuróny už nereagujú na čistý tón (frekvenciu), ale na jeho zmenu v čase, t.j. na zložitejšie signály, ktoré majú spravidla ten či onen biologický význam.

Trvanie zvuku je zakódovaná dobou trvania výboja tonických neurónov, ktoré sú schopné excitácie počas celého trvania stimulu.

Priestorová lokalizácia zvuku zabezpečujú najmä dvaja rôzne mechanizmy. Ich aktivácia závisí od frekvencie zvuku alebo jeho vlnovej dĺžky. Pri nízkofrekvenčných signáloch (približne do 1,5 kHz) je vlnová dĺžka menšia ako interear vzdialenosť, ktorá je u človeka v priemere 21 cm.V tomto prípade je zdroj lokalizovaný v dôsledku rozdielneho času príchodu zvukovej vlny. pri každom uchu v závislosti od azimutu. Pri frekvenciách vyšších ako 3 kHz je vlnová dĺžka zjavne menšia ako vzdialenosť medzi uchom. Takéto vlny nemôžu prechádzať okolo hlavy, opakovane sa odrážajú od okolitých predmetov a hlavy a strácajú energiu zvukových vibrácií. V tomto prípade sa lokalizácia uskutočňuje hlavne v dôsledku interaurálnych rozdielov v intenzite. Vo frekvenčnom rozsahu od 1,5 Hz do 3 kHz sa dočasný lokalizačný mechanizmus mení na mechanizmus odhadu intenzity a prechodová oblasť sa ukazuje ako nepriaznivá pre určenie polohy zdroja zvuku.

Pri určovaní polohy zdroja zvuku je dôležité posúdiť jeho vzdialenosť. Intenzita signálu zohráva významnú úlohu pri riešení tohto problému: čím väčšia je vzdialenosť od pozorovateľa, tým nižšia je vnímaná intenzita. Pri veľkých vzdialenostiach (viac ako 15 m) berieme do úvahy spektrálne zloženie zvuku, ktorý sa k nám dostal: vysokofrekvenčné zvuky sa rýchlejšie rozpadajú, t.j. „prebehnúť“ kratšiu vzdialenosť, nízkofrekvenčné zvuky naopak pomalšie tlmia a šíria sa ďalej. Preto sa nám zvuky zo vzdialeného zdroja zdajú nižšie. Jedným z faktorov, ktorý výrazne uľahčuje posudzovanie vzdialenosti, je dozvuk zvukového signálu od reflexných plôch, t.j. vnímanie odrazeného zvuku.

Sluchový systém je schopný určiť nielen polohu stacionárneho, ale aj pohybujúceho sa zdroja zvuku. Fyziologickým základom pre posúdenie lokalizácie zdroja zvuku je aktivita takzvaných pohybových detektorových neurónov umiestnených v nadradenom olivariálnom komplexe, dorzálnom kolikule, vnútornom genikuláte a sluchovej kôre. Ale vedúca úloha tu patrí horným olivovníkom a zadným kopcom.

Otázky a úlohy na sebaovládanie

1. Zvážte štruktúru sluchového orgánu. Opíšte funkcie vonkajšieho ucha.

2. Aká je úloha stredného ucha pri prenose zvukových vibrácií?

3. Zvážte štruktúru kochley a Cortiho orgánu.

4. Čo sú to sluchové receptory a čo je bezprostrednou príčinou ich excitácie?

5. Ako sa zvukové vibrácie premieňajú na nervové impulzy?

6. Popíšte centrálne časti sluchového analyzátora.

7. Popíšte mechanizmy kódovania intenzity zvuku na rôznych úrovniach sluchového systému?

8. Ako je zakódovaná frekvencia zvuku?

9. Aké mechanizmy priestorovej lokalizácie zvuku poznáte?

10. V akom frekvenčnom rozsahu ľudské ucho vníma zvuky? Prečo sú najnižšie prahy intenzity u ľudí v oblasti 1–2 kHz?

Sluchový analyzátor (sluchový senzorický systém) je druhým najdôležitejším analyzátorom vzdialeného človeka. Sluch hrá u ľudí zásadnú úlohu v súvislosti so vznikom artikulovanej reči. Akustické (zvukové) signály sú vibrácie vzduchu s rôznou frekvenciou a silou. Stimulujú sluchové receptory umiestnené v kochlei vnútorného ucha. Receptory aktivujú prvé sluchové neuróny, po ktorých sa senzorické informácie prenášajú do sluchovej oblasti mozgovej kôry (časová oblasť) prostredníctvom série sekvenčných štruktúr.

Orgán sluchu (ucho) je periférna časť sluchového analyzátora, v ktorej sú umiestnené sluchové receptory. Štruktúra a funkcie ucha sú uvedené v tabuľke. 12.2, obr. 12.10.

Tabuľka 12.2.

Štruktúra a funkcie ucha

Ušná časť	Štruktúra	Funkcie
Vonkajšie ucho	Ušnica, vonkajší zvukovod, bubienok	Ochranné (uvoľňovanie síry). Zachytáva a prenáša zvuky. Zvukové vlny rozvibrujú ušný bubienok, ktorý rozvibruje sluchové kostičky.
Stredné ucho	Vzduchom naplnená dutina obsahujúca sluchové kostičky (kladivo, incus, sponky) a Eustachovu (sluchovú) trubicu	Sluchové ossikuly vedú a zosilňujú zvukové vibrácie 50-krát. Eustachova trubica, spojená s nosohltanom, vyrovnáva tlak na bubienok
Vnútorné ucho	Orgán sluchu: oválne a okrúhle okienka, slimák s dutinou vyplnenou tekutinou a Cortiho orgán - prístroj prijímajúci zvuk	Sluchové receptory umiestnené v Cortiho orgáne premieňajú zvukové signály na nervové impulzy, ktoré sa prenášajú do sluchového nervu a následne do sluchovej zóny mozgovej kôry
	Orgán rovnováhy (vestibulárny aparát): tri polkruhové kanáliky, otolitický aparát	Vníma polohu tela v priestore a prenáša impulzy do medulla oblongata, potom do vestibulárnej zóny mozgovej kôry; impulzy reakcie pomáhajú udržiavať rovnováhu tela

Ryža. 12.10. Orgány sluchu A rovnováha. Vonkajšie, stredné a vnútorné ucho, ako aj sluchové a vestibulárne vetvy vestibulárneho nervu (VIII pár hlavových nervov) siahajúce od receptorových prvkov orgánu sluchu (Cortiho orgán) a rovnováhy (hrebene a škvrny).

Mechanizmus prenosu a vnímania zvuku. Zvukové vibrácie sú zachytené ušnicou a prenášané cez vonkajší zvukovod do ušného bubienka, ktorý sa začne chvieť v súlade s frekvenciou zvukových vĺn. Vibrácie ušného bubienka sa prenášajú do reťazca kostičiek stredného ucha a za ich účasti na membránu oválneho okienka. Vibrácie membrány vestibulového okna sa prenášajú do perilymfy a endolymfy, čo spôsobuje vibrácie hlavnej membrány spolu s Cortiho orgánom, ktorý sa na nej nachádza. V tomto prípade sa vláskové bunky svojimi chĺpkami dotýkajú krycej (tektoriálnej) membrány a mechanickým dráždením v nich vzniká vzruch, ktorý sa prenáša ďalej na vlákna vestibulocochleárneho nervu (obr. 12.11).

Ryža. 12.11. Membránový kanál A špirála (Corti) organ. Kochleárny kanál je rozdelený na scala tympani a vestibulárny kanál a membránový kanál (stredná scala), v ktorom sa nachádza Cortiho orgán. Membranózny kanál je oddelený od scala tympani bazilárnou membránou. Obsahuje periférne procesy neurónov špirálového ganglia, ktoré tvoria synaptické kontakty s vonkajšími a vnútornými vláskovými bunkami.

Umiestnenie a štruktúra receptorových buniek Cortiho orgánu. Na hlavnej membráne sú dva typy receptorových vlasových buniek: vnútorné a vonkajšie, navzájom oddelené Cortiho oblúkmi.

Vnútorné vláskové bunky sú usporiadané v jednom rade; ich celkový počet po celej dĺžke membránový kanál dosahuje 3 500. Vonkajšie vlasové bunky sú usporiadané v 3-4 radoch; ich celkový počet je 12 000-20 000. Každá vlásková bunka má pretiahnutý tvar; jeden z jeho pólov je upevnený na hlavnej membráne, druhý je umiestnený v dutine membránového kanála kochley. Na konci tejto tyče sú chĺpky, príp stereocília. Ich počet na každej vnútornej bunke je 30-40 a sú veľmi krátke - 4-5 mikrónov; na každej vonkajšej bunke počet chĺpkov dosahuje 65-120, sú tenšie a dlhšie. Vlásky receptorových buniek sú umývané endolymfou a prichádzajú do kontaktu s krycou (tektoriálnou) membránou, ktorá sa nachádza nad vláskovými bunkami pozdĺž celého priebehu membránového kanála.

Mechanizmus sluchovej recepcie. Pri vystavení zvuku sa hlavná membrána začne chvieť, najdlhšie chĺpky receptorových buniek (stereocília) sa dotýkajú krycej membrány a mierne sa nakláňajú. Odchýlenie vlasu o niekoľko stupňov vedie k napätiu v najtenších vertikálnych vláknach (mikrofilamentoch) spájajúcich vrcholy susedných vlasov danej bunky. Toto napätie, čisto mechanicky, otvára 1 až 5 iónových kanálov v stereociliovej membráne. Prúd draslíkových iónov začne prúdiť cez otvorený kanál do vlasov. Napínacia sila závitu potrebná na otvorenie jedného kanála je zanedbateľná, asi 2·10 -13 newtonov. Ešte prekvapivejšie je, že najslabšie zvuky, ktoré ľudia pociťujú, naťahujú zvislé vlákna spájajúce vrcholy susedných stereocílií do vzdialenosti polovice priemeru atómu vodíka.

Skutočnosť, že elektrická odozva sluchového receptora dosahuje maximum už po 100-500 μs (mikrosekundách), znamená, že membránové iónové kanály sa otvárajú priamo z mechanického stimulu bez účasti intracelulárnych druhých poslov. To odlišuje mechanoreceptory od oveľa pomalšie pôsobiacich fotoreceptorov.

Depolarizácia presynaptického zakončenia vláskovej bunky vedie k uvoľneniu neurotransmiteru (glutamátu alebo aspartátu) do synaptickej štrbiny. Pôsobením na postsynaptickú membránu aferentného vlákna vyvoláva mediátor vznik excitácie postsynaptického potenciálu a ďalšie generovanie vzruchov šíriacich sa v nervových centrách.

Otvorenie len niekoľkých iónových kanálov v membráne jedného stereocília zjavne nestačí na vytvorenie receptorového potenciálu dostatočnej veľkosti. Dôležitým mechanizmom na zosilnenie zmyslového signálu na úrovni receptora sluchového systému je mechanická interakcia všetkých stereocílií (asi 100) každej vláskovej bunky. Ukázalo sa, že všetky stereocílie jedného receptora sú navzájom prepojené do zväzku tenkými priečnymi vláknami. Preto, keď sa jeden alebo viacero dlhších vlasov ohne, strhnú so sebou aj všetky ostatné. V dôsledku toho sa otvoria iónové kanály všetkých vlasov, čím sa zabezpečí dostatočná veľkosť receptorového potenciálu.

Binaurálne vypočutie. Ľudia a zvieratá majú priestorový sluch, t.j. schopnosť určiť polohu zdroja zvuku v priestore. Táto vlastnosť je založená na prítomnosti dvoch symetrických polovíc sluchového analyzátora (binaurálny sluch).

Ostrosť binaurálneho sluchu u ľudí je veľmi vysoká: je schopný určiť polohu zdroja zvuku s presnosťou asi 1 uhlový stupeň. Fyziologickým základom je schopnosť nervových štruktúr sluchového analyzátora vyhodnotiť interaurálne (interaurálne) rozdiely vo zvukových podnetoch podľa času ich príchodu do každého ucha a podľa ich intenzity. Ak je zdroj zvuku umiestnený mimo stredovej čiary hlavy, zvuková vlna dorazí do jedného ucha o niečo skôr a s väčšou silou ako do druhého. Hodnotenie vzdialenosti zvuku od tela je spojené so zoslabnutím zvuku a zmenou jeho farby.

Sluchový analyzátor je druhým najdôležitejším analyzátorom v poskytovaní kognitívna aktivita osoba. Sluchový systém slúži na vnímanie zvukových signálov, čo mu dáva osobitnú úlohu spojenú s vnímaním artikulovanej reči. Dieťa, ktoré v ranom detstve stratí sluch, stráca aj rečovú schopnosť.

Štruktúra sluchového analyzátora:

Periférna časť je receptorový aparát v uchu (vnútorný);

Dirigentskou časťou je sluchový nerv;

Centrálnou časťou je sluchová zóna mozgovej kôry (temporálny lalok).

Štruktúra ucha.

Ucho je orgánom sluchu a rovnováhy, zahŕňa:

Vonkajšie ucho je ušnica, ktorá zachytáva zvukové vibrácie a smeruje ich do vonkajšieho zvukovodu. Ušnica je tvorená elastickou chrupavkou, z vonkajšej strany pokrytou kožou. Vonkajší zvukovod vyzerá ako zakrivený kanál s dĺžkou 2,5 cm, ktorého pokožka je pokrytá chĺpkami. Žľazové kanály, ktoré produkujú ušný maz, ústia do zvukovodu. Chĺpky aj ušný maz plnia ochrannú funkciu;

Stredné ucho. Pozostáva z: bubienka, bubienková dutina (naplnená vzduchom), sluchové kostičky - malleus, incus, strmienok (prenášajú zvukové vibrácie z bubienka do oválneho okienka vnútorného ucha, zabraňujú jeho preťaženiu), eustachovská trubica (spája dutinu stredného ucha s hltanom). Bubienok je tenká elastická platnička umiestnená na hranici vonkajšieho a stredného ucha. Malleus je na jednom konci spojený s bubienkom a na druhom konci s incusom, ktorý je spojený so sponami. Šnúrka je spojená s oválnym oknom, ktoré sa oddeľuje bubienková dutina z vnútorného ucha. Sluchová (Eustachovská) trubica spája bubienkovú dutinu s nosohltanom, zvnútra vystlaným sliznicou. Udržuje rovnaký tlak zvonka aj zvnútra na bubienok.

Stredné ucho je oddelené od vnútorného ucha kostná stena, v ktorej sú dva otvory (okrúhle okienko a oválne okienko);

Vnútorné ucho. Nachádza sa v spánkovej kosti a je tvorený kostenými a membránovými labyrintmi. Membranózny labyrint spojivového tkaniva sa nachádza vo vnútri kostného labyrintu. Medzi kosteným a membránovým labyrintom je tekutina - perilymfa a vo vnútri membránového labyrintu - endolymfa.

Kostný labyrint pozostáva z slimáka (prístroj prijímajúci zvuk), predsiene (časť vestibulárny aparát) a tri polkruhové kanáliky (orgán sluchu a rovnováhy). Membránový labyrint sa nachádza vo vnútri kosteného labyrintu. Medzi nimi je kvapalina - perilymfa a vo vnútri membránového labyrintu - endolymfa. V membránovom labyrinte slimáka sa nachádza Cortiho orgán - receptorová časť sluchového analyzátora, ktorý premieňa zvukové vibrácie na nervové vzrušenie. Kostná predsieň, ktorá tvorí strednú časť labyrintu vnútorného ucha, má dve otvorené okná, oválne a okrúhle, ktoré spájajú kostnú dutinu s bubienkom. Oválne okienko je uzavreté základňou sponiek a okrúhle okienko je prekryté pohyblivou elastickou doskou zo spojivového tkaniva.

Vnímanie zvuku: zvukové vlny cez ušnicu vstupujú do vonkajšieho zvukovodu a spôsobujú kmitavé pohyby bubienka - vibrácie bubienka sa prenášajú na sluchové kostičky, ktorých pohyby spôsobujú kmitanie štupľov, čím sa uzatvára oválne okienko - pohyby štupľov oválne okienko rozochvieva perilymfu, jej vibrácie sa prenášajú - oscilácia endolymfa, spôsobuje vibráciu hlavnej membrány - pri pohyboch hlavnej membrány a endolymfy sa krycia membrána vo vnútri slimáka určitou silou a frekvenciou dotýka mikroklkov receptorových buniek , ktoré sú vzrušené - vzrušenie tým sluchový nerv do subkortikálnych sluchových centier ( stredný mozog) –– vyššia analýza a k syntéze sluchových podnetov dochádza v kortikálne centrum sluchový analyzátor, ktorý sa nachádza v spánkovom laloku. Tu sa rozlišuje charakter zvuku, jeho sila a výška.