Tabuľka štruktúry a funkcií sluchového senzorického systému. Umiestnenie a štruktúra receptorových buniek špirálového orgánu

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. Časť vodiča spájajúca 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.

Viackanálové- prítomnosť viacerých paralelných kanálov na spracovanie a prenos informácií, čo zaisťuje podrobnú analýzu signálu a väčšiu spoľahlivosť.

Rôzny počet prvkov v susedných vrstvách, ktoré tvoria takzvané „senzorické lieviky“ (zužujú sa alebo rozširujú) Môžu zabezpečiť elimináciu redundancie informácií alebo naopak zlomkovú a komplexnú analýzu znakov signálu

Diferenciácia zmyslový systém vertikálne a horizontálne. Vertikálna diferenciácia znamená vytvorenie úsekov zmyslového systému pozostávajúceho z niekoľkých nervových 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 životné prostredie. 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 vnem- kyslý, ide o pôsobenie elektrického prúdu. Táto reakcia zmyslového systému na primerané 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 ukáže 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- vnímať podráždenie z vonkajšie prostredie- zrak, chuť atď. 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 zakončením senzorického neurónu. 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. V senzorických nervoch sa našli eferentné vlákna, ktoré môžu meniť 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. Toto je uľahčené znečistením okolitými zvukmi - vozidlami, diskotékami atď. Zmeny na načúvacom prístroji sú nezvratné. 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 na zvukových vlnách. 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. Vonkajšie zvukovodu Tvar S - dovnútra, dopredu a dole, dĺžka 2,5 cm.Sluchový kanál je pokrytý kožou s nízkou citlivosťou vonkajšej časti a vysokou citlivosťou vnútornej časti. 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 naplnené vodou, vystlané sliznicou a obsahujú 3 sluchové kostičky: kladívko, inkus a paličky Stredné ucho komunikuje s nosohltanom cez Eustachovu trubicu. V pokoji je lúmen Eustachovej trubice uzavretý, čím sa vyrovnáva tlak. Zápalové procesy, čo vedie k zápalu tejto trubice, čo spôsobuje pocit preťaženia. Stredné ucho je oddelené od vnútorného ucha oválnym a okrúhlym otvorom. Vibrácie ušného bubienka sú prostredníctvom systému páčok prenášané stužkami na oválne okno 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 prenáša 60 % E vnútorné ucho. 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 kochley tieto 2 kanály komunikujú pomocou helikokrému. A oba tieto kanály sú naplnené 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). Smerom nahor sa hustota vlákien znižuje 500-krát. Cortiho orgán sa nachádza na bazilárnej 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. Senzorické vlákna sa približujú k vlasovým bunkám 8 FCN páry zo špirálového ganglia. V tomto prípade 90% izolovaných zmyslových vlákien končí na vnútorných vláskových bunkách. Na jednej vnútornej vláskovej bunke sa zbieha až 10 vlákien. 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 kochley (zapojená je celá hlavná membrána) Pri nízkych frekvenciách sa pozoruje 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; oni majú membránový potenciál a negatívne nabité vo vnútri a pozitívne vonku (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 zvuky sú vnímané pomocou rôzne frekvencie a rôznej intenzity. Kortikálny stred má vplyv na 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 pri podráždení vnútorné ucho alebo sluchový nerv a dva typy hluchoty: vodivá 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 vizuálny systém a končí prijatím rozhodnutia o vizuálnom obraze vyššími kortikálnymi časťami.

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 okulomotorického nervu. 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 má problém vidieť do diaľky. 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 je nerovnaký lom lúčov v rôznych smeroch v dôsledku nie striktne sférického povrchu rohovky. Kompenzujú ich sklá s povrchom približujúcim sa cylindrickému.

Žiak a pupilárny reflex. Zrenica je otvor v strede dúhovky, cez ktorý prechádzajú svetelné lúče do oka. Zrenica zlepšuje jasnosť obrazu na sietnici, zväčšuje hĺbku ostrosti oka a odstraňuje sférická aberácia. Ak si zakryjete oko pred svetlom a potom ho otvoríte, zrenička sa rýchlo stiahne – zrenicový reflex. Pri jasnom svetle je veľkosť 1,8 mm, pri strednom svetle - 2,4, v tme - 7,5. Zväčšenie má za následok zlú kvalitu obrazu, ale zvyšuje citlivosť. Reflex má adaptačný význam. Zrenica je rozšírená sympatikom a zúžená parasympatikom. U zdravé veľkosti obaja žiaci sú rovnakí.

Štruktúra a funkcie sietnice. Sietnica je vnútorná svetlocitlivá vrstva oka. Vrstvy:

Pigmentované - séria rozvetvených epiteliálnych buniek čiernej farby. 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. - gangliový. 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. Zvýšená citlivosť v tme je postupná 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 oslnenie 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 svetelných podnetov, pri ktorých dochádza k fúzii individuálne vnemy, sa nazýva kritická frekvencia fúzie 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 makuly. Určené špeciálnymi tabuľkami.

Zvukové vlny- sú to mechanické vibrácie média rôzne frekvencie a amplitúdy. Tieto vibrácie vnímame ako zvuky, ktoré sa líšia výškou a hlasitosťou.

Náš analyzátor sluchu je schopný vnímať zvukové vibrácie vo frekvenčnom rozsahu od 16 Hz do 20 000 Hz. Ukážka nízky zvuk(125 Hz) je hukot chladničky a vysoký zvuk (5 000 Hz) je piskot komára. Frekvencie pod 16 Hz (infrazvuk) a nad 20 000 Hz (ultrazvuk) nám nespôsobujú zvukové vnemy. Infrazvuk aj ultrazvuk však ovplyvňujú naše telo. Intenzitu zvukových vĺn vnímame ako hlasitosť zvukov. Ich mernou jednotkou je bel (decibel): hlasitosť tichého šepotu je 10 decibelov, hlasný výkrik je 80 - 90 decibelov a zvuk 130 decibelov spôsobuje silná bolesť v ušiach.

Vzduchová dutina sa nachádza na bubienku - stredného ucha. Je pripojený pomocou eustachova trubica s hltanom a cez neho - s ústnou dutinou. Tieto kanáliky spájajú vonkajšie prostredie so stredným uchom a fungujú ako bezpečnostná sieť, ktorá ho chráni pred zranením. Vstup do Eustachovej trubice je zvyčajne uzavretý, otvára sa iba pri prehĺtaní. Ak je v strednom uchu nadmerný tlak v dôsledku pôsobenia zvukových vĺn, stačí otvoriť ústa a napiť sa: tlak v strednom uchu sa bude rovnať atmosférickému tlaku.

Stredné ucho je zosilňovač, ktorý dokáže meniť amplitúdu zvukových vĺn, ktoré sa prenášajú z bubienka do vnútorného ucha. Ako sa to stane? Z ušného bubienka sa tiahne reťaz malých kostí, ktoré sú navzájom pohyblivo spojené: kladivo, nákovka a strmeň. Rukoväť malleusu je pripevnená k ušnému bubienku a strmeň spočíva na inej membráne. Táto membrána otvoru, nazývaná oválne okno, je hranicou medzi stredným a vnútorným uchom.

Vibrácie ušného bubienka spôsobiť pohyb sluchové ossicles, ktoré zatlačia membránu oválneho okienka a to začne vibrovať. Táto membrána má oveľa menšiu plochu ako ušný bubienok, a preto vibruje s väčšou amplitúdou. Zvýšené vibrácie membrány oválneho okienka sa prenášajú do vnútorného ucha.

Vnútorné ucho sa nachádza hlboko v spánková kosť lebky Práve tu, v špeciálnom zariadení nazývanom kochlea, sa nachádza receptorový aparát sluchového analyzátora. Slimák je kostný kanálik obsahujúci dve pozdĺžne membrány. Spodná (bazálna) membrána je tvorená hustým spojivovým tkanivom a horná je tvorená tenkým jednovrstvovým tkanivom. Membrány rozdeľujú kochleárny kanál na tri časti - horný, stredný a dolný kanál. Spodné a horné kanály v hornej časti kučier sú navzájom kombinované a stredný kanál je uzavretá dutina. Kanály sú naplnené tekutinami: dolné a horné sú naplnené perilymfou a stredný je naplnený endolymfou, ktorá je viskózna pre perilymfu. Horný kanál začína od oválneho okienka a dolný končí zaobleným okienkom, ktoré sa nachádza pod oválnym okienkom. Vibrácie membrány oválneho okienka sa prenášajú do perilymfy a vznikajú v nej vlny. Rozširujú sa cez horné a dolné kanály a dosahujú membránu zaobleného okna.

Štruktúra receptorového aparátu sluchového analyzátora

Aké sú dôsledky vlnových pohybov v perilymfe? Aby sme to zistili, zvážme štruktúru receptorového aparátu sluchového analyzátora. Na bazálnej membráne stredného kanála po celej jeho dĺžke je takzvaný kortoi orgán - aparát obsahujúci receptory a podporné bunky. Každá receptorová bunka obsahuje až 70 výrastkov – chĺpkov. Krycia membrána sa nachádza nad vláskovými bunkami a je v kontakte s chĺpkami. Cortiho orgán je rozdelený na sekcie, z ktorých každá je zodpovedná za vnímanie vĺn určitej frekvencie.

Tekutina obsiahnutá v špirálových kanáloch je prenosovým článkom, ktorý prenáša energiu zvukových vibrácií do krycej membrány kortiho orgánu. Keď sa vlna pohybuje perilymfou v hornom kanáli, tenká membrána medzi ňou a stredným kanálom sa ohýba, pôsobí na endolymfu a tlačí kryciu membránu do vláskových buniek. V reakcii na mechanické pôsobenie - tlak na chĺpky - sa v receptoroch vytvárajú signály, ktoré prenášajú do dendritov senzorických neurónov. V týchto neurónoch vznikajú nervové impulzy, ktoré sú posielané pozdĺž axónov spojených do sluchového nervu do centrálnom oddelení analyzátor zvuku. Výška zvuku, ktorý vnímame, je určená tým, z ktorej časti Cortiho orgánu signál pochádzal.

Centrálna časť sluchového analyzátora

Nervové impulzy senzorické neuróny sluchové nervy vstupujú do početných jadier mozgového kmeňa, kde primárne spracovanie signály, potom do talamu a z neho do časovej oblasti kôry (sluchová zóna). Tu za účasti asociačných zón kôry dochádza k rozpoznávaniu sluchových podnetov a zažívame zvukové vnemy. Na všetkých úrovniach spracovania signálu vedú cesty, ktorými prebieha neustála výmena informácií medzi symetricky umiestnenými jadrami, ktoré patria do centrálnych štruktúr ľavého a pravého ucha.

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 – bubienok; 4 – Eustachova trubica; 5 – kladivo; 6 – nákova; 7 – strmeň; 8 – oválne okienko; 9 – slimák.

Vonkajšie ucho zahŕňa ušnicu 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 zabezpečuje udržiavanie stáleho tlaku v dutine, blízkeho atmosférickému, ktorý vytvára najviac priaznivé podmienky pre vibrácie ušného 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 cesty z kochleárnych jadier a jadier nadradeného olivového komplexu končia v zadnom colliculus alebo inferior colliculus, sluchovom centre stredného mozgu. Odtiaľ vstupujú do genikulárneho tela talamu nervové impulzy, ktorých bunkové procesy 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 na bazálnej membráne sú umiestnené v presne definovanom poradí: na časti umiestnenej bližšie k oválnemu okienku kochley reagujú receptory na vysoké frekvencie a receptory umiestnené na membráne bližšie k vrcholu kochley reagujú na nízke frekvencie. 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 sa dosahuje predovšetkým prostredníctvom dvoch rôznych mechanizmov. 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 pre kódovanie intenzity zvuku na rôzne úrovne sluchový systém?

8. Ako je zakódovaná zvuková frekvencia?

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?

Zvukové signály (zvukové žiarenie) z vonkajšieho prostredia (hlavne vibrácie vzduchu s rôznou frekvenciou a silou), vrátane rečových signálov. Táto funkcia je implementovaná pomocou - podstatnú zložku, ktorá prešla zložitou cestou evolúcie.

Sluchový senzorický systém pozostáva z nasledujúcich častí:

• periférna časť, ktorá je zložitým špecializovaným orgánom pozostávajúcim z vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha;
• vodivá sekcia - prvý neurón vodivej sekcie, ktorý sa nachádza v špirálovom gangliu slimáka, prijíma z receptorov vnútorného ucha, odtiaľ prúdi informácie pozdĺž jeho vlákien, t.j. pozdĺž sluchového nervu (zahrnuté v 8 pároch lebečných nervy) do druhého neurónu v medulla oblongata a po prekrížení časť vlákien ide do tretieho neurónu v zadnom colliculus a časť do jadier - vnútorného genikulárneho tela;
• kortikálny úsek - reprezentovaný štvrtým neurónom, ktorý sa nachádza v primárnom (projektívnom) sluchovom poli a kortikálnej oblasti a zabezpečuje výskyt vnemov a zložitejšie spracovanie zvukovej informácie nastáva v blízkom sekundárnom sluchovom poli, ktoré je zodpovedné za formovanie vnímania a rozpoznávania informácií. Prijaté informácie vstupujú do terciárneho poľa dolnej parietálnej zóny, kde sa integrujú s inými formami informácií

Sluch je ľudský zmyslový orgán, ktorý je schopný vnímať a rozlišovať zvukové vlny pozostávajúce zo striedavého zhutňovania a riedenia vzduchu s frekvenciou 16 až 20 000 Hz. Frekvencia 1 Hz (hertz) sa rovná 1 oscilácii za 1 sekundu. Ľudský sluchový orgán nie je schopný vnímať infrazvuky (frekvencia nižšia ako 20 Hz) a ultrazvuk (frekvencia vyššia ako 20 000 Hz).

Ľudský sluchový analyzátor pozostáva z troch častí:

Receptorový aparát obsiahnutý vo vnútornom uchu;

Nervové dráhy (ôsmy pár hlavových nervov);

Sluchové centrum, ktoré sa nachádza v spánkových lalokoch mozgovej kôry.

Sluchové receptory (fonoreceptory alebo Cortiho orgán) sú obsiahnuté v kochlei vnútorného ucha, ktorá sa nachádza v pyramíde spánkovej kosti. Zvukové vibrácie pred dosiahnutím sluchových receptorov prechádzajú cez systém zvukovodných a zvuk zosilňujúcich zariadení sluchového orgánu, ktorým je ucho.

Ucho sa zase skladá z 3 častí: vonkajšie,.

Vonkajšie ucho slúži na zachytávanie zvukov a pozostáva z ušnice a vonkajšieho zvukovodu. Ušnica je tvorená pružnou chrupavkou, zvonka je pokrytá kožou a v spodnej časti je doplnená záhybom, ktorý je vyplnený tukovým tkanivom a nazýva sa lalok.

Vonkajší zvukovod je dlhý až 2,5 cm, vystlaný kožou s jemným ochlpením a upravený potné žľazy, ktoré produkujú ušný maz, ktorý sa skladá z tukových buniek a plní funkciu ochrany ušnej dutiny pred prachom a vodou. Vonkajší zvukovod končí bubienkom, ktorý je schopný prijímať zvukové vlny.

pozostáva z bubienkovej dutiny a sluchovej (Eustachovej) trubice. Na hranici medzi vonkajším a stredným uchom je bubienok, ktorý je zvonku pokrytý epitelom a zvnútra sliznicou. Zvukové vibrácie približujúce sa k ušnému bubienku spôsobujú jeho vibrácie s rovnakou frekvenciou. S vnútri Ušný bubienok obsahuje bubienkovú dutinu, vo vnútri ktorej sú vzájomne prepojené sluchové kostičky: kladívko (prichytáva sa k bubienku), inkus a štuplík (zatvára oválne okienko predsiene vnútorného ucha). Vibrácie z bubienka sa prenášajú cez kostný systém do vnútorného ucha. Sluchové ossikuly sú umiestnené tak, že tvoria páky, ktoré zmenšujú rozsah zvukových vibrácií, ale prispievajú k ich zosilneniu.

Párové Eustachove trubice spájajú dutiny vnútorného ľavého a pravého ucha s nosohltanom, čo pomáha vyrovnávať atmosféru a zvuk (s otvor ústa) tlak mimo a vnútri bubienka.

Vnútorné ucho sa nachádza v dutine pyramídy spánkovej kosti a je rozdelené na kostený a blanitý labyrint. Prvá je kostná dutina a pozostáva z vestibulu, troch polkruhových kanálikov (umiestnenie vestibulárneho aparátu rovnovážneho orgánu, o ktorom bude reč neskôr) a špirály vnútorného ucha. Membranózny labyrint je tvorený spojivovým tkanivom a je zložitým systémom tubulov obsiahnutých v dutinách kostných labyrintov. Všetky dutiny vnútorného ucha sú vyplnené tekutinou, ktorá sa v strede membránového labyrintu nazýva endolymfa a mimo nej perilymfa. V predsieni sú dve membránové telesá: okrúhly a oválny vak. Z oválneho vaku (piestika) s piatimi otvormi začínajú membránové labyrinty troch polkruhových kanálikov, ktoré tvoria vestibulárny aparát, a membránový kochleárny kanál je spojený s okrúhlym vakom.

Špirála vnútorného ucha je medzikostný labyrint slimáka dlhý až 35 mm, ktorý je pozdĺžnou bazálnou a synchrónnou (Reisnerovou) membránou rozdelený na vestibulárnu alebo vestibulárnu šupinu (začínajúc od oválneho okienka predsiene), scala tympani (končiace okrúhlym okienkom, resp. sekundárnou bubienkovou membránou, ktorá umožňuje vibrácie perilymfy) a stredné schodíky alebo membránový kochleárny kanálik z spojivové tkanivo. Dutiny vestibulárnych a tympanických šupín v hornej časti slimáka (ktoré sú 2,5 otáčky okolo svojej osi) sú navzájom spojené tenkým kanálikom (gechikotrema) a sú vyplnené, ako je naznačené, perilymfou a dutina ucha. membránový kochleárny kanál je vyplnený endolymfou. V strede membranózneho kochleárneho kanálika sa nachádza prístroj prijímajúci zvuk nazývaný špirála alebo Cortiho orgán (Cortiho orgán). Tento orgán má hlavnú (bazálnu) membránu pozostávajúcu z približne 24 tisíc vláknitých vlákien. Na hlavnej membráne (Plate) je pozdĺž nej množstvo podporných a 4 rady vlasových (citlivých) buniek, ktoré sú sluchovými receptormi. Druhou štrukturálnou časťou Cortiho orgánu je obal alebo vláknitá platnička, ktorá visí nad vláskovými bunkami a je podopretá stĺpikovými bunkami alebo Cortiho tyčinkami. Špecifická vlastnosť vlasových buniek je prítomnosť na vrchole každého z nich až 150 vlasov (mikro-klkov). Existuje jeden rad (3,5 tisíc) vnútorných a 3 rady (do 20 tisíc) vonkajších vláskových buniek, ktoré sa líšia úrovňou citlivosti (pre excitáciu vnútorné bunky vyžadujú viac energie, pretože ich chĺpky nemajú takmer žiadny kontakt s krycou platňou). Chĺpky vonkajších vláskových buniek sú umývané endolymfou a sú priamo v kontakte a čiastočne ponorené do substancie krycej platničky. Základy vláskových buniek sú pokryté nervovými procesmi špirálovej vetvy sluchového nervu. Medulla oblongata (v zóne jadra VIII páru hlavových nervov) obsahuje druhý neurón sluchovej dráhy. Ďalej táto cesta ide do dolných tuberkul chotirigorbiho tela (strecha) stredného mozgu a čiastočne prechádza na úrovni mediálnych genikulárnych telies talamu a smeruje do centier primárnej sluchovej kôry (primárne sluchové polia), obsiahnuté v oblasti Sylvianskej pukliny hornej časti ľavej a pravej strany temporálnych lalokov mozgová kôra. Asociatívne sluchové polia, rozlišujú tonalitu, zafarbenie, intonáciu a iné odtiene zvukov a tiež porovnávajú aktuálne informácie s tým, čo je v pamäti človeka (poskytujú „zmienku“ o zvukových obrazoch), susedia s primárnymi a pokrývajú významnú oblasť.

Pre orgán sluchu sú adekvátnym podnetom zvukové vlny vychádzajúce z kmitania elastických telies. Zvukové vibrácie vo vzduchu, vode a iných médiách sa delia na periodické (ktoré sa nazývajú tóny a sú vysoké a nízke) a neperiodické (šum) Hlavnou charakteristikou každého zvukového tónu je dĺžka zvukovej vlny, ktorá zodpovedá určitú frekvenciu (počet) vibrácií za 1 sekundu. Dĺžka zvukovej vlny je určená vydelením dráhy, ktorú zvuk prejde za 1 sekundu, počtom úplných kmitov uskutočnených telom, ktoré zaznieva za rovnaký čas. Ako uvedené, ľudské ucho schopné vnímať zvukové vibrácie v rozsahu 16-20000 Hz, ktorých sila je vyjadrená v decibeloch (dB). Sila zvuku závisí od rozsahu (amplitúdy) vibrácií častíc vzduchu a je charakterizovaná timbrom (farbou). Ucho najviac vzrušujú zvuky s frekvenciou kmitov od 1000 do 4000 Hz. Pod a nad týmto indikátorom sa excitabilita ucha znižuje.

V modernej fyziológii sa uznáva rezonančná teória sluchu, ktorú kedysi navrhol K. L. Helmholtz (1863). Zvukové vlny prenášané vzduchom vstupujúce do vonkajšieho zvukovodu spôsobujú vibrácie ušného bubienka, ktoré sa následne prenášajú do systému sluchových kostičiek, ktoré tieto zvukové vibrácie bubienka mechanicky zosilňujú 35-40-krát a cez štuple a oválne okienko predsiene ich prenášajú na perilymfu obsiahnutú vo vestibulárnej dutine a bubienkové stupne skrutkovice. Kolísanie perilymfy zase spôsobuje synchrónne kolísanie endolymfy obsiahnutej v dutine kochleárneho vývodu. To spôsobuje zodpovedajúcu vibráciu bazálnej (hlavnej) membrány, ktorej vlákna majú rôznu dĺžku, sú naladené na rôzne tóny a sú vlastne sústavou rezonátorov vibrujúcich súzvukovo s rôznymi zvukovými vibráciami. Najkratšie vlny sú vnímané na spodnej časti hlavnej membrány a najdlhšie na vrchole.

Počas vibrácie zodpovedajúcich rezonančných úsekov hlavnej membrány sa rozvibrujú aj bazálne a citlivé vláskové bunky na nej umiestnené. Terminálne mikroklky vláskových buniek sú deformované od krycej platničky, čo vedie k vybudeniu sluchového vnemu v týchto bunkách a ďalšiemu vedeniu nervových vzruchov po vláknach kochleárneho nervu do centrálneho nervového systému. nervový systém. Keďže nedochádza k úplnej izolácii vláknitých vlákien hlavnej membrány, chĺpky susedných buniek začnú vibrovať súčasne, čo vytvára podtóny (zvukové vnemy spôsobené počtom vibrácií 2, 4, 8 atď. krát väčší ako počet vibrácií hlavného tónu). Tento efekt určuje hlasitosť a polyfóniu zvukových vnemov.

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

Nadmerný a dlhotrvajúci hluk vedie nielen k strate sluchu, ale môže u ľudí spôsobiť aj psychické poruchy. Existujú špecifické a nešpecifické účinky hluku na ľudský organizmus. Špecifický efekt sa prejavuje pri poruche sluchu rôzneho stupňa a nešpecifické - pri rôznych poruchách autonómnej reaktivity, funkčný stav kardiovaskulárny systém a tráviaci trakt, endokrinné poruchy atď. U ľudí v mladom a strednom veku sa pri hladine hluku 90 dB, ktorá trvá hodinu, znižuje dráždivosť buniek mozgovej kôry, je narušená koordinácia pohybov, zraková ostrosť, stabilita jasného videnia. predlžuje sa latentná perióda zrakových a sluchovo-motorických funkcií.reakcie. Za rovnakú dobu prevádzky v podmienkach vystavenia hluku na úrovni 95-96 dB, aj viac náhle porušenia dynamika mozgovej dopravnej zápchy, vzniká extrémna inhibícia, zintenzívňujú sa poruchy autonómnych funkcií a výrazne sa zhoršujú ukazovatele výkonnosti svalov (vytrvalosť, únava) a ukazovatele výkonnosti. Dlhodobý pobyt v podmienkach vystavenia hluku, ktorého hladina dosahuje 120 dB, okrem vyššie uvedeného spôsobuje poruchy vo forme neurastenických prejavov: podráždenosť, bolesti hlavy, nespavosť, poruchy. endokrinný systém. Za takýchto podmienok dochádza k významným zmenám aj v stave kardiovaskulárneho systému: vaskulárny tonus a srdcová frekvencia sú narušené a krvný tlak sa zvyšuje.

Hluk má negatívny vplyv najmä na deti a dospievajúcich. Zhoršenie funkčného stavu sluchových a iných analyzátorov pozorujeme u detí už pod vplyvom „školského“ hluku, ktorého intenzita sa v hlavných priestoroch školy pohybuje od 40 do 50 dB. V triede je hladina intenzity hluku v priemere 50-80 dB a počas prestávok resp telocvične a workshopy môžu dosiahnuť 95-100 dB. Dôležité pri znižovaní „školského“ hluku má hygienické správne umiestnenie učebne v budove školy, ako aj použitie zvukovo izolačných materiálov pri dokončovaní miestností, kde vzniká výrazný hluk.

Kochleárny orgán funguje odo dňa narodenia dieťaťa, ale novorodenci pociťujú relatívnu hluchotu spojenú so štrukturálnymi znakmi ich uší: tympanón je hrubší ako u dospelých a je umiestnený takmer horizontálne. Stredoušná dutina u novorodencov je naplnená plodovou vodou, čo sťažuje kmitanie sluchových kostičiek. Počas prvých 1,5-2 mesiacov života dieťaťa sa táto tekutina postupne rozpúšťa a namiesto nej preniká vzduch z nosohltanu cez sluchové (Eustachys) trubice. eustachova trubica u detí je širšia a kratšia (2-2,5 cm) ako u dospelých (3,5-4 cm), čo vytvára priaznivé podmienky pre vstup choroboplodných zárodkov, hlienu a tekutiny do stredoušnej dutiny pri regurgitácii, zvracaní, nádche, čo môže spôsobiť zápal stredného ucha (zápal stredného ucha).

Stáva sa koncom 2. na začiatku 3. mesiaca. V druhom mesiaci života už dieťa začína rozlišovať rôzne tóny zvukov, v 3-4 mesiacoch začína rozlišovať výšku zvukov v rozmedzí od 1 do 4 oktáv a v 4-5 mesiacoch sa zvuky stávajú podmienenými reflexnými podnetmi. . Deti vo veku 5-6 mesiacov získavajú schopnosť aktívnejšie reagovať na zvuky svojho rodného jazyka, pričom reakcie na nešpecifické zvuky postupne miznú. Vo veku 1-2 rokov sú deti schopné rozlišovať takmer všetky zvuky.

Pre dospelého je prah citlivosti 10-12 dB, pre deti 6-9 rokov je to 17-24 dB, pre deti 10-12 rokov je to 14-19 dB. Najväčšia ostrosť sluchu sa dosahuje u stredných a starších detí školského veku. Deti lepšie vnímajú nízke tóny.