Sluchový senzorický systém a jeho funkčný význam. Štruktúra sluchového systému

Sluch je ľudský zmyslový orgán, ktorý prispieva k duševnému rozvoju plnohodnotnej osobnosti, jej prispôsobeniu v spoločnosti. Sluch je spojený so zvukovou jazykovou komunikáciou. Používaním sluchový analyzátorčlovek vníma a rozlišuje zvukové vlny, ktoré pozostávajú 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 snímanie zvukov. Ušnica je tvorená elastickou chrupavkou, z vonkajšej strany pokrytou kožou. V spodnej časti je doplnená o záhyb – lalok, ktorý je vyplnený tukovým tkanivom.

Vonkajší zvukovod(2,5 cm), kde zosilnenie zvukových vibrácií 2-2,5 krát, je vypudzované tenkou pokožkou s riedkymi vlasmi a upravenými potnými žľazami, ktoré produkujú ušný maz, ktorý sa skladá z tukových buniek a obsahuje 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 tympanická membrána, ktorá je zvonka pokrytá epitelom a vnútorne sluchovou membránou. Zvukové vibrácie, ktoré sa približujú k bubienku, spôsobujú jeho vibrácie s rovnakou frekvenciou. OD vnútri membrána je bubienková dutina, vo vnútri ktorej sú umiestnené sluchové ossicles vzájomne 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 tým eustachova trubica, ktorý udržiava rovnaký tlak zvonku aj zvnútra na bubienok.

Na rozhraní stredného a vnútorného ucha je blana, ktorá obsahuje oválne okno. Strmienok 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 vibráciu tekutiny.

Kostný labyrint pozostáva z troch častí: v strede - vestibul, pred ním slimák a za - polkruhové kanály. Vo vnútri stredného kanála slimáka obsahuje kochleárny priechod prístroj na vnímanie zvuku - špirálu, resp. Corti orgán. Má hlavnú dosku, ktorá pozostáva z približne 24 tisíc vláknitých vlákien. Na hlavnej doske pozdĺž nej v 5 radoch sú nosné a vlasové citlivé bunky, ktoré sú vlastne sluchové receptory. chĺpky receptorové bunky umyté endolymfou a v kontakte s krycou platňou. Vlasové bunky sú pokryté nervovými vlasmi kochleárnej vetvy sluchového nervu. Medulla oblongata obsahuje druhý neurón sluchová dráha, potom táto cesta ide v podstate krížením do zadných tuberkulóz kvadrigeminy 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 iného elastického média sú rozdelené na periodické (tóny) a neperiodické (hluky). Tóny sú vysoké a nízke. Hlavnou charakteristikou každého zvukového tónu je dĺžka zvukovej vlny, ktorá zodpovedá určitému počtu vibrácií za sekundu. dĺžka zvukovej vlny je určená vzdialenosťou, ktorú zvuk prejde za sekundu, vydelenou počtom úplných vibrácií vykonaných telom, ktoré znie, za sekundu.

ľudské ucho vníma zvukové vibrácie v rozsahu 16-20 000 Hz, ktorých sila sa vyjadruje v decibeloch (dB). Zvukové vibrácie s frekvenciou vyššou ako 20 kHz človek nepočuje. Toto sú ultrazvuky.

zvukové vlny sú pozdĺžne kmity média. Sila zvuku závisí od rozsahu (amplitúdy) vibrácií častíc vzduchu. Zvuk je charakteristický timbre alebo sfarbenie.

Ucho má najväčšiu excitabilitu na zvuky s frekvenciou kmitov 1000 až 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. Ossikulárny systém, ktorý pôsobí ako páka, zosilňuje zvukové vibrácie a prenáša ich do tekutiny obsiahnutej medzi kostným a membránovým labyrintom kučery. Zvukové vlny sa môžu prenášať aj vzduchom obsiahnutým v strednom uchu.

Podľa teórie rezonancie vibrácie endolymfy spôsobujú vibrácie hlavnej dosky, ktorej vlákna sú rôznej dĺžky, ladené do rôznych tónov a tvoria súbor rezonátorov, ktoré znejú v súzvuku s rôznymi zvukovými vibráciami. Najkratšie vlny sú vnímané v spodnej časti slimáka a dlhé v hornej časti.

Počas kmitania zodpovedajúcich rezonančných úsekov hlavnej platničky rozkmitajú aj vláskové bunky na nej umiestnené. Najmenšie chĺpky týchto buniek sa pri vibrácii 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 oscilovať 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 dlhodobom tichu sa zvyšuje excitabilita. to 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 organizmus žiaka

Ušná infekcia - otitis. Najčastejším zápalom stredného ucha je nebezpečná choroba, pretože vedľa stredoušnej dutiny je mozog a jeho membrány. Otitis sa najčastejšie vyskytuje ako komplikácia chrípky, akútnych respiračných ochorení; infekcia z nosohltanu môže prejsť cez Eustachovu trubicu do stredoušnej dutiny. Zápal stredného ucha je ako závažné ochorenie a prejavili sa silná bolesť v uchu vysoká teplota tela, silná bolesť hlavy, výrazná strata sluchu. S týmito príznakmi by ste sa mali okamžite poradiť s lekárom. Prevencia otitis: liečba akútnych a chronických ochorení nosohltanu (adenoidy, výtok z nosa, sinusitída). Ak máte nádchu, nemôžete silno vysmrkať, aby sa infekcia cez Eustachovu trubicu dostala do stredného ucha. 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 poranenie hlavy (napr. výbuch). spoločná príčina hluchota je otoskleróza- ochorenie, pri ktorom sa znehybňujú sluchové kostičky (najmä strmeň). Táto choroba bola príčinou hluchoty u vynikajúceho skladateľa Ludwiga van Beethovena. Nekontrolované užívanie antibiotík, ktoré negatívne ovplyvňujú sluchový nerv, môže viesť k hluchote.

vrodená hluchota Spojené s vrodená porucha sluchu. príčinami môžu byť vírusové ochorenia matky počas tehotenstva (ružienka, osýpky, chrípka), nekontrolované užívanie niektorých liekov, najmä antibiotík, alkohol, drogy, fajčenie. Narodené nepočujúce dieťa, ktoré nikdy nepočuje reč, sa stáva hluchým a nemým.

Hygiena sluchu- systém opatrení zameraných na ochranu sluchu, vytváranie optimálnych podmienok pre činnosť sluchového analyzátora, prispieva k jeho normálnemu vývoju a fungovaniu.

Rozlišovať špecifické a nešpecifické vplyv hluku na ľudský organizmus. konkrétnu akciu 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 hodine trvajúcej hladine hluku 90 dB (decibelov) znižuje vzrušivosť buniek mozgovej kôry, zhoršuje sa koordinácia pohybov, zraková ostrosť, stabilita jasného videnia a predlžuje sa latentná perióda zrakových a sluchovo-motorických reakcií. Za rovnakú dobu práce v podmienkach vystavenia hluku, ktorého hladina je 96 dB, je to ešte viac závažné porušenia kortikálna dynamika, fázové stavy, prehnaná inhibícia, poruchy autonómnej reaktivity. Zhoršujú sa ukazovatele svalovej výkonnosti (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. Sú zmeny v kardiovaskulárny systém: cievny tonus a srdcová frekvencia sú narušené, krvný tlak sa zvyšuje alebo znižuje.

Na dospelých a najmä deti je mimoriadne 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 vystavení hluku, ktorého hladina je 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.

Dôležitosť pri znižovaní „školského“ hluku má hygienicky správne umiestnenie učebne v budove školy. workshopy, Športové haly nachádza sa na prízemí v samostatnom krídle alebo prístavbe.

Hygienické normy zamerané na zachovanie zraku a sluchu žiakov a pedagógov musia spĺňať rozmery učební: dĺžka (veľkosť od tabule po protiľahlú stenu) a hĺbka učební. Dĺžka učebne, ktorá nepresahuje 8 m, poskytuje žiakom s bežnou zrakovou a sluchovou ostrosťou, ktorí sedia v posledných laviciach, jasné vnímanie reči učiteľa a jasné videnie toho, čo je napísané na tabuli. Na prvom a druhom stole (stoloch) v ľubovoľnom rade sú pridelené miesta pre študentov so sluchovým postihnutím, pretože reč je vnímaná od 2 do 4 m a šepot - od 0,5 do 1 m. funkčný stav sluchového analyzátora a zabrániť posunom v iných fyziologických systémov telu tínedžera pomáhajú krátke prestávky (10-15 minút).

Senzorový systém (analyzátor)- nazývajú časť nervového systému pozostávajúcu z prvkov vnímania - senzorické receptory, nervové dráhy, ktoré prenášajú informácie z receptorov do mozgu a časti mozgu, ktoré tieto informácie spracúvajú a analyzujú

Senzorický systém obsahuje 3 časti

1. Receptory - zmyslové orgány

2. dirigentské oddelenie ktorý viaže receptory v mozgu

3. Oddelenie mozgovej kôry, ktoré vníma a spracováva informácie.

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

Zmyslové systémy majú spoločný štrukturálny plán a zmyslové systémy sa vyznačujú

Vrstvenie- viac vrstiev nervové bunky, z ktorých prvý je spojený s receptormi a druhý s neurónmi v motorických oblastiach mozgovej kôry. Neuróny sú špecializované na spracovanie odlišné typy senzorické informácie.

Viackanálové- 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 vlastností 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 rôznych vlastností receptorov a neurónov v rámci tej istej vrstvy. Napríklad tyčinky a čapíky v sietnici oka spracovávajú informácie odlišne.

Hlavnou úlohou zmyslového systému je vnímanie a analýza vlastností podnetov, na základe ktorých vznikajú vnemy, vnemy a predstavy. To predstavuje formy zmyslovej, subjektívnej reflexie vonkajšieho sveta.

Funkcie zmyslových systémov

1. Detekcia signálu. Každý zmyslový systém v procese evolúcie sa prispôsobil vnímaniu adekvátnych podnetov, ktoré sú tomuto systému vlastné. 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). Náraz do oka (10 V -4 W). Elektrický prúd (10V-11W)
2. Rozlišovacie signály.
3. Prenos alebo konverzia signálu. Akýkoľvek zmyslový systém funguje ako prevodník. Premieňa jednu formu energie pôsobiaceho podnetu na energiu nervové podráždenie. Senzorický systém nesmie skresľovať stimulačný signál.

• Môže byť priestorový
• Časové premeny
• obmedzenie informačnej redundancie (zahrnutie inhibičných prvkov, ktoré inhibujú susedné receptory)
• Identifikácia základných vlastností signálu

1. Kódovanie informácií - vo forme nervových impulzov
2. Detekcia signálu atď. e) zvýraznenie 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 korelovať sa s touto schémou, pre naše prispôsobenie. Všetky živé organizmy nemôžu existovať bez vnímania 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, táto akcia elektrický prúd. Takáto 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 pri pôsobení stimulu.

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.

Müllerov žiak Helmholtz vytvoril teória symbolov, podľa ktorého vnemy považoval za symboly a predmety okolitého sveta. Teória symbolov popierala možnosť poznania okolitého sveta.

Tieto 2 smery sa nazývali fyziologický idealizmus. čo je senzácia? Pocit je subjektívnym obrazom objektívneho sveta. Pocity sú obrazy vonkajšieho sveta. Existujú v nás a vznikajú pôsobením vecí na naše zmyslové orgány. 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 nezávisle od nášho vedomia. Keďže existuje subjektivita vnímania, ako sa rozhodnúť, kto vníma najsprávnejšie? Kde bude pravda? Kritériom pravdivosti je Praktické aktivity. Dochádza k postupnému poznaniu. V každej fáze sa získavajú nové informácie. Dieťa ochutnáva hračky, rozoberá ich do detailov. Práve na základe tejto hlbokej skúsenosti získavame hlbšie poznatky o svete.

Klasifikácia receptorov.

1. Primárne a sekundárne. primárne receptory predstavujú receptorové zakončenie, ktoré je tvorené úplne prvým citlivým neurónom (Paciniho teliesko, Meissnerovo teliesko, Merkelovej 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. Exteroreceptory, interoreceptory. Exteroreceptory- 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. Špeciálne zmyslové receptory – 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. Fotoreceptor (oko)
5. Receptory bolesti (nociceptívne) (koža, vnútorné orgány, sliznice)

Mechanizmy excitácie receptorov

V prípade primárnych receptorov je pôsobenie stimulu vnímané koncovkou senzorický neurón. Aktívny stimul môže spôsobiť hyperpolarizáciu alebo depolarizáciu povrchovej membrány receptorov, najmä v dôsledku zmien priepustnosti sodíka. Zvýšenie permeability pre sodíkové ióny vedie k depolarizácii membrány a na receptorovej membráne sa objaví 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 zhrnúť receptorové potenciály pri pôsobení následných stimulov. Šíri meléno, s vyhynutím. Keď receptorový potenciál dosiahne kritický prah, spustí akčný potenciál v najbližšom Ranvierovom uzle. Pri zachytení Ranviera 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 výsledkom je uvoľnenie mediátora z bunky do synapsie, ktorý pôsobí na postsynaptickú membránu citlivého vlákna a interakciou mediátora s receptormi dochádza k vytvoreniu ďalšieho, lokálneho potenciál, ktorý je tzv generátor. Svojimi vlastnosťami je identický s receptorom. Jeho amplitúda je určená množstvom uvoľneného mediátora. Mediátory - acetylcholín, glutamát.

Akčné potenciály sa vyskytujú periodicky, tk. vyznačujú sa obdobím refraktérnosti, kedy membrána stráca vlastnosť excitability. Akčné potenciály vznikajú diskrétne a receptor v zmyslovom systéme funguje ako analógovo-diskrétny prevodník. V receptoroch je pozorovaná adaptácia - adaptácia na pôsobenie stimulov. Niektorí sa prispôsobujú rýchlo a niektorí pomaly. S adaptáciou klesá amplitúda receptorového potenciálu a počet nervových impulzov, ktoré idú pozdĺž citlivého vlákna. Receptory kódujú informácie. Je to možné frekvenciou potenciálov, zoskupením impulzov do samostatných salv a intervalmi medzi salvami. Kódovanie je možné podľa počtu aktivovaných receptorov v receptívnom poli.

Prah podráždenia a prah zábavy.

Prah podráždenia- minimálna sila podnetu, ktorý vyvoláva vnem.

Prahová zábava- minimálna sila zmeny podnetu, pri ktorej vzniká nový vnem.

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

V roku 1934 Weber sformuloval zákon, ktorý stanovuje vzťah medzi počiatočnou silou podráždenia a intenzitou pocitu. 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-pocit R- podráždenie

S \u003d KI v stupni A I - sila podráždenia, K a A - konštanty

Pre hmatové receptory S=9,4*I d 0,52

Senzorické systémy majú 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. Zistili sa zmyslové nervy eferentné vlákna, čo môže zmeniť citlivosť receptorov. V sluchovom orgáne sú také nervové vlákna.

Senzorický sluchový systém

Pre väčšinu ľudí žijúcich v modernej zastávke sluch postupne klesá. Stáva sa to s vekom. Tomu napomáha znečistenie prostredia hlukom – vozidlá, diskotéky atď. Zmeny v naslúchadlo sa stanú nezvratnými. Ľudské uši obsahujú 2 citlivé orgány. Sluch a rovnováha. Zvukové vlny sa šíria vo forme kompresií a zriedenia 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 s frekvenciou 16 až 20 000 Hz. S maximálnou citlivosťou od 1000 do 4000 Hz.

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

Akustický výkon je určený amplitúdou vibrácií. Akustický výkon sa vyjadruje v dB. Moc je logaritmický vzťah. Šepkaná reč - 30 dB, normálna reč - 60-70 dB. Hluk dopravy - 80, hluk leteckého motora - 160. Akustický výkon 120 dB spôsobuje nepohodlie a 140 vedie k bolesti.

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

Ľudské ucho má 3 časti – vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Vonkajšie ucho predstavuje ušnica, ktorá funguje ako lievik na zachytávanie zvuku. Ľudské ucho zachytáva zvuky menej dokonale ako králik, kôň, ktorý dokáže ovládať svoje uši. Na báze ušnice je chrupavka, s výnimkou ušného laloku. chrupavkového tkaniva dodáva uchu pružnosť a tvar. Ak je chrupavka poškodená, potom sa obnovuje 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. Na vonkajšej strane zvukovodu sú chĺpky, ktoré bránia časticiam dostať sa do zvukovodu. Ušné kanáliky produkujú žlté mazivo, ktoré tiež chráni zvukovod. Na konci priechodu je tympanická membrána, ktorá pozostáva z vláknitých vlákien pokrytých zvonka kožou a zvnútra sliznicou. Ušný bubienok oddeľuje stredné ucho od vonkajšieho ucha. Ten kolíše s frekvenciou vnímaného zvuku.

Stredné ucho je reprezentované bubienkovou dutinou, ktorej objem je približne 5-6 kvapiek vody a bubienková dutina je naplnená vzduchom, vystlaná sliznicou a obsahuje 3 sluchové kostičky: kladívko, nákovu a strmienok. stredné ucho komunikuje s nosohltanom pomocou Eustachovej trubice. 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 bubienka sa cez systém pák prenášajú strmeňom do oválneho okienka a vonkajšie ucho prenáša zvuky vzduchom.

Je rozdiel v ploche tympanickej membrány a oválneho okienka (plocha bubienka je 70 mm štvorcových a plocha oválneho okienka je 3,2 mm štvorcových). Keď sa vibrácie prenášajú z membrány do oválneho okna, amplitúda klesá a sila vibrácií sa zvyšuje 20-22 krát. Pri frekvenciách do 3000 Hz sa 60 % E prenáša do vnútorného ucha. V strednom uchu sú 2 svaly, ktoré menia vibrácie: tenzorový sval bubienkovej membrány (pripojený k centrálnej časti bubienkovej membrány a k rukoväti malleusu) - so zvýšením kontrakčnej sily sa amplitúda znižuje; strmeňový sval – jeho sťahy obmedzujú pohyb strmeňa. Tieto svaly zabraňujú poraneniu ušného bubienka. Okrem vzdušného prenosu zvukov existujú prenos kostí, ale táto sila zvuku nie je schopná spôsobiť kmitanie kostí lebky.

vnútri ucha

vnútorné ucho je bludisko 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. Slimák patrí do sluchovej časti, tvorí 2,5 otáčky okolo stredovej osi a je rozdelený na 3 rebríky: vestibulárny, bubienkový a blanitý. 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. Cortiho orgán sa nachádza v strednom membránovom kanáli. Hlavná membrána je vyrobená z elastických vlákien, ktoré začínajú na základni (0,04 mm) a siahajú nahor (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 stereocily alebo kinocilie, najväčšie stereocily. Senzorické vlákna 8. páru hlavových nervov zo špirálového ganglia sa približujú k vláskovým bunkám. Zároveň 90% izolovaných citlivých vlákien končí na vnútorných vláskových bunkách. Na jednu vnútornú vlasovú bunku 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 vibrácií kostí do oválneho okna. Nízkofrekvenčné vibrácie sa šíria z oválneho okienka do hornej časti slimáka (zapojená je celá hlavná membrána). nízke frekvencie dochádza k excitácii vláskových buniek ležiacich na vrchole slimáka. Bekashi študoval šírenie vĺn v kochlei. Zistil, že keď sa frekvencia zvyšovala, nasával sa menší stĺpec kvapaliny. Vysokofrekvenčné zvuky nemôžu zahŕňať celý stĺpec tekutiny, takže čím vyššia je frekvencia, tým menej kolíše perilymfa. Počas prenosu zvukov cez membránový kanál môže dôjsť k osciláciám hlavnej membrány. Keď hlavná membrána osciluje, vláskové bunky sa pohybujú smerom 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 informácie o zvuku. Vonkajšie sluchové bunky majú eferentnú inerváciu a k prenosu vzruchu dochádza pomocou popola na vonkajších vláskových bunkách. Tieto bunky môžu meniť svoju dĺžku: pri hyperpolarizácii sa skracujú a pri polarizácii sa predlžujú. Zmena dĺžky vonkajších vláskových buniek ovplyvňuje oscilačný proces, ktorý zlepšuje vnímanie zvuku vnútornými vláskovými bunkami. Zmena potenciálu vláskových buniek je spojená s iónovým zložením endo- a perilymfy. Perylymfa sa podobá mozgovomiechovému moku a endolymfa áno vysoká koncentrácia K (150 mmol). Preto endolymfa získava kladný náboj perilymfy (+80 mV). Vlasové bunky obsahujú veľa K; majú membránový potenciál a sú záporne nabité vo vnútri a kladne nabité vonku (MP = -70 mV) a potenciálny rozdiel umožňuje prenikaniu K 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 telo 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 500 Hz. Kódovanie zvukovej informácie sa dosahuje zvýšením počtu salv vlákien pre intenzívnejší zvuk 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 idú vzostupné cesty ako súčasť laterálnej slučky, ktoré sa približujú k dolným tuberkulám quadrigeminy a mediálnemu genikulárnemu telu thalamus opticus. Z posledného ide signál do horného temporálneho gyru (Geshl gyrus). To zodpovedá poliam 41 a 42 (primárna zóna) a poľu 22 (sekundárna zóna). V CNS existuje topotonická organizácia neurónov, to znamená, že zvuky sú vnímané s rôznou frekvenciou a rôznou intenzitou. Kortikálne centrum je dôležité pre vnímanie, zvukovú postupnosť a priestorovú lokalizáciu. Porážkou 22. poľa je porušená 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 zachytáva časové rozdiely v príjme zvukové signály. Zistilo sa, že signály z oboch uší vstupujú do rôznych dendritických systémov toho istého vnímajúceho neurónu. Porušenie sluchové vnímanie sa môže prejaviť zvonením v ušiach s podráždením vnútorného ucha alebo sluchového nervu a dvoma typmi hluchoty: konduktívna a nervová. Prvá je spojená s léziami vonkajšieho a stredného ucha (vosková zátka), druhá je spojená s defektmi vo vnútornom uchu a léziami sluchového nervu. Starší ľudia strácajú schopnosť vnímať vysoké 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 je možné vyvinúť adaptáciu vďaka retikulárnej formácii a eferentným vláknam (pôsobením na vonkajšie vláskové bunky.

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 kôry časti o vizuálnom obraze.

Štruktúra 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. Dioptria sa rovná refrakčnej sile šošovky s ohniskovou vzdialenosťou 100 cm.Sila lomu oka pri pozorovaní vzdialených predmetov je 59D, blízkych je 70,5D. Na sietnici sa vytvorí obrátený obraz.

Ubytovanie- prispôsobenie oka jasnému videniu predmetov na rôzne vzdialenosti. Pri akomodácii zohráva hlavnú úlohu šošovka. Pri zvažovaní blízkych predmetov sa ciliárne svaly stiahnu, väzivo zinnu sa uvoľní, šošovka sa vďaka svojej elasticite stáva konvexnejšou. Pri zvažovaní vzdialených sú svaly uvoľnené, väzy sú natiahnuté a naťahujú šošovku, čím sa stáva viac sploštenou. 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 anomálie oka.

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

Ďalekozrakosť (hypermetropia). Vyvíja sa s poklesom refrakčných médií oka alebo so skrátením 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 valcovému.

Zrenica a zrenicový reflex. Zrenica je otvor v strede dúhovky, cez ktorý prechádzajú svetelné lúče do oka. Zrenica zlepšuje jasnosť obrazu na sietnici zväčšením hĺbky poľa oka a odstránením sférickej aberácie. Ak si zakryjete oko pred svetlom a potom ho otvoríte, zrenička sa rýchlo zúži – zrenicový reflex. Pri jasnom svetle je veľkosť 1,8 mm, s priemerom - 2,4, v tme - 7,5. Priblíženie má za následok horšiu 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: tienenie (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 práve tu dochádza k odlúčeniu sietnice.

Fotoreceptory. Za to sú zodpovedné banky farebné videnie, je ich 6-7 mil.. Tyčinky na súmrak je ich 110-123 mil.. Sú umiestnené nerovnomerne. AT fossa- iba banky, tu - najväčšia zraková ostrosť. Tyčinky sú citlivejšie ako banky.

Štruktúra fotoreceptora. Skladá sa z vonkajšej receptívnej časti - vonkajšieho segmentu, s vizuálnym pigmentom; spojovacia noha; jadrová časť s presynaptickým zakončením. Vonkajšia časť pozostáva z diskov - dvojmembránová štruktúra. Vonkajšie segmenty sú neustále aktualizované. Presynaptický terminál obsahuje glutamát.

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

Fyziológia fotorecepcie. Po absorpcii kvanta svetla sa cis-retinal zmení na trans-retinal. To spôsobuje priestorové zmeny v bielkovinovej časti pigmentu. Pigment sa stáva bezfarebným a transformuje sa na metarodopsín II, ktorý je schopný interagovať s proteínom transducínom viazaným na membránu. Transducín sa aktivuje a viaže sa na GTP, čím sa aktivuje fosfodiesteráza. PDE ničí cGMP. Výsledkom je, že koncentrácia cGMP klesá, čo vedie k uzavretiu iónových kanálov, zatiaľ čo koncentrácia sodíka klesá, čo vedie k hyperpolarizácii a objaveniu sa receptorového potenciálu, ktorý sa šíri cez bunku k presynaptickému zakončeniu a spôsobuje zníženie uvoľňovanie glutamátu.

Obnovenie počiatočného tmavého stavu receptora. Keď metarhodopsín stratí svoju schopnosť interagovať s tranducínom, aktivuje sa guanylátcykláza, ktorá syntetizuje cGMP. Guanylátcykláza je aktivovaná poklesom koncentrácie vápnika vypudzovaného z bunky výmenným proteínom. Výsledkom je, že koncentrácia cGMP stúpa a opäť sa viaže na iónový kanál a otvára ho. Pri otvorení vstupujú sodík a vápnik do bunky, depolarizujú receptorovú membránu a premieňajú ju do tmavého stavu, čo opäť urýchľuje uvoľňovanie mediátora.

sietnicové neuróny.

Fotoreceptory sú synapticky spojené s bipolárnymi neurónmi. Pôsobením svetla na neurotransmiter sa uvoľňovanie mediátora znižuje, čo vedie k hyperpolarizácii bipolárneho neurónu. Z bipolárneho signálu sa prenáša do ganglií. 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 tak excitáciu medzi nimi.

Nervové dráhy.

1. neurón je bipolárny.

2. - gangliový. Ich procesy sú v zložení optický nerv, urobte čiastočný kríž (potrebný na poskytnutie informácií každej hemisfére z každého oka) a prejdite do mozgu ako súčasť vizuálneho traktu, čím sa dostanete do laterálneho genikulárneho tela talamu (3. neurón). Z talamu - do projekčnej zóny kôry, 17. poľa. Tu je 4. neurón.

zrakové funkcie.

Absolútna citlivosť. Pre vznik zrakového vnemu je potrebné, aby svetelný podnet mal minimálnu (prahovú) energiu. Tyčinka môže byť vzrušená jedným kvantom svetla. Tyčinky a banky sa málo líšia v excitabilite, ale počet receptorov, ktoré vysielajú signály do jednej gangliovej bunky, je odlišný v strede a na periférii.

Vizuálna adaptácia.

Prispôsobenie zrakového zmyslového systému podmienkam jasného osvetlenia - adaptácia svetla. Opačný jav temná adaptácia. Zvýšenie citlivosti v tme je postupné, v dôsledku tmavého obnovenia zrakových pigmentov. Najprv sa rekonštituujú jodopsínové banky. Má malý vplyv na citlivosť. Potom sa rodopsín tyčiniek obnoví, 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 CNS. Pri osvetlení jedného oka znižuje citlivosť druhého.

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

Jas Kontrast vzniká v dôsledku vzájomnej laterálnej inhibície optických neurónov. Sivý pruh na svetlom pozadí sa javí tmavší ako sivý pruh 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 oslepujúceho jasu závisí od prispôsobenia oka. Čím dlhšie bolo prispôsobenie tme, tým menej jasu spôsobuje oslnenie.

Zotrvačnosť videnia. zrakový vnem sa objaví a okamžite zmizne. Od podráždenia k vnímaniu prejde 0,03-0,1 s. Podnety, ktoré za sebou rýchlo nasledujú, sa spájajú do jedného vnemu. Minimálna frekvencia po svetelných podnetoch, pri ktorých dochádza k splynutiu jednotlivých vnemov, sa hovorí kritická frekvencia flicker fusion. Na tom je založená kinematografia. Pocity, ktoré pokračujú po ukončení podráždenia, sú sekvenčné obrazy (obraz lampy v tme po jej vypnutí).

Farebné videnie.

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

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

Goeringova 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 rozlíšiť farby. Pri protanopii sa červená farba nerozlišuje. S deuteranopiou - zelená. S tritanopiou - modrá. Diagnostikované polychromatickými tabuľkami.

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 videné pod uhlom 1 minúty. Maximálna ostrosť v danej 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, hlasitosť. Ľudské ucho je schopné vnímať zvuky s frekvenciou 20 Hz až 20 000 Hz a intenzitou až 140 dB (prah bolesti). Najjemnejší 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 sluchový meatus; 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.

Bubienok, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha, je 0,1 mm hrubá prepážka utkaná z vlákien prebiehajúcich v rôznych smeroch. Vo svojom tvare pripomína lievik nasmerovaný dovnútra. Ušný bubienok sa začne chvieť pôsobením zvukových vibrácií prechádzajúcich vonkajším zvukovodom. Kmity membrány závisia od parametrov zvukovej vlny: čím vyššia je frekvencia a hlasitosť zvuku, tým vyššia je frekvencia a tým väčšia je amplitúda kmitov ušného bubienka.

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

V stene oddeľujúcej stredné ucho od vnútorného je okrem oválneho aj okrúhle okienko, tiež uzavreté membránou. Kolísanie tekutiny v slimáku, ktoré vzniklo pri oválnom okienku a prechádzalo cez priechody slimáka, dosahuje bez tlmenia okrúhle okienko. Ak by toto okienko s membránou neexistovalo, kvôli nestlačiteľnosti kvapaliny by bolo nemožné jej kmitanie.

Stredoušná dutina komunikuje s vonkajším prostredím cez eustachova trubica, ktorý zabezpečuje udržiavanie konštantného tlaku blízkeho atmosférickému tlaku v dutine, čo vytvára najpriaznivejšie podmienky pre kolísanie 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 je cca 35 mm) (obr. 5).

Po celej dĺžke je kostný kanál 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 rebríky naplnené tekutinou.

Horný kanál slimáka alebo scala vestibularis vychádza z oválneho okienka a pokračuje na vrchol slimáka, kde komunikuje cez helicotremu s dolným kanálom slimáka - scala tympani, ktorý začína v oblasti kochley. okrúhle okno. Horné a dolné kanály sú vyplnené perilymfou, ktorá svojím zložením pripomína cerebrospinálnu tekutinu. Stredný membránový kanál (scala cochlea) nekomunikuje s dutinou iných kanálov a je vyplnený endolymfou. Na bazilárnej (základnej) membráne v kochleárnej šupine je receptorový aparát kochley - Cortiho orgán zložený z vlasových buniek. Nad vláskovými bunkami je integumentárna (tektoriálna) membrána. Keď sa zvukové vibrácie prenášajú cez systém sluchových kostičiek do slimáka, tekutina a tým aj membrána, na ktorej sú umiestnené vláskové bunky, v nej vibrujú. Chĺpky sa dotýkajú tektoriálnej membrány a sú deformované, čo je priamou príčinou excitácie receptorov a generovania receptorového potenciálu. Receptorový potenciál spôsobuje uvoľnenie neurotransmiteru, acetylcholínu, v synapsii, čo následne vedie k vytvoreniu akčných potenciálov vo vláknach sluchového nervu. Ďalej sa táto excitácia prenáša do nervových buniek špirálového ganglia kochley a odtiaľ do sluchového centra medulla oblongata - kochleárnych jadier. Po zapnutí neurónov kochleárnych jadier idú impulzy do ďalšieho bunkového zhluku - jadier horného olivového pontínového komplexu. Všetky aferentné dráhy kochleárnych jadier a jadier horného olivového komplexu končia v posterior colliculi alebo inferior colliculus, sluchovom centre stredného mozgu. Odtiaľ nervové impulzy vstupujú do vnútorného genikulárneho tela talamu, ktorého procesy buniek sú posielané do sluchovej kôry. Sluchová kôra sa nachádza v hornej časti spánkového laloku a zahŕňa 41. a 42. pole (podľa Brodmana).

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 receptorov 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. Sluchové ústrojenstvo na rozdiel od zrakového systému využíva aj inú metódu – kódovanie podľa počtu excitovaných receptorov (v dôsledku rôznych prahových úrovní v rôznych vláskových bunkách).

V centrálnych častiach sluchového ústrojenstva sa so zvyšovaním intenzity 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 umiestnené v presne definovanom poradí: na časti, ktorá sa nachádza bližšie k oválnemu okienku kochley, reagujú receptory na vysoké frekvencie a tie, ktoré sa nachádzajú v oblasti membrány bližšie k hornej časti kochley, reagujú na nízke frekvencie. Frekvencia zvuku je teda zakódovaná umiestnením receptora na bazálnej membráne. Tento spôsob kódovania je zachovaný aj v nadložných štruktúrach, pretože sú akousi „mapou“ hlavnej 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 kódované trvaním výboja tonických neurónov, ktoré sú schopné byť excitované počas celej doby stimulu.

Priestorová lokalizácia zvuku zabezpečovali predovšetkým dvaja rôzne mechanizmy. Ich zaradenie závisí od frekvencie zvuku alebo jeho vlnovej dĺžky. Pri nízkofrekvenčných signáloch (do cca 1,5 kHz) je vlnová dĺžka menšia ako interaurálna vzdialenosť, čo je v priemere pre človeka 21 cm.V tomto prípade je zdroj lokalizovaný kvôli rozdielnemu času príchodu zvuku. vlna na každom uchu v závislosti od azimutu. Pri frekvenciách vyšších ako 3 kHz je vlnová dĺžka zjavne menšia ako interaurálna vzdialenosť. Takéto vlny nemôžu obchádzať hlavu, opakovane sa odrážajú od okolitých predmetov a hlavy, pričom 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 mechanizmus časovej lokalizácie mení na mechanizmus odhadu intenzity a prechodová oblasť sa ukazuje ako nepriaznivá pre určenie polohy zdroja zvuku.

Pri lokalizácii 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 k nám dopadol: vysokofrekvenčné zvuky rýchlejšie doznievajú, t.j. „zabehnúť“ kratšiu vzdialenosť, nízkofrekvenčné zvuky naopak pomalšie doznievajú a šíria sa ďalej. Preto sa nám zvuky vydávané vzdialeným zdrojom zdajú nižšie. Jedným z faktorov, ktorý značne 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 na posúdenie lokalizácie zdroja zvuku je aktivita takzvaných pohybových detektorových neurónov umiestnených v hornom olivovom komplexe, v zadných colliculi, vo vnútornom genikuláte a v sluchovej kôre. Ale vedúca úloha tu patrí horným olivám a zadným kopcom.

Otázky a úlohy na sebaovládanie

1. Zvážte štruktúru orgánu sluchu. 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 priamou príčinou ich excitácie?

5. Ako prebieha premena zvukových vibrácií 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 zohráva u človeka najdôležitejšiu úlohu v súvislosti so vznikom artikulovanej reči. Akustické (zvukové) signály sú vibrácie vzduchu s rôznou frekvenciou a silou. Vzrušujú sluchové receptory umiestnené v kochlei vnútorného ucha. Receptory aktivujú prvé sluchové neuróny, po ktorých sa senzorické informácie prenášajú do sluchovej kôry (temporálnej oblasti) prostredníctvom série po sebe nasledujúcich 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, bubienka	Ochranné (uvoľňovanie síry). Zachytáva a vedie zvuky. Zvukové vlny rozvibrujú ušný bubienok, ktorý rozvibruje sluchové kostičky.
Stredné ucho	Vzduchom naplnená dutina obsahujúca sluchové kostičky (kladivo, nákovka, strmeň) a Eustachovu (sluchovú) trubicu	Sluchové ossikuly vedú a zosilňujú zvukové vibrácie 50-krát. Eustachova trubica je pripojená k nosohltanu, aby sa vyrovnal tlak na bubienok.
vnútorné ucho	Sluchový orgán: oválne a okrúhle okná, slimák s dutinou naplnenou tekutinou a Cortiho orgán - prístroj na príjem zvuku	Sluchové receptory umiestnené v Cortiho orgáne premieňajú zvukové signály na nervové impulzy, ktoré sa prenášajú do sluchového nervu a potom 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 (vestibulárne) vetvy vestibulocochleárneho nervu (VIII pár hlavových nervov) siahajúce od receptorových prvkov orgánu sluchu (Cortiho orgán) a rovnováhy (hrúbky). a škvrny).

Mechanizmus prenosu a vnímania zvuku. Zvukové vibrácie sú zachytené ušnicou a prenášané vonkajším zvukovodom na blanu bubienka, ktorá sa začne chvieť v súlade s frekvenciou zvukových vĺn. Vibrácie tympanickej membrány sa prenášajú na kostný reťazec 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 integumentárnej (tektoriálnej) membrány a mechanickým dráždením v nich dochádza k vzruchu, ktorý sa prenáša ďalej na vlákna vestibulocochleárneho nervu (obr. 12.11).

Ryža. 12.11. Membránový kanál a špirála (Kortijev) orgán. Kochleárny kanál sa delí na bubienkovú a vestibulárnu scalu a membránový kanál (stredná skala), 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 umiestnené dva typy receptorových vlasových buniek: vnútorná a vonkajšia, 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 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 dosahuje počet chĺpkov 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. Pôsobením zvuku sa hlavná membrána začne kývať, najdlhšie chĺpky receptorových buniek (stereocília) sa dotýkajú krycej membrány a trochu sa ohýbajú. Odchýlenie vlasu o niekoľko stupňov vedie k napínaniu najtenších zvislých vlákien (mikrofilamentov) spájajúcich vrcholy susedných vlasov tejto bunky. Toto napätie čisto mechanicky otvorí 1 až 5 iónových kanálov v stereociliovej membráne. Prúd draslíkových iónov začne prúdiť cez otvorený kanál do vlasov. Napínacia sila nite potrebná na otvorenie jedného kanála je zanedbateľná, asi 2·10 -13 Newtonov. Ešte prekvapivejšia je skutočnosť, že najslabší zvuk, ktorý človek cíti, natiahne zvislé vlákna spájajúce vrcholy susedných stereocílií na vzdialenosť, ktorá je polovica priemeru atómu vodíka.

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

Depolarizácia presynaptického konca 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 ďalej generovanie vzruchov šíriacich sa v nervových centrách.

Otvorenie iba niekoľkých iónových kanálov v membráne jedného stereocília zjavne nestačí na vznik dostatočne veľkého receptorového potenciálu. Dôležitým mechanizmom na zosilnenie senzorického signálu na úrovni receptora sluchového systému je mechanická interakcia všetkých stereocílií (asi 100) každej vláskovej bunky. Ukázalo sa, že všetky stereocílie jedného receptora sú vo zväzku prepojené tenkými priečnymi vláknami. Preto, keď sa ohne jeden alebo viac dlhších vlasov, strhnú so sebou aj všetky ostatné. Výsledkom je, že iónové kanály všetkých vlasov sa otvárajú a poskytujú dostatočný receptorový potenciál.

binaurálne počúvanie. Človek 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 schopná určiť polohu zdroja zvuku s presnosťou asi 1 uhlový stupeň. Fyziologickým základom je schopnosť neurónových štruktúr sluchového analyzátora vyhodnotiť interaurálne (intersticiálne) 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. Odhad vzdialenosti zvuku od tela je spojený 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 stratilo sluch, stráca aj schopnosť rozprávať.

Štruktúra sluchového analyzátora:

Periférna časť je receptorový aparát v uchu (vnútorný);

Vodivou časťou je sluchový nerv;

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

Štruktúra uší.

Ucho - orgán 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 dlhý 2,5 cm, jeho pokožka je pokrytá chĺpkami. Do zvukovodu ústia kanály žliaz, ktoré produkujú ušný maz. Chĺpky aj ušný maz plnia ochrannú funkciu;

Stredné ucho. Pozostáva z: bubienka, bubienková dutina (naplnená vzduchom), sluchové kostičky - kladivo, nákovka, strmienok (prenášajú zvukové vibrácie z bubienka do oválneho okienka vnútorného ucha, zabraňujú jeho preťaženiu), Eustachova trubica (spája stred ušná dutina s hltanom). Tympanická membrána je tenká elastická doska umiestnená na hranici vonkajšieho a stredného ucha. Kladivo je na jednom konci spojené s tympanickou membránou a na druhom konci s nákovkou, ktorá je spojená so strmeňom. Strmeň je spojený s oválnym oknom, ktoré sa oddeľuje bubienková dutina z vnútorného ucha. Sluchová (Eustachovská) trubica spája bubienkovú dutinu s nosohltanom, zvnútra vystlaným sliznicou. Udržiava 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 tvoria ho kostené a blanité labyrinty. Membranózny labyrint spojivového tkaniva sa nachádza vo vnútri kostného labyrintu. Medzi kostným a membránovým labyrintom sa nachádza 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 tekutina - perilymfa a vo vnútri membránového labyrintu - endolymfa. V membránovom labyrinte slimáka je Cortiho orgán - receptorová časť sluchového analyzátora, ktorá 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 strmeňa a okrúhle okienko je uzavreté pohyblivou elastickou doskou zo spojivového tkaniva.

Vnímanie zvuku: zvukové vlny cez ušnicu vstupujú do vonkajšieho zvukovodu a spôsobujú oscilačné pohyby blany bubienka - vibrácie blany bubienka sa prenášajú na sluchové kostičky, ktorých pohyby spôsobujú chvenie strmeňa, ktorý uzatvára oválne okienko - pohyby bubienka. strmeň oválneho okienka rozkýva perilymfu, prenášajú sa jej vibrácie - vibračná endolymfa, spôsobuje kmitanie hlavnej membrány - pri pohyboch hlavnej membrány a endolymfy sa krycia membrána vo vnútri slimáka určitou silou dotýka mikroklkov receptorových buniek a frekvencie, ktoré sú excitované - excitácia tým sluchový nerv do subkortikálnych centier sluchu ( stredný mozog) –– vyššia analýza a k syntéze sluchových podnetov dochádza v kortikálne centrum sluchový analyzátor, ktorý sa nachádza v spánkovom laloku. Tu je rozdiel medzi povahou zvuku, jeho silou, výškou.