İşitsel duyu sistemi yapısı ve işlevleri tablosu. Spiral organın reseptör hücrelerinin yeri ve yapısı

Sensör sistemi (analizör)- sinir sisteminin algılayıcı unsurlardan oluşan kısmına denir - duyu reseptörleri, reseptörlerden beyne bilgi ileten sinir yolları ve beynin bu bilgiyi işleyen ve analiz eden kısımları

Sensör sistemi 3 parçadan oluşur

1. Reseptörler – duyu organları

2. Reseptörleri beyne bağlayan iletken bölüm

3. Beyin korteksinin bilgiyi algılayan ve işleyen bölümü.

Reseptörler- dışarıdan gelen uyaranları algılamak için tasarlanmış bir çevresel bağlantı veya İç ortam.

Duyusal sistemler genel bir yapı planına sahiptir ve duyusal sistemler şu şekilde karakterize edilir:

Çok katmanlı- birkaç katmanın varlığı sinir hücreleri bunlardan ilki reseptörlerle, ikincisi ise serebral korteksin motor alanlarındaki nöronlarla ilişkilidir. Nöronlar işlem yapmak için uzmanlaşmıştır farklı şekiller duyusal bilgi.

Çok kanallı- Ayrıntılı sinyal analizi ve daha fazla güvenilirlik sağlayan, bilgilerin işlenmesi ve iletilmesi için birden fazla paralel kanalın varlığı.

Bitişik katmanlarda farklı sayıda öğe"duyusal huniler" olarak adlandırılan (daralan veya genişleyen) oluşturan bilgi fazlalığının ortadan kaldırılmasını veya tersine sinyal özelliklerinin kesirli ve karmaşık bir analizini sağlayabilirler.

Farklılaşma duyusal sistem dikey ve yatay olarak. Dikey farklılaşma, duyu sisteminin birkaç sinir katmanından (koku alma ampulleri, koklear çekirdekler, genikulat cisimler) oluşan bölümlerinin oluşması anlamına gelir.

Yatay farklılaşma, aynı katman içerisinde farklı özelliklere sahip reseptör ve nöronların varlığını temsil eder. Örneğin retinadaki çubuklar ve koniler bilgiyi farklı şekilde işler.

Duyusal sistemin asıl görevi, duyumların, algıların ve fikirlerin ortaya çıktığı uyaranların özelliklerinin algılanması ve analizidir. Bu, dış dünyanın duyusal, öznel yansımasının biçimlerini oluşturur.

Dokunmatik sistemlerin fonksiyonları

1. Sinyal tespiti. Evrim sürecindeki her duyu sistemi, belirli bir sistemin doğasında bulunan yeterli uyaranların algılanmasına uyum sağlamıştır. Duyusal sistem, örneğin göz, farklı - yeterli ve yetersiz tahrişleri (ışık veya göze darbe) alabilir. Duyusal sistemler kuvveti algılar - göz 1 ışık fotonunu (10 V -18 W) algılar. Göz şoku(10V -4W). Elektrik akımı(10V -11W)
2. Sinyal ayrımcılığı.
3. Sinyal iletimi veya dönüşümü. Herhangi bir duyusal sistem bir dönüştürücü olarak çalışır. Aktif bir uyarandan gelen enerjinin bir formunu enerjiye dönüştürür. sinir tahrişi. Duyusal sistem uyarı sinyalini bozmamalıdır.

• Doğası gereği uzaysal olabilir
• Geçici dönüşümler
• bilgi fazlalığının sınırlandırılması (komşu reseptörleri inhibe eden engelleyici unsurların dahil edilmesi)
• Temel sinyal özelliklerinin tanımlanması

1. Bilgi kodlaması - sinir uyarıları şeklinde
2. Sinyal algılama vb. e. davranışsal öneme sahip bir uyaranın işaretlerini tanımlamak
3. Görüntü tanıma sağlayın
4. Uyaranlara uyum sağlayın
5. Duyusal sistemlerin etkileşimi,Çevremizdeki dünyanın şemasını oluşturan ve aynı zamanda uyum sağlamamız için kendimizi bu şemayla ilişkilendirmemize izin veren. Tüm canlı organizmalar, bilgi almadan var olamazlar. çevre. Bir organizma bu bilgiyi ne kadar doğru bir şekilde alırsa, varoluş mücadelesinde şansı o kadar yüksek olacaktır.

Duyusal sistemler uygunsuz uyaranlara yanıt verme yeteneğine sahiptir. Pil terminallerini denerseniz, neden olur tat hissi- ekşi, bu elektrik akımının etkisidir. Duyusal sistemin yeterli ve yetersiz uyaranlara verdiği bu tepki, fizyoloji açısından duyularımıza ne kadar güvenebileceğimiz sorusunu gündeme getirdi.

Johann Müller 1840'ta formüle etti duyu organlarının spesifik enerjisi yasası.

Duyuların kalitesi, uyaranın doğasına bağlı değildir; tamamen, uyaran harekete geçtiğinde açığa çıkan, hassas sistemin doğasında bulunan spesifik enerji tarafından belirlenir.

Bu yaklaşımla, etrafımızdaki dünyada olanı değil, yalnızca kendimizde olanı bilebiliriz. Daha sonraki çalışmalar, herhangi bir duyu sistemindeki uyarıların tek bir enerji kaynağı olan ATP temelinde ortaya çıktığını gösterdi.

Muller'in öğrencisi Helmholtz yarattı sembol teorisi Buna göre duyuları çevreleyen dünyanın sembolleri ve nesneleri olarak görüyordu. Semboller teorisi etrafımızdaki dünyayı bilme olasılığını reddediyordu.

Bu iki yöne fizyolojik idealizm adı verildi. Duygu nedir? Duygu, nesnel dünyanın öznel bir görüntüsüdür. Duyumlar dış dünyanın görüntüleridir. İçimizde bulunurlar ve nesnelerin duyularımız üzerindeki etkisi ile üretilirler. Her birimiz için bu görüntü öznel olacaktır, yani. gelişimimizin, deneyimimizin derecesine bağlıdır ve her insan çevredeki nesneleri ve olayları kendi yöntemiyle algılar. Objektif olacaklar, yani. bu onların bizim bilincimizden bağımsız olarak var oldukları anlamına gelir. Algıda öznellik olduğuna göre kimin en doğru algıladığına nasıl karar verilecek? Gerçek nerede olacak? Gerçeğin kriteri Pratik aktiviteler. Tutarlı öğrenme gerçekleşiyor. Her aşamada ortaya çıkıyor yeni bilgi. Çocuk oyuncakların tadına bakar ve onları parçalara ayırır. Bu derin deneyimlerden dünya hakkında daha derin bilgi ediniriz.

Reseptörlerin sınıflandırılması.

1. Birincil ve ikincil. Birincil reseptörler ilk duyusal nöron (Pacinian cisimciği, Meissner cisimciği, Merkel diski, Ruffini cisimciği) tarafından oluşturulan bir reseptör sonunu temsil eder. Bu nöron omurga ganglionu. İkincil reseptörler bilgiyi algılar. Daha sonra uyarımı sinir lifine ileten özel sinir hücreleri nedeniyle. Tat, işitme, denge organlarının hassas hücreleri.
2. Uzaktan ve iletişim. Bazı reseptörler uyarımı doğrudan temas (temas) yoluyla algılarken, diğerleri tahrişi belirli bir mesafeden (uzak) algılayabilir.
3. Ekteroseptörler, interoreseptörler. Dış alıcılar- tahrişi algılamak dış ortam- Görme, tat vb. ile çevreye uyumu sağlarlar. Interoreseptörler- iç organların reseptörleri. Vücudun iç organlarının ve iç ortamının durumunu yansıtırlar.
4. Somatik – yüzeysel ve derin. Yüzeysel - cilt, mukoza zarları. Derin - kasların, tendonların, eklemlerin reseptörleri
5. İçgüdüsel
6. CNS reseptörleri
7. Özel duyu reseptörleri: görsel, işitsel, vestibüler, koku alma, tat alma

Bilgi algısının doğası gereği

1. Mekanoreseptörler (deri, kaslar, tendonlar, eklemler, iç organlar)
2. Termoreseptörler (cilt, hipotalamus)
3. Kemoreseptörler (aortik ark, karotid sinüs, medulla oblongata, dil, burun, hipotalamus)
4. Fotoreseptörler (göz)
5. Ağrı (nosiseptif) reseptörleri (deri, iç organlar, mukozalar)

Reseptör uyarılma mekanizmaları

Birincil reseptörler durumunda, uyaranın etkisi duyu nöronunun sonu tarafından algılanır. Aktif bir uyaran, esas olarak sodyum geçirgenliğindeki değişikliklere bağlı olarak yüzey membran reseptörlerinin hiperpolarizasyonuna veya depolarizasyonuna neden olabilir. Sodyum iyonlarına geçirgenliğin artması, zarın depolarizasyonuna yol açar ve reseptör zarı üzerinde bir reseptör potansiyeli ortaya çıkar. Uyarıcı etkili olduğu sürece mevcuttur.

Reseptör potansiyeli“Ya hep ya hiç” yasasına uymaz; genliği uyarının gücüne bağlıdır. Refrakter periyodu yoktur. Bu, sonraki uyaranların etkisi sırasında reseptör potansiyellerinin toplanmasına olanak tanır. Neslinin tükenmesiyle melenno yayılır. Reseptör potansiyeli kritik bir eşiğe ulaştığında, en yakın Ranvier düğümünde bir aksiyon potansiyelinin ortaya çıkmasına neden olur. Ranvier düğümünde “Ya hep ya hiç” kanununa uyan bir aksiyon potansiyeli ortaya çıkar ve bu potansiyel yayılacaktır.

İkincil reseptörde, uyaranın etkisi reseptör hücresi tarafından algılanır. Bu hücrede bir reseptör potansiyeli ortaya çıkar, bunun sonucunda vericinin hücreden sinapsa salınması, hassas lifin postsinaptik membranına etki etmesi ve vericinin reseptörlerle etkileşimi oluşumuna yol açar. başka bir yerel potansiyel olarak adlandırılan jeneratör. Özellikleri reseptör olanlarla aynıdır. Genliği, salınan aracı miktarına göre belirlenir. Aracılar - asetilkolin, glutamat.

Aksiyon potansiyelleri periyodik olarak ortaya çıkar çünkü Membranın uyarılabilirliğini kaybettiği refrakter bir dönem ile karakterize edilirler. Aksiyon potansiyelleri ayrı ayrı ortaya çıkar ve duyusal sistemdeki reseptör, analogdan ayrıklığa dönüştürücü gibi çalışır. Reseptörlerde bir adaptasyon gözlenir - uyaranların etkisine adaptasyon. Hızlı adapte olanlar da var, yavaş adapte olanlar da. Adaptasyon sırasında reseptör potansiyelinin genliği ve hassas lif boyunca ilerleyen sinir uyarılarının sayısı azalır. Reseptörler bilgiyi kodlar. Bu, potansiyellerin sıklığı, dürtülerin ayrı yaylım ateşleri halinde gruplandırılması ve yaylım ateşleri arasındaki aralıklar ile mümkündür. Alıcı alandaki aktif reseptör sayısına göre kodlama mümkündür.

Tahriş eşiği ve eğlence eşiği.

Tahriş eşiği- Bir sansasyona neden olan uyaranın minimum gücü.

Eğlencenin eşiği- Yeni bir duyumun ortaya çıktığı uyarandaki minimum değişim kuvveti.

Tüyler 10 ila -11 metre (0,1 amstrom) kadar yer değiştirdiğinde tüy hücreleri uyarılır.

1934'te Weber, uyarının başlangıçtaki gücü ile duyunun yoğunluğu arasında bir ilişki kuran bir yasa formüle etti. Uyarıcının gücündeki değişimin sabit bir değer olduğunu gösterdi.

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

Fechner, duyunun tahrişin logaritmasıyla doğru orantılı olduğunu belirledi.

S=a*logR+b S-duyusu R-tahriş

A Derece I'de S=KI - tahrişin gücü, K ve A - sabitler

Dokunsal reseptörler için S=9,4*I d 0,52

Duyusal sistemlerde, reseptör duyarlılığının kendi kendini düzenlemesi için reseptörler vardır.

Sempatik sistemin etkisi - sempatik sistem Reseptörlerin uyaranların etkisine duyarlılığını arttırır. Bu, tehlike durumunda faydalıdır. Reseptörlerin uyarılabilirliğini arttırır - retiküler oluşum. Duyusal sinirlerde, reseptörlerin hassasiyetini değiştirebilen efferent lifler bulunmuştur. Bu tür sinir lifleri işitme organında bulunur.

Duyusal işitme sistemi

Modern bir karantinada yaşayan çoğu insanın işitme duyusu giderek azalıyor. Bu yaşla birlikte olur. Bu, çevresel seslerden (araçlar, diskotekler vb.) kaynaklanan kirlilik ile kolaylaştırılır. İşitme cihazındaki değişiklikler geri döndürülemez hale gelir. İnsan kulağında 2 duyu organı bulunur. İşitme ve denge. Ses dalgaları elastik ortamda sıkışma ve boşalma şeklinde yayılır ve sesin yoğun ortamda yayılması gazlara göre daha iyidir. Sesin 3'ü var önemli özellikler- perde veya frekans, güç veya yoğunluk ve tını. Sesin perdesi titreşim frekansına bağlıdır ve insan kulağı 16 ila 20.000 Hz arasındaki frekansları algılar. 1000 ila 4000 Hz arasında maksimum hassasiyetle.

Bir erkeğin gırtlak sesinin ana frekansı 100 Hz'dir. Kadınlar - 150 Hz. Konuşurken tıslama ve ıslık şeklinde ek yüksek frekanslı sesler ortaya çıkıyor, telefonda konuşurken kayboluyor ve bu da konuşmayı daha anlaşılır hale getiriyor.

Sesin gücü titreşimlerin genliğine göre belirlenir. Ses gücü dB cinsinden ifade edilir. Güç logaritmik bir ilişkidir. Fısıldayarak konuşma - 30 dB, normal konuşma - 60-70 dB. Taşıma sesi 80, uçak motorunun gürültüsü 160'dır. 120 dB'lik ses gücü rahatsızlığa, 140 dB ise acı hissine neden olur.

Tını, ses dalgalarındaki ikincil titreşimlerle belirlenir. Düzenli titreşimler müzikal sesler yaratır. Ve rastgele titreşimler basitçe gürültüye neden olur. Aynı nota farklı geliyor farklı enstrümanlarçeşitli ek dalgalanmalar nedeniyle.

İnsan kulağının 3 bileşeni vardır: dış, orta ve iç kulak. Dış kulak, ses toplama hunisi görevi gören kulak kepçesi ile temsil edilir. İnsan kulağı, kulaklarını kontrol edebilen tavşan ve atlara göre sesleri daha az mükemmel bir şekilde algılar. Kulak kepçesi, kulak memesi haricinde kıkırdaktan oluşur. Kıkırdak dokusu kulağa esneklik ve şekil verir. Kıkırdak hasar görmüşse büyüyerek onarılır. Dış kulak kanalı S şeklinde - içe, öne ve aşağıya, uzunluk 2,5 cm Kulak kanalı, dış kısmı düşük hassasiyetli ve iç kısmı yüksek hassasiyetli deri ile kaplıdır. Kulak kanalının dış kısmı, parçacıkların kulak kanalına girmesini engelleyen kıllar içerir. Kulak kanalındaki bezler, aynı zamanda kulak kanalını da koruyan sarı bir yağlayıcı üretir. Geçidin sonunda, dışı deriyle, içi ise mukoza ile kaplı lifli liflerden oluşan kulak zarı bulunur. Kulak zarı orta kulağı dış kulaktan ayırır. Algılanan sesin frekansıyla titreşir.

Orta kulak, hacmi yaklaşık 5-6 damla su olan timpanik boşluk ile temsil edilir ve kulak boşluğu içi suyla dolu, mukoza ile kaplı ve 3 işitsel kemikçik içerir: çekiç, örs ve üzengi.Orta kulak, östaki borusu aracılığıyla nazofarinks ile iletişim kurar. Dinlenme durumunda östaki borusunun lümeni kapalıdır ve bu da basıncı eşitler. Enflamatuar süreçler Bu tüpün iltihaplanmasına yol açarak tıkanıklık hissine neden olur. Orta kulak oval ve yuvarlak bir delik ile iç kulaktan ayrılır. Kulak zarının titreşimleri bir kaldıraç sistemi aracılığıyla üzengi kemikleri aracılığıyla iletilir. oval pencere Dış kulak ise sesleri hava yoluyla iletir.

Kulak zarı ile oval pencere alanında bir fark vardır (timpanik zarın alanı metrekare başına 70 mm ve oval pencerenin alanı metrekare başına 3,2 mm'dir). Titreşimler membrandan oval pencereye aktarıldığında genlik azalır ve titreşimlerin şiddeti 20-22 kat artar. 3000 Hz'e kadar olan frekanslarda E'nin %60'ı iletilir. İç kulak. Orta kulakta titreşimleri değiştiren 2 kas vardır: tensör timpani kası (kulak zarının orta kısmına ve çekiç sapına bağlıdır) - kasılma kuvveti arttıkça genlik azalır; üzengi kası - kasılmaları üzengi kemiğinin titreşimlerini sınırlar. Bu kaslar kulak zarının zarar görmesini önler. Havadan ses iletiminin yanı sıra, ayrıca kemik transferi ancak bu ses kuvveti kafatasının kemiklerinde titreşime neden olamaz.

İç kulak

İç kulak, birbirine bağlı tüpler ve uzantılardan oluşan bir labirenttir. Denge organı iç kulakta bulunur. Labirent var kemik tabanı ve içinde membranöz bir labirent var ve endolenf var. İşitsel kısım kokleayı içerir; merkezi eksen etrafında 2,5 devir oluşturur ve 3 skalaya ayrılır: vestibüler, timpanik ve membranöz. Vestibüler kanal oval pencerenin zarıyla başlar ve yuvarlak pencereyle biter. Kohleanın apeksinde bu 2 kanal helicocream kullanarak iletişim kurar. Ve bu kanalların her ikisi de perilenf ile doludur. Orta membranöz kanalda ses alıcı bir aparat vardır - Corti'nin organı. Ana membran tabandan (0,04 mm) başlayarak tepe noktasına (0,5 mm) kadar uzanan elastik liflerden yapılmıştır. Yukarıya doğru lif yoğunluğu 500 kat azalır. Corti organı baziler membran üzerinde bulunur. Destek hücrelerinin üzerinde yer alan 20-25 bin özel tüylü hücreden oluşur. Saç hücreleri 3-4 sıra halinde (dış sıra) ve tek sıra halinde (iç sıra) bulunur. Tüylü hücrelerin tepesinde stereosilyumların en büyüğü olan stereocilia veya kinocilia bulunur. Duyusal lifler saç hücrelerine yaklaşıyor 8 FCN çiftleri spiral gangliondan. Bu durumda izole edilen duyusal liflerin %90'ı iç tüylü hücrelere ulaşır. Bir iç saç hücresinde 10'a kadar lif birleşir. Ve kompozisyonda sinir lifleri Efferent olanlar da vardır (olivo-koklear paket). Spiral gangliondan gelen duyusal lifler üzerinde inhibitör sinapslar oluştururlar ve dış tüylü hücreleri innerve ederler. Corti organının tahrişi, kemikçik titreşimlerinin oval pencereye iletilmesiyle ilişkilidir. Düşük frekanslı titreşimler oval pencereden kokleanın tepe noktasına doğru yayılır (ana zarın tamamı dahil olur) Düşük frekanslarda, kokleanın tepesinde yer alan tüylü hücrelerin uyarılması gözlenir. Bekashi, kokleadaki dalgaların yayılımını inceledi. Frekans arttıkça daha küçük bir sıvı sütununun dahil olduğunu buldu. Yüksek frekanslı sesler sıvı sütununun tamamını kapsayamaz, dolayısıyla frekans ne kadar yüksek olursa perilenf o kadar az titreşir. Sesler membranöz kanaldan iletildiğinde ana membranın titreşimleri meydana gelebilir. Ana zar salındığında tüylü hücreler yukarıya doğru kayar, bu da depolarizasyona neden olur, aşağıya doğru ise tüyler içe doğru sapar ve bu da hücrelerin hiperpolarizasyonuna yol açar. Saç hücreleri depolarize olduğunda Ca kanalları açılır ve Ca, ses hakkında bilgi taşıyan bir aksiyon potansiyelini teşvik eder. Dış işitsel hücreler efferent innervasyona sahiptir ve uyarılmanın iletimi dış tüylü hücreler üzerindeki Ach'in yardımıyla gerçekleşir. Bu hücreler uzunluklarını değiştirebilir: hiperpolarizasyonla kısalır ve polarizasyonla uzarlar. Dış tüylü hücrelerin uzunluğunun değiştirilmesi salınım sürecini etkiler, bu da iç tüylü hücrelerin ses algısını geliştirir. Saç hücresi potansiyelindeki değişiklik, endo ve perilenfin iyonik bileşimi ile ilişkilidir. Perilenf beyin omurilik sıvısına benzerken, endolenf yüksek konsantrasyon K(150 mmol). Bu nedenle endolenf, perilenf için pozitif bir yük kazanır (+80mV). Saç hücreleri çok fazla K içerir; onlar sahip membran potansiyeli içi negatif, dışı pozitif yüklüdür (MP = -70 mV) ve potansiyel fark K'nın endolenften saç hücrelerine nüfuz etmesini mümkün kılar. Bir saçın konumu değiştirildiğinde 200-300 K kanal açılır ve depolarizasyon meydana gelir. Kapanmaya hiperpolarizasyon eşlik eder. Corti'de organ gider Ana zarın farklı bölümlerinin uyarılması nedeniyle frekans kodlaması. Aynı zamanda düşük frekanslı seslerin de sesle aynı sayıda sinir uyarısı tarafından kodlanabildiği gösterildi. Bu tür bir kodlama, 500Hz'e kadar ses algılandığında mümkündür. Ses bilgisinin kodlanması, daha yoğun bir seste ateşlenen liflerin sayısının artması ve etkinleşen sinir liflerinin sayısı nedeniyle elde edilir. Spiral ganglionun duyusal lifleri medulla oblongata'nın kokleasının dorsal ve ventral çekirdeklerinde sona erer. Bu çekirdeklerden sinyal hem kendi hem de karşı taraftaki zeytin çekirdeğine girer. Onun nöronlarından geliyor artan yollar kuadrigeminalin alt tüberküllerine ve optik tüberkülün medial genikülat gövdesine yaklaşan yanal halkanın bir parçası olarak. İkincisinden sinyal, üst temporal girusa (Heschl girusu) gider. Bu, 41 ve 42 numaralı alanlara (birincil bölge) ve 22 numaralı alana (ikincil bölge) karşılık gelir. Merkezi sinir sisteminde nöronların topotonik bir organizasyonu vardır, yani sesler algılanır. farklı frekanslar ve farklı yoğunluklar. Kortikal merkez algı, ses sıralaması ve mekansal lokalizasyon üzerinde etkileri vardır. Alan 22 hasar görürse kelimelerin tanımı bozulur (alıcı karşıtlık).

Üstün zeytinin çekirdekleri orta ve yan kısımlara ayrılır. Ve yan çekirdekler, her iki kulağa gelen seslerin eşit olmayan yoğunluğunu belirler. Üstün zeytinin medial çekirdeği girdideki zamansal farklılıkları tespit eder ses sinyalleri. Her iki kulaktan gelen sinyallerin aynı algı nöronunun farklı dendritik sistemlerine girdiği keşfedildi. İhlal işitsel algı tahriş olduğunda kulak çınlaması şeklinde ortaya çıkabilir İç kulak veya işitme siniri ve iki tür sağırlık: iletken ve sinirsel. Birincisi dış ve orta kulak lezyonları (serum tıkacı) ile ilişkilidir, ikincisi ise iç kulak kusurları ve işitme siniri lezyonları ile ilişkilidir. Yaşlı insanlar yüksek frekanslı sesleri algılama yeteneğini kaybederler. İki kulak sayesinde sesin mekansal lokalizasyonunu belirlemek mümkündür. Bu, sesin orta konumdan 3 derece sapması durumunda mümkündür. Sesleri algılarken retiküler oluşum ve efferent lifler nedeniyle (dış tüylü hücreleri etkileyerek) adaptasyon gelişebilir.

Görsel sistem.

Görme, bir görüntünün gözün retinasına yansıtılmasıyla başlayan, daha sonra fotoreseptörlerin uyarılması, sinir katmanlarında iletim ve dönüşümün gerçekleştiği çok bağlantılı bir süreçtir. görsel sistem ve görsel imajla ilgili kararın üst kortikal kısımlar tarafından benimsenmesiyle sona erer.

Gözün optik aparatının yapısı ve fonksiyonları. Göz, gözü döndürmek için önemli olan küresel bir şekle sahiptir. Işık, diyoptri cinsinden ifade edilen belirli kırılma güçlerine sahip olan kornea, lens ve vitreus gövdesi gibi birkaç şeffaf ortamdan geçer. Diyoptri, odak uzaklığı 100 cm olan bir merceğin kırma gücüne eşittir.Uzaktaki nesneleri görüntülerken gözün kırma gücü 59D, yakın nesneleri 70.5D'dir. Retinada daha küçük, ters bir görüntü oluşur.

Konaklama- gözün farklı mesafelerdeki nesneleri net bir şekilde görmeye uyarlanması. Lens konaklamada önemli bir rol oynar. Yakın nesnelere bakarken siliyer kaslar kasılır, Zinn bağları gevşer ve elastikiyeti nedeniyle mercek daha dışbükey hale gelir. Uzaktakilere bakıldığında kaslar gevşer, bağlar gerilir ve merceği gererek daha düzleşmesini sağlar. Siliyer kaslar, okülomotor sinirin parasempatik lifleri tarafından innerve edilir. Normalde net görüşe en uzak nokta sonsuzlukta, en yakın nokta ise gözden 10 cm uzaktadır. Lens yaşla birlikte elastikiyetini kaybeder, bu nedenle net görüşe en yakın nokta uzaklaşır ve bunak yakın görüşlülük gelişir.

Gözün kırma kusurları.

Miyopi (miyopi). Gözün uzunlamasına ekseni çok uzunsa veya merceğin kırma gücü artarsa ​​görüntü retinanın önünde odaklanır. Kişi uzağı görmekte zorluk çeker. İçbükey mercekli gözlükler reçete edilir.

Uzak görüşlülük (hipermetropi). Gözün kırma ortamı azaldığında veya gözün uzunlamasına ekseni kısaldığında gelişir. Bunun sonucunda görüntü retinanın arkasına odaklanır ve kişi yakındaki nesneleri görmekte zorluk çeker. Dışbükey mercekli gözlükler reçete edilir.

Astigmatizm, korneanın tam olarak küresel olmayan yüzeyi nedeniyle ışınların farklı yönlerde eşit olmayan şekilde kırılmasıdır. Silindire yaklaşan bir yüzeye sahip camlarla telafi edilirler.

Öğrenci ve gözbebeği refleksi. Gözbebeği, irisin ortasında, ışık ışınlarının göze girdiği deliktir. Gözbebeği, retinadaki görüntünün netliğini iyileştirir, gözün alan derinliğini arttırır ve küresel sapma. Gözünüzü ışıktan kapatıp açarsanız, gözbebeği refleksi olarak gözbebeği hızla daralır. Parlak ışıkta boyut 1,8 mm, orta ışıkta - 2,4, karanlıkta - 7,5'tir. Büyütme, görüntü kalitesinin düşmesine neden olur ancak hassasiyeti artırır. Refleksin uyarlanabilir önemi vardır. Gözbebeği sempatik tarafından genişler ve parasempatik tarafından daraltılır. sen sağlıklı boyutlar her iki öğrenci de aynıdır.

Retinanın yapısı ve fonksiyonları. Retina, gözün ışığa duyarlı iç tabakasıdır. Katmanlar:

Pigmentli - siyah renkli bir dizi dallanmış epitel hücresi. Fonksiyonları: tarama (ışığın saçılmasını ve yansımasını önler, netliği arttırır), görsel pigmentin yenilenmesi, çubuk ve koni parçalarının fagositozu, fotoreseptörlerin beslenmesi. Reseptörler ile pigment tabakası arasındaki temas zayıf olduğundan retina dekolmanı burada meydana gelir.

Fotoreseptörler. Şişeler sorumludur renkli görüş 6-7 milyon tane var, alacakaranlık çubukları, 110-123 milyon tane var, düzensiz yerleştirilmişler. İÇİNDE fovea- burada sadece şişeler - en yüksek görme keskinliği. Çubuklar şişelerden daha hassastır.

Fotoreseptör yapısı. Dış alıcı kısımdan oluşur - görsel pigmentli dış kısım; bağlantı ayağı; Presinaptik biten nükleer kısım. Dış kısım, çift membranlı bir yapı olan disklerden oluşur. Dış segmentler sürekli güncellenmektedir. Presinaptik terminal glutamat içerir.

Görsel pigmentler.Çubuklar, 500 nm civarında emilimi olan rodopsin içerir. Şişelerde - 420 nm (mavi), 531 nm (yeşil), 558 (kırmızı) emilimli iyodopsin. Molekül, opsin proteini ve kromofor kısmı olan retinalden oluşur. Yalnızca cis izomeri ışığı algılar.

Fotoresepsiyonun fizyolojisi. Bir miktar ışık emildiğinde cis-retinal, trans-retinale dönüşür. Bu, pigmentin protein kısmında mekansal değişikliklere neden olur. Pigmentin rengi bozulur ve membrana yakın protein transdusini ile etkileşime girebilen metarodopsin II haline gelir. Transducin aktive edilir ve GTP'ye bağlanarak fosfodiesterazı aktive eder. PDE cGMP'yi parçalar. Sonuç olarak cGMP konsantrasyonu düşer, bu da iyon kanallarının kapanmasına yol açarken, sodyum konsantrasyonu azalarak hiperpolarizasyona ve hücre boyunca presinaptik terminale kadar yayılan ve sinyalde azalmaya neden olan bir reseptör potansiyelinin ortaya çıkmasına neden olur. glutamat salınımı.

Reseptörün orijinal karanlık durumunun restorasyonu. Metahodopsin, transducin ile etkileşime girme yeteneğini kaybettiğinde, cGMP'yi sentezleyen guanilat siklaz aktive olur. Guanilat siklaz, değişim proteini tarafından hücreden salınan kalsiyum konsantrasyonunun düşmesiyle aktive edilir. Sonuç olarak, cGMP konsantrasyonu artar ve iyon kanalına tekrar bağlanarak onu açar. Açıldığında, sodyum ve kalsiyum hücreye girerek reseptör zarını depolarize eder, onu karanlık bir duruma aktarır ve bu da vericinin salınımını tekrar hızlandırır.

Retina nöronları.

Fotoreseptörler bipolar nöronlarla sinaps yapar. Işık vericiye etki ettiğinde vericinin salınımı azalır ve bu da bipolar nöronun hiperpolarizasyonuna yol açar. Bipolardan sinyal gangliona iletilir. Birçok fotoreseptörden gelen uyarılar tek bir ganglion nöronunda birleşir. Komşu retinal nöronların etkileşimi, sinyalleri reseptörler ile bipolar (yatay) ve bipolar ile ganglion (amakrin) arasındaki sinaptik iletimi değiştiren yatay ve amakrin hücreler tarafından sağlanır. Amacrine hücreleri komşu ganglion hücreleri arasında lateral inhibisyon uygular. Sistem aynı zamanda bipolar ve ganglion hücreleri arasındaki sinapslara etki ederek aralarındaki uyarımı düzenleyen efferent lifler de içerir.

Sinir yolları.

1. nöron bipolardır.

2. ganglionik. Süreçleri bir parçası optik sinir, kısmi bir çaprazlama yapın (her yarıküreye her gözden bilgi sağlamak için gereklidir) ve optik yolun bir parçası olarak beyne giderek talamusun yan genikulat gövdesinde (3. nöron) sona erer. Talamustan korteksin projeksiyon bölgesine, alan 17'ye. İşte 4. nöron.

Görsel işlevler.

Mutlak hassasiyet. Görsel bir duyumun oluşması için ışık uyarısının minimum (eşik) enerjiye sahip olması gerekir. Çubuk bir kuantum ışıkla harekete geçirilebilir. Çubuklar ve şişeler uyarılabilirlik açısından çok az farklılık gösterir, ancak bir ganglion hücresine sinyal gönderen reseptörlerin sayısı merkezde ve çevrede farklıdır.

Görsel uyum.

Görsel duyu sisteminin parlak aydınlatma koşullarına uyarlanması - ışık adaptasyonu. Bunun tersi fenomen ise karanlık adaptasyon. Karanlıkta artan hassasiyet, görsel pigmentlerin karanlık restorasyonuna bağlı olarak kademeli olarak gerçekleşir. İlk olarak şişelerdeki iyodopsin geri yüklenir. Bunun hassasiyet üzerinde çok az etkisi vardır. Daha sonra çubuk rodopsin geri yüklenir ve bu da hassasiyeti büyük ölçüde artırır. Adaptasyon için retina elemanları arasındaki bağlantıların değiştirilmesi süreçleri de önemlidir: yatay inhibisyonun zayıflaması, hücre sayısında artışa yol açması, ganglion nöronuna sinyal göndermesi. Merkezi sinir sisteminin etkisi de rol oynar. Bir gözün aydınlanması diğerinin duyarlılığını azaltır.

Diferansiyel görsel hassasiyet. Weber yasasına göre kişi %1-1,5 daha güçlüyse aydınlatmadaki farkı ayırt edecektir.

Parlaklık Kontrastı Görme nöronlarının karşılıklı yanal inhibisyonu nedeniyle oluşur. Açık bir arka plan üzerindeki gri şerit, koyu bir arka plan üzerindeki griden daha koyu görünür, çünkü açık bir arka plan tarafından uyarılan hücreler, gri bir şerit tarafından uyarılan hücreleri inhibe eder.

Işığın kör edici parlaklığı. Çok parlak ışık neden olur hoş olmayan duygu körlük. Üst sınır Parlama gözün adaptasyonuna bağlıdır. Karanlığa adaptasyon ne kadar uzun olursa parlaklık da o kadar az körlüğe neden olur.

Görme eylemsizliği. Görme hissi hemen ortaya çıkmaz ve kaybolur. Tahrişten algılamaya geçiş 0,03-0,1 saniye sürer. Birbiri ardına hızla gelen tahrişler tek bir duyuma dönüşür. Füzyonun meydana geldiği ışık uyaranlarının minimum frekansı bireysel duyumlar, kritik kırpışma füzyon frekansı olarak adlandırılır. Film bunun üzerine kurulu. Tahrişin sona ermesinden sonra da devam eden duyumlar - ardışık görüntüler (kapatıldıktan sonra karanlıkta bir lambanın görüntüsü).

Renkli görüş.

Mordan (400 nm) kırmızıya (700 nm) kadar tüm görünür spektrum.

Teoriler. Helmholtz'un üç bileşenli teorisi. Renk hissi, spektrumun bir kısmına (kırmızı, yeşil veya mavi) duyarlı üç tip ampul tarafından sağlanır.

Hering'in teorisi. Şişeler beyaz-siyah, kırmızı-yeşil ve sarı-mavi radyasyona duyarlı maddeler içerir.

Tutarlı renkli görüntüler. Boyalı bir nesneye bakarsanız ve sonra Beyaz arkaplan, ardından arka plan ek bir renk kazanacaktır. Sebebi renk uyumudur.

Renk körlüğü. Renk körlüğü, renkleri ayırt etmenin imkansız olduğu bir hastalıktır. Protanopi kırmızı rengi ayırt etmez. Döteranopi ile - yeşil. Tritanopi için - mavi. Çok renkli tablolar kullanılarak teşhis edilir.

Renk algısının tamamen kaybı, her şeyin gri tonlarında görüldüğü akromazidir.

Uzay algısı.

Görüş keskinliği- gözün nesnelerin bireysel ayrıntılarını ayırt etme yeteneğinin maksimum olması. Normal bir göz, 1 dakikalık açıyla görülen iki noktayı ayırt eder. Makula bölgesinde maksimum keskinlik. Özel tablolarla belirlenir.

Ses dalgaları- bunlar ortamın mekanik titreşimleridir farklı frekanslar ve genlikler. Bu titreşimleri perdesi ve şiddeti farklı olan sesler olarak algılarız.

İşitme analizörümüz 16 Hz ila 20.000 Hz frekans aralığındaki ses titreşimlerini algılama kapasitesine sahiptir. Örnek Düşük ses(125 Hz) buzdolabının uğultusu, yüksek ses (5000 Hz) ise sivrisineğin gıcırtısıdır. 16 Hz'in altındaki (infrasound) ve 20.000 Hz'nin üzerindeki (ultrason) frekanslar ses duyusu yaşamamıza neden olmaz. Ancak hem infrasound hem de ultrason vücudumuzu etkiler. Ses dalgalarının şiddetini seslerin şiddeti olarak algılarız. Ölçü birimleri bel (desibel)'dir: Sessiz bir fısıltı ses seviyesi 10 desibel, yüksek sesli bir çığlık 80 - 90 desibel ve 130 desibel ses neden olur şiddetli acı kulaklarda.

Hava boşluğu kulak zarında bulunur - orta kulak. Kullanılarak bağlanır östaki borusu farenks ile ve onun içinden - ağız boşluğu ile. Bu kanallar dış ortamı orta kulağa bağlar ve orta kulağı yaralanmalardan koruyan bir güvenlik ağı görevi görür. Östaki borusunun girişi genellikle kapalıdır, yalnızca yutkunma sırasında açılır. Orta kulak, ses dalgalarının etkisi nedeniyle aşırı basınçla karşılaşırsa, ağzınızı açın ve bir yudum alın: orta kulaktaki basınç, atmosfer basıncına eşit olacaktır.

Orta kulak, kulak zarından iç kulağa iletilen ses dalgalarının genliğini değiştirebilen bir amplifikatördür. Bu nasıl oluyor? Kulak zarından birbirine hareketli bir şekilde bağlanan küçük kemiklerden oluşan bir zincir uzanır: çekiç, örs ve üzengi. Çekiç sapı kulak zarına tutturulur ve üzengi başka bir zar üzerinde durur. Oval pencere adı verilen açıklığın bu zarı, orta ve iç kulak arasındaki sınırdır.

Kulak zarı titreşimleri harekete neden olmak işitme kemikçikleri oval pencerenin zarını iter ve titreşmeye başlar. Bu zarın alanı kulak zarından çok daha küçüktür ve bu nedenle daha büyük bir genlikle titreşir. Oval pencere zarının artan titreşimleri iç kulağa iletilir.

İç kulak derinlerde bulunur Şakak kemiği kafatasları İşitsel analizörün reseptör aparatı burada, koklea adı verilen özel bir cihazda bulunur. Koklea, iki uzunlamasına membran içeren kemikli bir kanaldır. Alt (bazal) membran yoğun bağ dokusundan, üst membran ise ince tek katmanlı dokudan oluşur. Membranlar koklear kanalı üç bölüme ayırır: üst, orta ve alt kanallar. Buklelerin üst kısmındaki alt ve üst kanallar birbiriyle birleştirilmiş olup, ortadaki kapalı boşluktur. Kanallar sıvılarla doludur: alt ve üst olanlar perilenf ile doldurulur, ortadaki ise perilenf için viskoz olan endolenf ile doldurulur. Üst kanal oval pencereden başlar ve alttaki kanal oval pencerenin altında bulunan yuvarlak bir pencereyle biter. Oval pencerenin zarının titreşimleri perilenf'e iletilir ve içinde dalgalar ortaya çıkar. Üst ve alt kanallardan geçerek yuvarlak pencerenin zarına ulaşırlar.

İşitsel analizörün reseptör aparatının yapısı

Perilenfteki dalga hareketlerinin sonuçları nelerdir? Bunu bulmak için işitsel analizörün alıcı aparatının yapısını ele alalım. Tüm uzunluğu boyunca orta kanalın taban zarında, reseptörleri ve destek hücrelerini içeren bir aparat olan cortoi organı bulunur. Her reseptör hücresinde 70'e kadar büyüme - saç bulunur. Saç hücrelerinin üzerinde örtücü bir zar bulunur ve saçlarla temas halindedir. Corti organı, her biri belirli bir frekanstaki dalgaların algılanmasından sorumlu olan bölümlere ayrılmıştır.

Sarmal kanallarda bulunan sıvı, ses titreşimlerinin enerjisini korti organının bütünlük zarına taşıyan bir iletim bağlantısıdır. Dalga üst kanaldaki perilenf boyunca hareket ettiğinde, bununla orta kanal arasındaki ince zar bükülür, endolenf üzerinde etki eder ve integumenter membranı tüylü hücrelerin içine doğru bastırır. Mekanik etkiye (tüylere baskı) yanıt olarak, reseptörlerde duyusal nöronların dendritlerine ilettikleri sinyaller oluşur. İşitme sinirinde birleşen aksonlar boyunca sinir uyarıları bu nöronlarda ortaya çıkar. merkez departmanı ses analizörü. Algıladığımız sesin perdesi, sinyalin Corti organının hangi kısmından geldiğine göre belirlenir.

İşitsel analizörün orta bölümü

Sinir uyarıları duyusal nöronlar işitsel sinirler beyin sapının çok sayıda çekirdeğine girer; burada birincil işlem sinyaller daha sonra talamusa ve oradan da korteksin temporal bölgesine (işitsel bölge) gönderilir. Burada korteksin ilişkisel bölgelerinin katılımıyla işitsel uyaranların tanınması gerçekleşir ve ses duyumları yaşarız. Sinyal işlemenin tüm seviyelerinde, sol ve sağ kulakların merkezi yapılarına ait olan simetrik olarak yerleştirilmiş çekirdekler arasında sürekli bilgi alışverişinin gerçekleştiği öncü yollar vardır.

İşitme, öncelikle konuşma algısıyla ilişkili olan insan yaşamında önemlidir. Bir kişi tüm ses sinyallerini duymaz, yalnızca kendisi için biyolojik ve sosyal öneme sahip olanları duyar. Ses, temel özellikleri frekans ve genlik olan dalgaları yaydığından, işitme aynı parametrelerle karakterize edilir. Frekans subjektif olarak bir sesin tonalitesi, genlik ise yoğunluğu ve hacmi olarak algılanır. İnsan kulağı, frekansı 20 Hz ile 20.000 Hz arasında ve şiddeti 140 dB'e (ağrı eşiği) kadar olan sesleri algılayabilmektedir. En hassas işitme 1–2 bin Hz aralığındadır; Konuşma sinyalleri alanında.

İşitsel analizörün çevresel bölümü - işitme organı dış, orta ve iç kulaktan oluşur (Şekil 4).

Pirinç. 4. İnsan kulağı: 1 – kulak kepçesi; 2 – dış işitsel kanal; 3 – kulak zarı; 4 – Östaki borusu; 5 – çekiç; 6 – örs; 7 – üzengi; 8 – oval pencere; 9 – salyangoz.

Dış kulak kulak kepçesini ve dış işitsel kanalı içerir. Bu yapılar bir korna görevi görerek ses titreşimlerini belirli bir yönde yoğunlaştırır. Kulak kepçesi ayrıca sesin lokalizasyonunun belirlenmesinde de rol oynar.

Orta kulak kulak zarı ve işitme kemikçiklerini içerir.

Dış kulağı orta kulaktan ayıran kulak zarı, farklı yönlere uzanan liflerden örülmüş 0,1 mm kalınlığında bir septumdur. Şekli içe doğru yönlendirilmiş bir huniyi andırıyor. Ses titreşimleri dış işitsel kanaldan geçtiğinde kulak zarı titremeye başlar. Kulak zarının titreşimleri, ses dalgasının parametrelerine bağlıdır: Sesin frekansı ve hacmi ne kadar yüksek olursa, kulak zarı titreşimlerinin frekansı ve genliği de o kadar yüksek olur.

Bu titreşimler işitsel kemikçiklere (çekiç, örs ve üzengi) iletilir. Üzengilerin yüzeyi oval pencerenin zarına bitişiktir. İşitme kemikçikleri kendi aralarında, kulak zarından iletilen titreşimleri güçlendiren bir kaldıraç sistemi oluşturur. Üzengi yüzeyinin kulak zarına oranı 1:22'dir, bu da ses dalgalarının oval pencere zarı üzerindeki basıncını aynı miktarda artırır. Bu durum çok önemlidir, çünkü kulak zarına etki eden zayıf ses dalgaları bile oval pencere zarının direncini aşabilir ve kokleadaki sıvı sütununu harekete geçirebilir. Böylece iç kulağa iletilen titreşim enerjisi yaklaşık 20 kat artar. Ancak çok yüksek seslerde aynı kemik sistemi, özel kasların yardımıyla titreşimlerin iletimini zayıflatır.

Orta kulağı iç kulaktan ayıran duvarda oval pencerenin yanı sıra yine zarla kaplı yuvarlak bir pencere daha bulunmaktadır. Oval pencerede ortaya çıkan ve koklea geçitleri boyunca geçen kokleadaki sıvı salınımları, sönümlenmeden yuvarlak pencereye ulaşır. Eğer bu membranlı pencere olmasaydı, sıvının sıkıştırılamaması nedeniyle titreşimleri mümkün olmazdı.

Orta kulak boşluğu dış ortamla iletişim kurar. östaki borusu boşlukta atmosferik basınca yakın sabit basıncın korunmasını sağlar, bu da en fazlasını yaratır uygun koşullar kulak zarının titreşimi için.

İç kulak(labirent) işitsel ve vestibüler reseptör aparatını içerir. İç kulağın işitsel kısmı - koklea - spiral olarak bükülmüş, yavaş yavaş genişleyen bir kemik kanalıdır (insanlarda 2,5 dönüş, vuruş uzunluğu yaklaşık 35 mm) (Şekil 5).

Tüm uzunluğu boyunca kemik kanalı iki zarla bölünmüştür: daha ince bir vestibüler (Reissner) zar ve daha yoğun ve elastik bir ana (baziler, bazal) zar. Kohleanın üst kısmında bu zarların her ikisi de birbirine bağlıdır ve içlerinde bir açıklık vardır - helikotrema. Vestibüler ve baziller membranlar kemik kanalını sıvı dolu üç geçide veya merdivene böler.

Kokleanın üst kanalı veya skala vestibüler, oval pencereden kaynaklanır ve kokleanın tepesine kadar devam eder, burada helikotrema yoluyla kokleanın alt kanalı olan skala timpani ile iletişim kurar. yuvarlak pencere. Üst ve alt kanallar, bileşim olarak beyin omurilik sıvısına benzeyen perilenf ile doldurulur. Orta membranöz kanal (skala koklea) diğer kanalların boşluklarıyla iletişim kurmaz ve endolenf ile doldurulur. Skala kokleadaki baziler (ana) membran üzerinde kokleanın reseptör aparatı bulunur - Corti organı saç hücrelerinden oluşur. Saç hücrelerinin üstünde tektoryal bir membran bulunur. Ses titreşimleri işitsel kemikçikler sistemi aracılığıyla kokleaya iletildiğinde, koklea sıvıyı ve buna bağlı olarak saç hücrelerinin bulunduğu zarı titreştirir. Tüyler tektoryal membrana temas eder ve deforme olur, bu da reseptörlerin uyarılmasının ve reseptör potansiyelinin oluşmasının doğrudan nedenidir. Reseptör potansiyeli, sinapsta bir aracı olan asetilkolinin salınmasına neden olur ve bu da işitsel sinir liflerinde aksiyon potansiyellerinin oluşmasına yol açar. Bu uyarı daha sonra kokleanın spiral ganglionunun sinir hücrelerine ve oradan da medulla oblongata'nın işitsel merkezine - koklear çekirdeklere iletilir. Koklear çekirdeklerin nöronlarını açtıktan sonra, impulslar bir sonraki hücre kümesine - üstün olivary pontin kompleksinin çekirdeklerine - ulaşır. Koklear çekirdeklerden ve superior zeytin kompleksinin çekirdeklerinden gelen tüm afferent yollar, orta beynin işitsel merkezi olan posterior kollikulus veya alt kollikulusta sona erer. Buradan sinir uyarıları, hücre süreçleri işitsel kortekse yönlendirilen talamusun genikulat gövdesine girer. İşitsel korteks, temporal lobun üst kısmında bulunur ve 41 ve 42 numaralı alanları içerir (Brodmann'a göre).

Yükselen (afferent) işitsel yola ek olarak, duyusal akışı düzenlemek için tasarlanmış inen bir merkezkaç veya eferent yol da vardır.

.İşitsel bilgilerin işlenmesinin ilkeleri ve psikoakustiğin temelleri

Sesin ana parametreleri, yoğunluğu (veya ses basınç seviyesi), frekansı, süresi ve ses kaynağının mekansal lokalizasyonudur. Bu parametrelerin her birinin algılanmasının altında hangi mekanizmalar yatıyor?

Ses yoğunluğu reseptör seviyesinde, reseptör potansiyelinin genliği ile kodlanır: ses ne kadar yüksek olursa, genlik de o kadar büyük olur. Fakat burada görsel sistemde olduğu gibi doğrusal değil logaritmik bir bağımlılık söz konusudur. Görme sisteminden farklı olarak, işitsel sistem ayrıca başka bir yöntem kullanır; uyarılmış reseptörlerin sayısına göre kodlama (farklı saç hücrelerindeki farklı eşik seviyeleri nedeniyle).

İşitme sisteminin orta kısımlarında, artan yoğunlukla birlikte, kural olarak sinir uyarılarının sıklığı da artar. Bununla birlikte, merkezi nöronlar için en önemlisi, mutlak yoğunluk düzeyi değil, zaman içindeki değişiminin doğasıdır (genlik-zamansal modülasyon).

Ses titreşimlerinin frekansı. Bazal membrandaki reseptörler kesin olarak tanımlanmış bir sırayla yerleştirilmiştir: kokleanın oval penceresine daha yakın olan kısımda, reseptörler yüksek frekanslara yanıt verir ve membranda kokleanın tepesine daha yakın bulunanlar düşük frekanslara yanıt verir. frekanslar. Böylece sesin frekansı, reseptörün bazal membran üzerindeki konumuna göre kodlanır. Bu kodlama yöntemi aynı zamanda üstteki yapılarda da korunur, çünkü bunlar bazal membranın bir tür "haritasıdır" ve buradaki sinir elemanlarının göreceli konumu, bazal membrandakine tam olarak karşılık gelir. Bu prensibe topikal denir. Aynı zamanda, duyusal sistemin yüksek seviyelerinde, nöronların artık saf bir tona (frekansa) değil, zaman içindeki değişime, yani; kural olarak şu veya bu biyolojik öneme sahip olan daha karmaşık sinyallere.

Ses süresi Uyarının tüm süresi boyunca uyarılma kapasitesine sahip olan tonik nöronların deşarj süresi ile kodlanır.

Uzamsal ses yerelleştirmesiöncelikle iki farklı mekanizma aracılığıyla elde edilir. Aktivasyonları sesin frekansına veya dalga boyuna bağlıdır. Düşük frekanslı sinyallerde (yaklaşık 1,5 kHz'e kadar), dalga boyu, insanlarda ortalama 21 cm olan kulaklar arası mesafeden daha azdır.Bu durumda, ses dalgasının varış zamanının farklı olması nedeniyle kaynak lokalize edilir. Azimut'a bağlı olarak her kulakta. 3 kHz'den büyük frekanslarda dalga boyu açıkça kulaklar arası mesafeden daha azdır. Bu tür dalgalar başın etrafından dolaşamaz, çevredeki nesnelerden ve baştan tekrar tekrar yansıtılarak ses titreşimlerinin enerjisini kaybederler. Bu durumda, lokalizasyon esas olarak yoğunluktaki kulaklararası farklılıklar nedeniyle gerçekleştirilir. 1,5 Hz ila 3 kHz frekans aralığında geçici lokalizasyon mekanizması yoğunluk tahmin mekanizmasına dönüşmekte ve geçiş bölgesi ses kaynağının lokasyonunun belirlenmesi açısından elverişsiz hale gelmektedir.

Bir ses kaynağının yerini belirlerken mesafesini değerlendirmek önemlidir. Sinyal yoğunluğu bu sorunun çözümünde önemli bir rol oynar: Gözlemciye olan mesafe ne kadar büyük olursa algılanan yoğunluk o kadar düşük olur. Büyük mesafelerde (15 m'den fazla), bize ulaşan sesin spektral bileşimini hesaba katarız: yüksek frekanslı sesler daha hızlı bozulur, yani. Daha kısa bir mesafe “koşun”; düşük frekanslı sesler ise tam tersine daha yavaş zayıflar ve daha uzağa yayılır. Bu nedenle uzak bir kaynaktan gelen sesler bize daha alçak gelir. Mesafenin değerlendirilmesini önemli ölçüde kolaylaştıran faktörlerden biri, ses sinyalinin yansıtıcı yüzeylerden yankılanmasıdır; Yansıyan sesin algılanması.

İşitme sistemi yalnızca sabit bir ses kaynağının yerini değil aynı zamanda hareketli bir ses kaynağının yerini de belirleyebilir. Bir ses kaynağının lokalizasyonunu değerlendirmenin fizyolojik temeli, üst olivary kompleks, dorsal kollikulus, iç genikulat gövde ve işitsel kortekste yer alan hareket detektörü nöronları olarak adlandırılan nöronların aktivitesidir. Ancak burada başrol üstteki zeytin ağaçlarına ve arkadaki tepelere aittir.

Öz kontrol için sorular ve görevler

1. İşitme organının yapısını düşünün. Dış kulağın görevlerini açıklayınız.

2. Rol nedir Ses titreşimlerinin iletiminde orta kulak?

3. Kokleanın ve Corti organının yapısını düşünün.

4. İşitsel reseptörler nelerdir ve bunların uyarılmasının doğrudan nedeni nedir?

5. Ses titreşimleri nasıl sinir uyarılarına dönüştürülür?

6. İşitsel analizörün merkezi bölümlerini tanımlayın.

7. Ses yoğunluğunu kodlamaya yönelik mekanizmaları açıklayın. farklı seviyeler işitme sistemi?

8. Ses frekansı nasıl kodlanır?

9. Sesin mekansal lokalizasyonunun hangi mekanizmalarını biliyorsunuz?

10. İnsan kulağı sesleri hangi frekans aralığında algılar? İnsanlardaki en düşük yoğunluk eşikleri neden 1-2 kHz civarındadır?

Konuşma sinyalleri de dahil olmak üzere dış ortamdan gelen ses sinyalleri (ses radyasyonu) (esas olarak farklı frekans ve güçteki hava titreşimleri). Bu özellik kullanılarak uygulanır - temel bileşen zorlu bir evrim yolundan geçmiş olan.

İşitsel duyu sistemi aşağıdaki bölümlerden oluşur:

• dış, orta ve iç kulaktan oluşan karmaşık, özel bir organ olan çevresel bölüm;
• iletim bölümü - kokleanın spiral ganglionunda bulunan iletim bölümünün ilk nöronu, iç kulağın reseptörlerinden alır, buradan bilgi lifleri boyunca, yani işitsel sinir boyunca akar (8 çift kraniyal sinirde bulunur) sinirler) medulla oblongata'daki ikinci nörona ve geçtikten sonra, liflerin bir kısmı arka kollikulustaki üçüncü nörona ve bir kısmı çekirdeklere - iç genikülat gövdeye gider;
• kortikal bölüm - birincil (projektif) işitsel alanda ve kortikal alanda bulunan ve duyunun ortaya çıkmasını sağlayan dördüncü nöron tarafından temsil edilir ve ses bilgisinin daha karmaşık işlenmesi, sorumlu olan yakındaki ikincil işitsel alanda meydana gelir. bilginin algılanması ve tanınması. Alınan bilgi, diğer bilgi formlarıyla bütünleştiği alt parietal bölgenin üçüncül alanına girer.

İşitme, 16 ila 20.000 Hz frekansındaki havanın dönüşümlü sıkışması ve seyrekleşmesinden oluşan ses dalgalarını algılayabilen ve ayırt edebilen bir insan duyu organıdır. 1 Hz (hertz) frekansı 1 saniyede 1 salınıma eşittir). İnsan işitme organı, infrasound'ları (frekans 20 Hz'den az) ve ultrasonları (frekans 20.000 Hz'den fazla) algılama yeteneğine sahip değildir.

İnsan işitsel analizörü üç bölümden oluşur:

İç kulakta bulunan reseptör aparatı;

Sinir yolları (sekizinci kranyal sinir çifti);

Serebral korteksin temporal loblarında bulunan işitme merkezi.

İşitsel reseptörler (fonoreseptörler veya Corti organı), temporal kemiğin piramidinde bulunan iç kulağın kokleasında bulunur. Ses titreşimleri, işitsel alıcılara ulaşmadan önce, işitme organı olan kulaktaki ses ileten ve sesi yükselten cihazlardan oluşan bir sistemden geçer.

Kulak da 3 bölümden oluşur: harici, .

Dış kulak, sesleri yakalamaya yarar ve kulak kepçesi ile dış işitsel kanaldan oluşur. Kulak kepçesi elastik kıkırdaktan oluşur, dışı deriyle kaplıdır ve alt kısmında içi yağ dokusuyla dolu olan ve lob adı verilen bir kıvrımla tamamlanır.

Dış işitsel kanal 2,5 cm uzunluğa kadar olup, ince tüylü deri ile kaplıdır ve modifiye edilmiştir. ter bezleri yağ hücrelerinden oluşan kulak kiri üreten ve kulak boşluğunu toz ve sudan koruma işlevini yerine getiren. Dış işitsel kanal, ses dalgalarını alabilen kulak zarı ile biter.

timpanik boşluk ve işitsel (Östaki) tüpten oluşur. Dış ve orta kulak arasındaki sınırda, dış kısmı epitelle, iç kısmı mukoza ile kaplı olan kulak zarı bulunur. Kulak zarına yaklaşan ses titreşimleri onun da aynı frekansta titreşmesine neden olur. İLE içeri Kulak zarı, içinde birbirine bağlı işitsel kemikçiklerin bulunduğu timpanik boşluğu içerir: çekiç (kulak zarına bağlanır), örs ve üzengi (iç kulak giriş kapısının oval penceresini kapatır). Kulak zarından gelen titreşimler kemikçik sistemi aracılığıyla iç kulağa iletilir. İşitme kemikçikleri, ses titreşimlerinin aralığını azaltan ancak bunların yükseltilmesine katkıda bulunan kaldıraçlar oluşturacak şekilde yerleştirilir.

Eşleştirilmiş Östaki tüpleri, iç sol ve sağ kulak boşluklarını nazofarenks ile birleştirerek atmosferik ve sesin dengelenmesine yardımcı olur ( ağzı açık) kulak zarının dışındaki ve içindeki basınç.

İç kulak, temporal kemik piramidinin boşluğunda bulunur ve kemik ve membranöz labirente bölünmüştür. Birincisi kemik boşluğudur ve giriş deliğinden, üç yarım daire biçimli kanaldan (daha sonra tartışılacak olan denge organının vestibüler aparatının yeri) ve iç kulağın sarmalından oluşur. Membranöz labirent bağ dokusundan oluşur ve kemik labirentlerin boşluklarında bulunan karmaşık bir tübül sistemidir. İç kulağın tüm boşlukları, membranöz labirentin ortasında endolenf, dışında ise perilenf adı verilen sıvı ile doludur. Girişte iki membranöz gövde vardır: yuvarlak ve oval kese. Beş açıklığı olan oval keseden (pistil), üç yarım daire şeklindeki kanalın membranöz labirentleri başlar, vestibüler aparatı oluşturur ve membranöz koklear kanal, yuvarlak kese ile ilişkilidir.

İç kulağın sarmalı, uzunlamasına bazal ve senkron (Reisner) membranlarla vestibüler veya vestibüler skalaya (girişin oval penceresinden başlayarak) bölünmüş, 35 mm uzunluğa kadar kokleanın interosseöz labirentidir. scala timpani (yuvarlak pencere veya perilenfin titreşimlerini mümkün kılan ikincil timpanik membran ile biten) ve orta basamaklar veya membranöz koklear kanal bağ dokusu. Kohleanın tepesindeki vestibüler ve timpanik skalanın boşlukları (kendi ekseni etrafında 2,5 tur olan) birbirine ince bir kanal (gechikotrema) ile bağlanır ve belirtildiği gibi perilenf ve boşluğun boşluğu ile doldurulur. Membranöz koklear kanal endolenf ile doludur. Membranöz koklear kanalın ortasında spiral veya Corti organı (Corti organı) adı verilen ses alma aparatı bulunur. Bu organın yaklaşık 24 bin lifli liften oluşan bir ana (bazal) zarı vardır. Ana zar üzerinde (Levha), boyunca işitsel reseptörler olan bir dizi destekleyici ve 4 sıra tüylü (hassas) hücre vardır. Corti organının ikinci yapısal kısmı tüylü hücrelerin üzerinde asılı olan ve sütun hücreleri veya Corti çubukları tarafından desteklenen örtü veya lifli plakadır. Özel özellik saç hücrelerinin her birinin tepesinde 150'ye kadar saç telinin (mikro villus) bulunmasıdır. Duyarlılık düzeyinde farklılık gösteren (uyarma için) bir sıra (3,5 bin) iç ve 3 sıra (20 bine kadar) dış saç hücresi vardır. iç hücreler kıllarının deri plakasıyla neredeyse hiç teması olmadığından daha fazla enerji gerektirir). Dış tüylü hücrelerin kılları endolenf tarafından yıkanır ve örtü plakasının maddesiyle doğrudan temas halindedir ve kısmen bu maddeye daldırılmıştır. Saç hücrelerinin tabanları, işitme sinirinin sarmal dalının sinir süreçleriyle kaplıdır. Medulla oblongata (VIII kranyal sinir çiftinin çekirdeği bölgesinde) işitsel sistemin ikinci nöronunu içerir. Daha sonra, bu yol orta beynin chotirigorbi gövdesinin (çatısı) alt tüberküllerine gider ve talamusun medial genikulat gövdeleri seviyesinde kısmen geçerek birincil işitsel korteksin merkezlerine (birincil işitsel alanlar) gider, sol ve sağ üst kısımdaki Sylvian fissür bölgesinde bulunur temporal loblar beyin zarı. İlişkisel işitsel alanlar, tonaliteyi, tınıyı, tonlamayı ve diğer ses tonlarını ayırt eder ve ayrıca mevcut bilgileri bir kişinin hafızasındakilerle karşılaştırır (ses görüntülerinin "bahsetmesini" sağlar) birincil olanlara bitişiktir ve önemli bir alanı kapsar.

Elastik cisimlerin titreşiminden yayılan ses dalgaları işitme organı için yeterli bir uyarıcıdır. Hava, su ve diğer ortamlardaki ses titreşimleri periyodik (tonlar olarak adlandırılan ve yüksek ve düşük olan) ve periyodik olmayan (gürültü) olarak ikiye ayrılır.Her ses tonunun ana özelliği, ses dalgasının uzunluğuna karşılık gelir. 1 saniyede belirli bir frekans (sayı) titreşim. Ses dalgasının uzunluğu, sesin 1 saniyede kat ettiği yolun, aynı anda ses çıkaran vücut tarafından gerçekleştirilen tam salınım sayısına bölünmesiyle belirlenir. Belirtildiği gibi, insan kulağı gücü desibel (dB) cinsinden ifade edilen, 16-20000 Hz aralığındaki ses titreşimlerini algılayabilen. Sesin gücü, hava parçacıklarının titreşim aralığına (genliğine) bağlıdır ve tını (renk) ile karakterize edilir. Kulak, 1000 ila 4000 Hz arasında salınım frekansına sahip seslere en duyarlıdır. Bu göstergenin altında ve üstünde kulağın uyarılabilirliği azalır.

Modern fizyolojide işitmenin rezonans teorisi kabul edilmektedir. Bir zamanlar K. L. Helmholtz (1863) tarafından önerilmiştir. Dış işitsel kanala giren havadaki ses dalgaları kulak zarında titreşimlere neden olur ve bunlar daha sonra kulak zarının bu ses titreşimlerini mekanik olarak 35-40 kat artıran işitsel kemikçikler sistemine iletilir ve girişteki üzengi ve oval pencere aracılığıyla iletilir. onları vestibüler boşlukta bulunan perilenf ve sarmalın timpanik basamaklarına yönlendirir. Perilenfteki dalgalanmalar ise koklear kanal boşluğunda bulunan endolenfte eşzamanlı dalgalanmalara neden olur. Bu, lifleri farklı uzunluklara sahip olan, farklı tonlara ayarlanmış ve aslında farklı ses titreşimleriyle uyum içinde titreşen bir dizi rezonatörden oluşan bazal (ana) zarın karşılık gelen titreşimine neden olur. En kısa dalgalar ana zarın tabanında, en uzun dalgalar ise tepe noktasında algılanır.

Ana zarın karşılık gelen rezonans bölümlerinin titreşimi sırasında, üzerinde bulunan bazal ve hassas tüylü hücreler de titreşir. Saç hücrelerinin terminal mikrovillusları, integumenter plakadan deforme olur, bu da bu hücrelerde işitsel duyunun uyarılmasına ve koklear sinirin lifleri boyunca sinir uyarılarının merkezi sinir sistemine daha fazla iletilmesine yol açar. gergin sistem. Ana zarın lifli lifleri tam olarak izole edilmediğinden, komşu hücrelerin tüyleri aynı anda titreşmeye başlar, bu da armoniler (2, 4, 8 vb. titreşim sayısının neden olduğu ses duyumları) oluşturur. ana tonun titreşim sayısından kat daha fazla). Bu etki, ses duyumlarının hacmini ve polifonisini belirler.

Güçlü seslere uzun süre maruz kaldığında, ses analizörünün uyarılabilirliği azalır ve uzun süre sessizliğe maruz kaldığında artar, bu da işitme adaptasyonunu yansıtır. En büyük adaptasyon daha yüksek seslerin olduğu bölgede gözlenir.

Aşırı ve uzun süreli gürültü, yalnızca işitme kaybına yol açmakla kalmaz, insanlarda ruhsal bozukluklara da neden olabilir. Gürültünün insan vücudu üzerinde spesifik ve spesifik olmayan etkileri vardır. Spesifik etki işitme bozukluğunda kendini gösterir değişen dereceler ve spesifik olmayan - çeşitli otonomik reaktivite bozukluklarında, işlevsel durum kardiyovasküler sistem ve sindirim kanalı, endokrin bozuklukları Genç ve orta yaşlı kişilerde, bir saat boyunca devam eden 90 dB gürültü seviyesinde serebral korteks hücrelerinin uyarılabilirliği azalır, hareketlerin koordinasyonu, görme keskinliği, net görmenin stabilitesi bozulur, Görsel ve işitsel-motor fonksiyonların latent periyodu uzar. 95-96 dB seviyesinde gürültüye maruz kalma koşulları altında aynı çalışma süresi için, daha da fazlası ani ihlaller beyin trafiği sıkışıklığı dinamikleri, aşırı engelleme gelişir, otonom fonksiyon bozuklukları yoğunlaşır ve kas performansı göstergeleri (dayanıklılık, yorgunluk) ve performans göstergeleri önemli ölçüde kötüleşir. Yukarıdakilere ek olarak seviyesi 120 dB'ye ulaşan gürültüye maruz kalma koşullarında uzun süre kalmak, nevrastenik belirtiler şeklinde rahatsızlıklara neden olur: sinirlilik, baş ağrısı, uykusuzluk, bozukluklar ortaya çıkar endokrin sistem. Bu koşullar altında, kardiyovasküler sistemin durumunda da önemli değişiklikler meydana gelir: damar tonusu ve kalp atış hızı bozulur ve kan basıncı artar.

Gürültünün özellikle çocuklar ve ergenler üzerinde olumsuz etkisi vardır. Zaten okulun ana binasındaki yoğunluk seviyesi 40 ila 50 dB arasında değişen “okul” gürültüsünün etkisi altındaki çocuklarda, işitsel ve diğer analizörlerin işlevsel durumunda bir bozulma gözlenmektedir. Sınıfta gürültü şiddeti düzeyi ortalama 50-80 dB olup, teneffüslerde ve ders aralarında Spor salonları ve atölyeler 95-100 dB'e ulaşabilir. Önemli“Okul” gürültüsünü azaltmada hijyeniktir doğru konum okul binasındaki dersliklerin yanı sıra, önemli miktarda gürültünün oluştuğu odaların bitirilmesinde ses yalıtım malzemelerinin kullanılması.

Koklear organ, çocuğun doğduğu günden itibaren çalışır, ancak yeni doğanlarda kulaklarının yapısal özelliklerine bağlı olarak göreceli sağırlık vardır: kulak zarı yetişkinlere göre daha kalındır ve neredeyse yatay olarak yerleştirilmiştir. Yenidoğanlarda orta kulak boşluğu amniyotik sıvı ile doludur ve bu da işitme kemikçiklerinin titreşmesini zorlaştırır. Çocuğun yaşamının ilk 1,5-2 ayı boyunca bu sıvı yavaş yavaş çözülür ve onun yerine hava, işitsel (Eustachys) tüpler yoluyla nazofarinksten içeri girer. östaki borusuçocuklarda yetişkinlere (3,5-4 cm) göre daha geniş ve kısadır (2-2,5 cm), bu da kusma, burun akıntısı, kusma gibi durumlarda mikropların, mukus ve sıvının orta kulak boşluğuna girmesi için uygun koşullar yaratır. orta kulak iltihabı (orta kulak iltihabı).

2. ayın sonu 3. ayın başında olur. Yaşamın ikinci ayında çocuk zaten farklı ses tonlarını ayırt edebilir hale gelir, 3-4 ayda 1 ila 4 oktav arasındaki seslerin perdesini ayırt etmeye başlar ve 4-5 ayda sesler koşullu refleks uyaranlara dönüşür. . 5-6 aylık çocuklar ana dillerindeki seslere daha aktif tepki verme becerisi kazanırken, spesifik olmayan seslere verilen tepkiler yavaş yavaş ortadan kalkar. 1-2 yaşlarında çocuklar hemen hemen tüm sesleri ayırt edebilirler.

Bir yetişkin için hassasiyet eşiği 10-12 dB, 6-9 yaş arası çocuklar için 17-24 dB, 10-12 yaş arası çocuklar için 14-19 dB'dir. En yüksek işitme keskinliğine orta ve büyük çocuklarda ulaşılır okul yaşı. Çocuklar alçak tonları daha iyi algılarlar.