Кінцева частина слухового аналізатора. Вікова фізіологія та анатомія

Рецепторний (периферичний) відділ слухового аналізатора,що перетворює енергію звукових хвиль на енергію нервового збудження, представлений рецепторними волосковими клітинами кортієва органу (орган Корті),перебувають у равлику. Слухові рецептори(фонорецептори) відносяться до механорецепторів, є вторинними та представлені внутрішніми та зовнішніми волосковими клітинами. У людини приблизно 3500 внутрішніх та 20 000 зовнішніх волоскових клітин, які розташовані на основній мембрані всередині середнього каналу внутрішнього вуха.

Мал. 2.6. Орган слуху

Внутрішнє вухо (звуковосприймаючий апарат), а також середнє вухо (звукопередавальний апарат) та зовнішнє вухо (звукоуловлюючий апарат) поєднуються в поняття орган слуху (Рис. 2.6).

Зовнішнє вухоза рахунок вушної раковини забезпечує уловлювання звуків, концентрацію їх у напрямку зовнішнього слухового проходута посилення інтенсивності звуків. Крім того, структури зовнішнього вуха виконують захисну функцію, охороняючи барабанну перетинку від механічних та температурних впливів зовнішнього середовища.

Середнє вухо(Звукопровідний відділ) представлено барабанною порожниною, де розташовані три слухові кісточки: молоточок, ковадло і стремечко. Від зовнішнього слухового проходу середнє вухо відокремлено барабанною перетинкою. Рукоятка молоточка вплетена в барабанну перетинку, інший його кінець зчленований з ковадлом, яка, у свою чергу, зчленована зі стремінцем. Стремінце прилягає до мембрани овального вікна. Середнє вухо має спеціальний захисний механізм, представлений двома м'язами: м'язом, що натягує барабанну перетинку, і м'язом, що фіксує стремінце. Ступінь скорочення цих м'язів залежить від сили звукових коливань. При сильних звуківих коливаннях м'язи обмежують амплітуду коливань барабанної перетинкиі рух стремечка, оберігаючи цим рецепторний апарат в внутрішньому вусівід надмірного збудженнята руйнування. При миттєвих сильних подразненнях (удар у дзвін) цей захисний механізм не встигає спрацьовувати. Скорочення обох м'язів барабанної порожниниздійснюється за механізмом безумовного рефлексу, який замикається лише на рівні стовбурових відділів мозку. У барабанній порожнині підтримується тиск, що дорівнює атмосферному, що дуже важливо для адекватного сприйняття звуків. Цю функцію виконує євстахієва труба, яка з'єднує порожнину середнього вуха з ковткою. При ковтанні труба відкривається, вентилюючи порожнину середнього вуха та зрівнюючи тиск у ньому з атмосферним. Якщо зовнішній тискшвидко змінюється (швидкий підйом на висоту), а ковтання не відбувається, то різниця тисків між атмосферним повітрям і повітрям у барабанній порожнині призводить до натягу барабанної перетинки та виникнення неприємних відчуттів, зниження сприйняття звуків.

Внутрішнє вухопредставлено равликом – спірально закрученим кістковим каналом, що має 2,5 завитки, який розділений основною мембраною та мембраною Рейснера на три вузькі частини (сходи). Верхній канал (вестибулярні сходи) починається від овального вікна і з'єднується з нижнім каналом (барабанними сходами) через гелікотрему (отвір у верхівці) і закінчується круглим вікном. Обидва канали є єдиним цілим і заповнені перилімфою, подібною до складу спинномозковою рідиною. Між верхнім та нижнім каналами знаходиться середній (середні сходи). Він ізольований та заповнений ендолімфою. Усередині середнього каналу на основній мембрані розташований власне звукосприймаючий апарат - орган Корті (кортієвий орган) з рецепторними клітинами, що представляє периферичний відділ слухового аналізатора.

Основна мембрана поблизу овального вікна по ширині становить 0,04 мм, потім до вершини вона поступово розширюється, досягаючи у гелікотреми 0,5 мм.

Провідниковий відділслухового аналізатора представлений периферичним біполярним нейроном, розташованим у спіральному ганглії равлика (перший нейрон). Волокна слухового (або кохлеарного) нерва, освічені аксонаминейронів спірального ганглія, що закінчуються на клітинах ядер кохлеарного комплексу довгастого мозку (другий нейрон). Потім після часткового перехрестя волокна йдуть у медіальне колінчасте тіло метаталамуса, де знову відбувається перемикання (третій нейрон), звідси збудження надходить у кору (четвертий нейрон). У медіальних (внутрішніх) колінчастих тілах, а також у нижніх пагорбах чотиригорбка розташовуються центри рефлекторних рухових реакцій, що виникають при дії звуку.

Центральний,або кірковий, відділслухового аналізатора знаходиться у верхній частині скроневої частки великого мозку(верхня скронева звивина, поля 41 і 42 за Бродманом). Важливе значення для функції слухового аналізатора мають поперечні скроневі звивини (звивини Гешля).

Слухова сенсорна системадоповнюється механізмами зворотнього зв'язку, що забезпечують регуляцію діяльності всіх рівнів слухового аналізатора за участю низхідних шляхів Такі шляхи починаються від клітин слухової кори, переключаючись послідовно в медіальних колінчастих тілах метаталамуса, задніх (нижніх) пагорбах чотирихолмія, в ядрах кохлеарного комплексу. Входячи до складу слухового нерва, відцентрові волокна досягають волоскових клітин кортієва органу та налаштовують їх на сприйняття певних звукових сигналів.

Слуховий аналізатор включає три основні частини: орган слуху, слухові нерви, підкірковий і коркові центри мозку. Як працює слуховий аналізатор, знає не багато, але сьогодні ми разом спробуємо розібратися у всьому.

Людина дізнається навколишній світ і адаптується в соціумі завдяки органам почуттів. Одними з найважливіших є органи слуху, які вловлюють звукові коливання і надають людині інформацію про те, що відбувається навколо неї. Сукупність систем та органів, що забезпечують почуття слуху, називають слуховим аналізатором. Давайте розглянемо пристрій органу слуху та рівноваги.

Будова слухового аналізатора

Функції слухового аналізатора, як вже згадувалося вище, сприймати звук і давати інформацію людині, але при всій, на перший погляд, простоті, це досить складна процедура. Для того щоб краще розібратися, як працюють відділи слухового аналізатора в організмі людини, потрібно досконально зрозуміти, що таке являє собою внутрішня анатомія слухового аналізатора.

Органи слуху у дітей та у дорослих ідентичні, вони включають рецептори слухового апарату трьох видів:

• рецептори, що сприймають коливання хвиль повітря;
• рецептори, що дають людині поняття місце розташування тіла;
• рецепторні центри, що дозволяють сприймати швидкість руху та його напрями.

Орган слуху кожної людини складається з 3 частин, розглядаючи детальніше кожну з них, можна зрозуміти, як людина сприймає звуки. Отже, зовнішнє вухо - це сукупність вушної раковини та слухового проходу. Раковина є порожниною з пружного хряща, що покрита тонким шаромшкіри. представляє якийсь підсилювач перетворення звукових коливань. Вушні раковини розташовані з обох боків людської голови та ролі не відіграють, тому що просто збирають звукові хвилі. Вушні раковини нерухомі, і навіть якщо їх немає зовнішня частинато особливої ​​шкоди будова слухового аналізатора людини не отримає.

Розглядаючи будову і можна сказати, що він являє собою невеликий канал довжиною 2,5 см, який вистелений шкірою з дрібними волосками. У каналі присутні апокринові залози, здатні виробляти вушну сірку, яка разом із волосками дозволяє захистити наступні відділи вуха від запилення, забруднення та попадання сторонніх частинок. Зовнішня частина вуха допомагає лише збирати звуки та проводити їх у центральний відділ слухового аналізатора.

Барабанна перетинка та середнє вухо

Барабанна перетинка має вигляд невеликого овалу діаметром 10 мм, через неї проходить звукова хвиля, де створює деякі коливання в рідині, що наповнює цей відділ слухового аналізатора людини. Для передачі повітряних коливань у вусі людини є система слухових кісточок, саме рух активізують коливання рідини.

Між зовнішньою частиною органу слуху та внутрішнім відділом розташовується середнє вухо. Цей відділ вуха має вигляд невеликої порожнини ємністю не більше 75 мл. Ця порожнина зв'язується з ковткою, осередками і слуховою трубою, яка являє собою запобіжник, що вирівнює тиск всередині вуха і зовні. Хотілося б відзначити, що барабанна перетинка завжди піддається однаковому атмосферному тискуяк зовні, так і всередині, це дозволяє нормально функціонувати органу слуху. Якщо спостерігається різниця між тисками всередині та зовні, то з'являться порушення гостроти слуху.

Будова внутрішнього вуха

Найскладніше влаштованою частиноюслухового аналізатора є внутрішнє вухо, його ще заведено називати «лабіринтом». Головний рецепторний апарат, що вловлює звуки, є волосковими клітинами внутрішнього вуха або, як ще кажуть, «равликами».

Провідник слухового аналізатора складається з 17 000 нервових волокон, що нагадують будову телефонного кабелю з окремо ізольованими проводами, кожен з яких передає певну інформацію в нейрони. Саме волосисті клітини реагують на коливання рідини всередині вуха та передають нервові імпульси у вигляді акустичної інформації до периферичного відділу головного мозку. А периферична частина мозку відповідає за органи чуття.

Забезпечують швидку передачу нервових імпульсівпровідні шляхи слухового аналізатора. Простіше, що проводять шляхи слухового аналізатора здійснюють зв'язок органу слуху з центральною нервовою системою людини. Порушення слухового нерва активують рухові шляхи, що відповідають, наприклад, за смикання ока внаслідок сильного звуку. Корковий відділ слухового аналізатора пов'язує між собою периферичні рецептори обох сторін, і при уловлюванні звукових хвиль цей відділ зіставляє звуки відразу з двох вух.

Механізм передачі звуків у різному віці

Анатомічна характеристика слухового аналізатора з віком не змінюється, але хотілося б відзначити, що є деякі вікові особливості.

Органи слуху починають формуватися у ембріона на 12-му тижні розвитку.Свою функціональність вухо починає відразу після народження, але на початкових етапахслухова активність людини більше нагадує рефлекси. Різні за частотою та інтенсивністю звуки викликають у дітей різні рефлекси, це може бути закривання очей, здригання, відкривання рота або прискорене дихання. Якщо новонароджений так реагує на виразні звуки, зрозуміло, що слуховий аналізатор розвинений нормально. За відсутності цих рефлексів потрібно додатково дослідження. Іноді реакцію дитини гальмує той факт, що спочатку середнє вухо новонародженого заповнене якоюсь рідиною, яка заважає руху слухових кісточок, згодом спеціалізована рідина повністю висихає і замість неї середнє вухо заповнює повітря.

Різнорідні звуки малюк починає диференціювати з 3 місяців, а на 6 місяці життя починає розрізняти тони. На 9 місяці життя дитина може пізнавати голоси батьків, звук машини, спів птиці та інші звуки. Діти починають визначати знайомий і чужий голос, впізнають його і починають гукати, радіти чи зовсім шукати очима джерело рідного звуку, якщо його немає поряд. Розвиток слухового аналізатора продовжується до 6 років, після цього поріг чутності дитини зменшується, але при цьому збільшується гострота слуху. Так триває до 15 років, потім працює у зворотному напрямку.

У період від 6 до 15 років можна помітити, що рівень розвитку слуху відрізняється, деякі діти краще вловлюють звуки і здатні без труднощів їх повторити, їм вдається добре співати та копіювати звуки. Іншим дітям це вдається гірше, але при цьому вони чудово чують, таких дітей іноді говорять «ведмідь на вухо насупив». Величезне значення має спілкування дітей з дорослими, саме воно формує мовленнєве та музичне сприйняття дитини.

Що стосується анатомічних особливостей, то у новонароджених слухова труба набагато коротша, ніж у дорослих і ширша, через це інфекція з дихальних шляхівтак часто вражає їхні слухові органи.

Зміни слухового апарату протягом життя

Вікові особливості слухового аналізатора трохи змінюються протягом усього життя людини, так, наприклад, у літньому віці слухове сприйняттязмінює свою частоту. У дитинстві поріг чутливості набагато вищий, він становить 3200 Гц. Від 14 до 40 років ми перебуваємо на частоті 3000 Гц, а 40-49 років на 2000 Гц. Після 50 років лише на 1000 Гц, саме з цього віку починає знижуватись верхня межачутності, що пояснює глухоту у старечому віці.

У людей похилого віку часто відзначається змащене сприйняття чи переривчаста мова, тобто чують вони з деякими перешкодами. Частину мови можуть почути добре, а кілька слів пропустити. Для того, щоб людина могла нормально чути, їй потрібні обидва вуха, одне з яких сприймає звук, а інше підтримує рівновагу. З віком у людини зміняться структура барабанної перетинки, вона може під впливом певних факторів ущільнюватися, що порушуватиме рівновагу. Що стосується гендерної чутливості до звуків, то чоловіки втрачають слух набагато швидше, ніж жінки.

Хотілося б відзначити, що при спеціальних тренуваннях навіть у похилому віці можна досягти підвищення порога чутності. Аналогічний вплив гучного шуму в постійному режимі, що може негативно вплинути на слухову систему навіть у молодому віці. Щоб уникнути негативних наслідків від постійного впливу гучного звуку на організм людини, потрібно стежити за . Це комплекс заходів, спрямованих на створення нормальних умовдля функціонування слухового органу. У людей молодого вікукритична межа шуму становить 60 дБ, а й у дітей шкільного віку критичний поріг 60 дБ. Достатньо пробути в приміщенні з таким рівнем шуму протягом години і негативні наслідки не забаряться.

Ще одним віковою зміноюслухового апарату є той факт, що згодом вушна сірка твердне, це перешкоджає нормальному коливанню повітряних хвиль. Якщо людина має схильність до серцево-судинних захворювань. Цілком ймовірно, що кров у пошкоджених судинах циркулюватиме швидше, і людина з віком розрізнятиме у вухах сторонні шуми.

Сучасна медицина давно розібралася, як влаштований слуховий аналізатор та дуже успішно працює над слуховими апаратами, які дозволяють людям після 60 років та дають можливість дітям з дефектами розвитку слухового органу жити повноцінним життям.

Фізіологія та схема роботи слухового аналізатора дуже складна, і зрозуміти її людям без відповідних навичок дуже непросто, але в будь-якому випадку теоретично ознайомленою має бути кожна людина.

Тепер вам відомо, як працюють рецептори та відділи слухового аналізатора.

Сприймаючою частиною слухового аналізатора є вухо, що проводить – слуховий нерв, центральною – слухова зона кори головного мозку. Орган слуху складається з трьох відділів: зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха. Вухо включає як власне орган слуху, з допомогою якого сприймаються слухові відчуття, а й орган рівноваги, завдяки чому тіло утримується у певному положенні.

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини та зовнішнього слухового проходу. Раковина утворена хрящем, покритим з обох боків шкірою. За допомогою раковини людина вловлює напрямок звуку. М'язи, що ведуть рух вушну раковину, у людини рудиментарні. Зовнішній слуховий прохід має вигляд трубки довжиною 30 мм, вистеленою шкірою, в якій є особливі залозивиділяють вушну сірку. У глибині слуховий прохід затягнутий тонкою барабанною перетинкою овальної форми. З боку середнього вуха, всередині барабанної перетинки, укріплена рукоятка молоточка. Перетинка пружності, при ударі звукових хвиль вона без спотворення повторює ці коливання.

Середнє вухо представлено барабанною порожниною, яка за допомогою слухової (євстахієвої) труби повідомляється з носоглоткою; від зовнішнього вуха воно відмежовано барабанною перетинкою. Складові частини цього відділу - молоточок, ковадлоі стремечко.Своєю рукояткою молоточок зростається з барабанною перетинкою, ковадло ж зчленоване і з молоточком, і зі стремінцем, яке прикриває овальний отвір, що веде у внутрішнє вухо. У стінці, що відокремлює середнє вухо від внутрішнього, крім овального вікна, знаходиться ще кругле вікно, затягнуте перетинкою.
Будова органу слуху:
1 - вушна раковина, 2 - зовнішній слуховий прохід,
3 - барабанна перетинка, 4 - порожнина середнього вуха, 5 - слухова трубка, 6 - равлик, 7 - півкружні канали, 8 - ковадло, 9 -молоточок, 10 - стремечко

Внутрішнє вухо, або лабіринт, розташоване в товщі скроневої кістки та має подвійні стінки: лабіринт перетинчастийяк би вставлений у кістковий,повторюючи його форму. Щелевидный простір між ними заповнено прозорою рідиною - перилимфою,порожнина перетинчастого лабіринту - ендолімфою.Лабіринт представлений напередодні,кпереду від нього знаходиться равлик, кзади - напівкружні канали.Равлик повідомляється з порожниною середнього вуха через кругле вікно, затягнуте перетинкою, а напередодні через овальне вікно.

Органом слуху є равлик, інші його частини становлять органи рівноваги. Равлик - спірально закручений канал 2 3/4 обороту, розділений тонкою перетинчастою перегородкою. Ця перетинка спірально завита і називається Основний.Вона складається з фіброзної тканини, Що включає близько 24 тис. особливих волокон (слухові струни) різної довжини і розташованих поперек вздовж усього ходу равлики: найдовші - біля її вершини, біля основи - найбільш укорочені. Над цими волокнами нависають слухові волоскові клітини – рецептори. Це периферичний кінець слухового аналізатора, або кортієвий орган.Волоски рецепторних клітинзвернені в порожнину равлика - ендолімфу, а від самих клітин бере початок слуховий нерв.

Сприйняття звукових подразнень. Звукові хвилі, проходячи через зовнішній слуховий прохід, викликають коливання барабанної перетинки і передаються слуховим кісточкам, а з них - на перетинку овального вікна, що веде напередодні равлика. Коливання, що виникло, приводить в рух перилимфу і ендолімфу внутрішнього вуха і сприймається волокнами основної перетинки, що несе на собі клітини кортієва органу. Високі звуки з великою частотою коливань сприймаються короткими волокнами, розташованими біля основи равлика, і передаються волоскам клітин кортієва органу. При цьому збуджуються не всі клітини, а ті, що знаходяться на волокнах певної довжини. Отже, первинний аналіз звукових сигналів починається вже в кортієвому органі, з якого збудження по волокнах слухового нерва передається в слуховий центркори головного мозку в скроневій частціде відбувається їх якісна оцінка.

Вестибулярний апарат.У визначенні положення тіла у просторі, його переміщенні та швидкості руху велику роль грає вестибулярний апарат. Він розташований у внутрішньому вусі і складається з переддень та трьох півкружних каналів,розміщених у трьох взаємно перпендикулярних площинах. Півколові канали наповнені ендолімфою. В ендолімфі напередодні знаходяться два мішечки - круглийі овальнийзі спеціальними вапняними камінчиками - статолітами,прилеглими до волоскових рецепторних клітин мішечків.

При звичайному положенні тіла статоліти своїм тиском подразнюють волоски нижніх клітин, при зміні положення тіла статоліти також переміщуються і своїм тиском подразнюють інші клітини; отримані імпульси передаються в кору великих півкуль. У відповідь на подразнення вестибулярних рецепторів, пов'язаних з мозочком і руховою зоною великих півкуль, рефлекторно змінюються тонус м'язів і положення тіла в просторі. Так як канали розташовані в трьох взаємно перпендикулярних площинах, то ендолімфа в них при зміні положення тіла подразнює ті чи інші рецептори, і збудження передається у відповідні відділи мозку. Організм рефлекторно відповідає необхідною зміною положення тіла.

Гігієна слуху. У зовнішньому слуховому проході скупчується вушна сірка, на ній затримується пил та мікроорганізми, тому необхідно регулярно мити вуха теплою мильною водою; в жодному разі не можна видаляти сірку твердими предметами. Перевтома нервової системита перенапруга слуху можуть викликати різкі звуки та шуми. Особливо шкідливо діє тривалий шум, при цьому настає приглухуватість і навіть глухота. Сильний шумзнижує продуктивність праці до 40-60%. Для боротьби з шумами у виробничих умовах застосовують облицювання стін та стель спеціальними матеріалами, що поглинають звук, індивідуальні протишумні навушники. Мотори та верстати встановлюють на фундаменти, які глушать шум від струсу механізмів.

14.3. Слуховий аналізатор

Слуховий аналізатор являє собою сукупність механічних, рецепторних та нервових структур, що сприймають та аналізують звукові коливання. Периферичний відділ слухового аналізатора представлений слуховим органом, що складається із зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха (рис. 58).

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини та зовнішнього слухового проходу.

Основу вушної раковини становить еластичний хрящ, доповнений шкіряною складкою - мочкою, заповненою жировою тканиною. Вушна ракбвіна у новонародженого сплощена, хрящ її м'який, тонка шкіра, мочка має невеликі розміри. Найбільш швидко вушна раковина росте протягом перших двох років та після 10 років. У довжину вона росте швидше, ніж у ширину. Вільний край раковини загорнутий усередину у формі завитка, а з її дна піднімається протизавиток. Медіальне останнього розташовується порожнину раковини, в глибині якої знаходиться отвір зовнішнього слухового проходу. Спереду від нього розташовується козелок, ззаду – протикозелок.

Зовнішній слуховий прохід має довжину 24 мм і закінчується барабанною перетинкою. Перша третина слухового проходу є хрящовим продовженням раковини, решта двох третин кісткових і розташовуються в піраміді скроневої кістки. Зовнішній слуховий прохід

у новонародженого вузький та довгий (15 мм), круто вигнутий, має звуження, медіальний та латеральний відділи його розширені. Стінки зовнішнього слухового проходу хрящові, крім барабанного кільця. Довжина слухового проходу у дитини 1 року становить 20 мм, а 5 років – 22 мм. Слуховий прохід вистелений шкірою з тонкими волокнами і видозміненими потовими залозками, що виділяють вушну сірку. Все це захищає барабанну перетинку від несприятливих впливів довкілля. Барабанна перетинка відокремлює зовнішнє вухо від середнього. Вона складається з колагенових волокон, зовні вкрита епідермісом, а всередині – слизовою оболонкою. Барабанна перетинка у новонародженого добре розвинена. Її висота дорівнює 9 мм, ширина - 8 мм, як у дорослої людини, і утворює кут 35-40 °.

Середнє вухо складається з барабанної порожнини, слухових кісточок та слуховий труби.

На передній стінці барабанної порожнини розташовується отвір слухової труби, якою вона заповнюється повітрям. На задній стінці порожнини відкриваються осередки соскоподібного відростка, а на медіальній розміщуються вікно присінка та вікно равлики, які ведуть у внутрішнє вухо. Барабанна порожнина у новонародженого за розмірами така сама, як у дорослого. Слизова оболонка потовщена, тому барабанна порожнина заповнена рідиною. З початком дихання вона надходить через слухову трубу в горлянку і проковтується. Стінки барабанної порожнини тонкі, особливо верхня. Задня стінкамає широкий отвір, що веде в соскоподібну порожнину. Соскоподібні осередки у грудних дітей відсутні через слабкий розвиток соскоподібного відростка. Вікно равлика затягнуте вторинною барабанною перетинкою.

У середньому вусі розташовуються три слухові кісточки: молоточок, ковадло і стремено. Молоточок з'єднується з одного боку з барабанною перетинкою, з другого - з тілом ковадла. Довгий відросток останньої зчленовується з головкою стремена. Підстава стремена прилягає до вікна присінка. Слухові кісточки у новонародженого мають розміри, близькі до таких у дорослого. Всі три кісточки з'єднують барабанну перетинку із внутрішнім вухом.

Слухова труба – це довгий (3,5 см) та вузький (2 мм) хрящовий канал, який переходить у кістковий з боку піраміди. Труба служить для вирівнювання тиску повітря на барабанну перетинку. Отвір труби в глотці знаходиться в стані, що спався, і повітря в барабанну порожнину надходить лише при ковтанні або позіханні.

Слухова труба у новонародженого пряма, широка та коротка, завдовжки 17-18 мм. Протягом першого року життя вона росте повільно (20 мм), другого року швидше (30 мм). У 5 років довжина її становить 35 мм, у дорослої людини – 35-38 мм. Просвіт слухової труби звужується від 2,5 мм за 6 місяців до 2 мм за 2 роки і 1 -2 мм за 6 років.

Внутрішнє вухо, або лабіринт, має подвійні стінки: лабіринт перетинку вставлений в кістковий. Між ними знаходиться прозора рідина – перилимфа, а всередині перетинчастого – ендолімфа.

Кістковий лабіринт складається з присінка, равлика та трьох півкружних каналів. Переддень є овальною порожниною, що з'єднується з барабанною порожниною за допомогою перегородки з двома вікнами: овальним (вікно присінка) і круглим (вікно равлика). Напередодні відкриваються отвори трьох півкружних каналів та спіральний канал равлика. Будова напівкружних каналів буде розглянуто під час опису вестибулярного аналізатора. Кістковий равлик є спіральним каналом, що має два з половиною обороти навколо стрижня равлика. Від стрижня відходить кісткова спіральна пластинка, яка не доходить до зовнішньої стінкиканалу. Від вільного кінця спіральної пластинки до протилежної стінки равлика натягнуті дві мембрани - спіральна та вестибулярна, які обмежують равликову протоку. Равликова протока ділить равлик на дві частини, або сходи. Верхня частина, або сходи присінка, починається від овального вікна присінка і йде до вершини равлика, де через маленький отвір повідомляється з нижнім каналом, або барабанними сходами. Вона розташовується від верхівки равлика до круглого вікна равлика. Вестибулярні та барабанні сходи заповнені перилимфою, а просвіт равликової протоки - ендолімфою. Внутрішнє вухо у новонародженого добре розвинене, його розміри близькі до таких у дорослої людини. Кісткові стінки напівкружних каналів тонкі, поступово товщають за рахунок окостеніння в піраміді скроневої кістки.

На спіральній мембрані лежить спіральний орган, що складається з опорних та рецепторних клітин. На опорних клітинах циліндричної форми лежать рецепторні волоскові клітини, які мають на своїй верхній частині вирости, які представлені великими мікроворсинками (стереоциліями). Волоскові клітини бувають зовнішніми, що розташовуються в три ряди, і внутрішніми, що утворюють лише один ряд. Між зовнішніми та внутрішніми волосковими клітинами лежить кортієвий тунель, вистелений стовпчастими клітинами.

Вії зовнішніх і внутрішніх волоскових клітин стикаються з покривною (текторіальною) мембраною. Ця мембрана є однорідною желеподібною масою, прикріпленою до клітин епітелію. Спіральна мембрана неоднакова за шириною: у людини поблизу овального вікна її ширина становить 0,04 мм, а потім у напрямку до вершини равлика, поступово розширюючись, вона досягає наприкінці 0,5 мм. У базальній частині спірального органу розташовуються рецепторні клітини, які сприймають вищі частоти, а апікальної частини (на вершині равлики) - клітини, що сприймають лише низькі частоти.

Базальні частини рецепторних клітин контактують з нервовими волокнами, які проходять у базальній мембрані, а потім виходять у канал спіральної платівки. Далі вони йдуть до нейронів спірального ганглія, що лежить у кістковому равлику, де і починається провідниковий відділ слухового аналізатора. Аксони нейронів спірального вузла утворюють волокна слухового нерва, який входить у мозок між нижніми ніжками мозочка і мостом і прямує в покришку моста, де має місце перше перехрестя волокон і утворюється латеральна петля. Частина її волокон закінчується на клітинах нижнього двоолмію, де знаходиться первинний слуховий центр. Інші волокна латеральної петлі у складі ручки нижнього двоолмію підходять до медіального колінчастого тіла. Відростки клітин останнього утворюють слухову променистість, що закінчується в корі верхньої скроневої звивини (кірковий відділ слухового аналізатора).

Механізм утворення звуку

Кортієв орган, розташований на основній мембрані, містить рецептори, які перетворюють механічні коливання на електричні потенціали, що збуджують волокна слухового нерва. При дії звуку основна мембрана починає коливатися, волоски рецепторних клітин деформуються, що спричиняє генерацію електричних потенціалів, які через синапси досягають волокон слухового нерва. Частота цих потенціалів відповідає частоті звуків, а амплітуда залежить від інтенсивності звуку.

Внаслідок виникнення електричних потенціалів відбувається збудження волокон слухового нерва, котрим характерна спонтанна активність навіть у тиші (100 імп./с). При звуку частота імпульсації у волокнах наростає протягом усього часу дії подразника. Для кожного волокна нерва існує оптимальна частота звуку, яка дає найбільшу частоту розрядів та мінімальний поріг реакції. Ця оптимальна частота визначається місцем на основній мембрані, де розташовані рецептори, пов'язані з цим волокном. Таким чином, для волокон слухового нерва характерна частотна вибірковість, обумовлена ​​збудженням різних клітинспірального органу При ушкодженні спірального органу біля основи випадають високі тони, у вершини - низькі тони. Руйнування середнього завитка призводить до випадання тонів середньої частоти діапазону.

Існує два механізми розрізнення висоти тону: просторове та тимчасове кодування. Просторове кодування засноване на неоднаковому розташуванні збуджених рецепторних клітин на основній мембрані. За низьких і середніх тонів здійснюється і тимчасове кодування. Інформація в цьому випадку передається у певні групи волокон слухового нерва, частота відповідає частоті сприйманих равликом звукових коливань.

Для всіх слухових нейронів характерна наявність частотно-порогових показників. Ці показники відбивають залежність порогового звуку, який буде необхідний збудження клітини, від його частоти. В обидві сторони оптимальної частоти поріг реакції нейрона зростає, тобто. нейрон виявляється налаштованим на звуки лише певної частоти.

Усе це підтвердило гіпотезу Г. Гельмгольца (1863) про механізм розрізнення кортієвому органі звуків з їхньої висоті. Згідно з цією гіпотезою, поперечні волокна основної мембрани короткі в її вузькій частині - біля основи равлика і в 3-4 рази довші в її широкій частині - у вершини. Вони налаштовані як музичні інструменти. Коливання окремих груп волокон викликає на відповідних ділянках основної мембрани подразнення відповідних рецепторних клітин. Ці припущення Г. Гельмгольца підтвердилися і були частково модифіковані та розвинені у роботах американського фізіолога Д. Бекеші (1968).

Сила звуку кодується числом збуджених нейронів. При слабких подразниках в реакцію залучається лише невелика кількість найбільш чутливих нейроніва при посиленні звуку збуджується все більше додаткових нейронів. Це пов'язано з тим, що нейрони слухового аналізатора різко відрізняються один від одного на порозі збудження. Поріг різний у внутрішніх та зовнішніх клітин (для внутрішніх клітин він значно вищий), тому залежно від сили звуку змінюється співвідношення числа збуджених зовнішніх та внутрішніх клітин.

Людина сприймає звуки із частотою від 16 до 20 ТОВ Гц. Цей діапазон відповідає 10-11 октавам. Межі слуху залежать від віку: чим людина старша, тим частіше вона не чує високих тонів. Розрізнення частоти звуків характеризується тією мінімальною різницею за частотою двох звуків, що людина вловлює. Людина здатна помітити різницю 1-2 Гц.

Абсолютна слухова чутливість - це мінімальна сила звуку, який людина чує в половині випадків його звучання. В області від 1000 до 4000 Гц слух людини має максимальну чутливість. У цій зоні лежать і мовні поля. Верхня межа чутності виникає, коли збільшення сили звуку незмінної частоти викликає неприємне почуттятиску та болі у вусі. Одиницею гучності звуку є білий. У побуті зазвичай використовують як одиницю гучності децибел, тобто. 0,1 білого. Максимальний рівень гучності, коли звук спричиняє біль, дорівнює 130-140 дБ над порогом чутності.

Якщо вухо довго діє той чи інший звук, то чутливість слуху падає, тобто. настає адаптація. Механізм адаптації пов'язаний зі скороченням м'язів, що йдуть до барабанної перетинки та стремена (при їх скороченні змінюється інтенсивність звукової енергії, що передається на равлик), та з низхідним впливом ретикулярної формації середнього мозку.

Слуховий аналізатор має дві симетричні половини (бінауральний слух), тобто. для людини характерний просторовий слух - здатність визначати становище джерела звуку у просторі. Гострота такого слуху велика. Людина може визначити розташування джерела з точністю до 1°. Це пов'язано з тим, що якщо джерело звуку знаходиться осторонь середньої лінії голови, звукова хвиля приходить на одне вухо раніше і з більшою силою, ніж на інше. З іншого боку, лише на рівні задніх пагорбів четверохолмия знайдено нейрони, реагують лише певний напрямок руху джерела звуку у просторі.

Чутка в онтогенезі

Незважаючи на ранній розвиток слухового аналізатора, орган слуху у новонародженого ще не сформований. У нього має місце відносна глухота, яка пов'язана з особливостями будови вуха. Порожнина середнього вуха у новонароджених заповнена амніотичною рідиною, що ускладнює коливання слухових кісточок. Амніотична рідина поступово розсмоктується, і в порожнину вуха з носоглотки через євстахієву трубу проникає повітря.

Новонароджений реагує на гучні звуки здриганням, припиненням плачу, зміною дихання. Цілком виразним слух у дітей стає до кінця 2-го – початку 3-го місяця. На 2-му місяці життя дитина диференціює якісно різні звуки, у 3-4 місяці розрізняє висоту в межах від 1 до 4 октав, у 4-5 місяців звуки стають умовними подразникамиХоча умовні харчові та оборонні рефлекси на звукові подразники виробляються вже з 3-5-тижневого віку. До 1-2 років діти диференціюють звуки, різниця між якими становить 1 тон, а до 4 років - навіть 3/4 та 1/2 тони.

Гострота слуху визначається найменшою силою звуку, що може викликати звукове відчуття (поріг чутності). У дорослої людини поріг чутності лежить у межах 10-12 дБ, у дітей 6-9 років - 17-24 дБ, 10-12-років - 14-19 дБ. Найбільша гострота звуку досягається до середнього та старшого шкільного віку. Низькі тони діти сприймають краще за високі. У розвитку слуху в дітей віком велике значення має спілкування з дорослими. Розвиває слух у дітей слухання музики, навчання гри музичних інструментах.

Вступ

Висновок

Список літератури

Вступ

Суспільство, в якому ми живемо, є інформаційним суспільством, де основним фактором виробництва є знання, основним продуктом виробництва є послуги, а характерними рисами суспільства є комп'ютеризація, а також різке підвищеннятворчого початку у праці. Зростає роль зв'язків з іншими країнами, відбувається процес глобалізації в усіх галузях суспільства.

Ключову роль у комунікації між державами відіграють професії, пов'язані з іноземними мовами, лінгвістикою, соціальними науками Зростає потреба у вивченні систем розпізнавання мови для здійснення автоматизованого перекладу, що сприятиме збільшенню продуктивності праці у сферах економіки, пов'язаних з міжкультурною комунікацією. Тому важливо вивчити фізіологію та механізми функціонування слухового аналізатора як засоби сприйняття та передачі мови у відповідний відділ мозку для подальшої обробки та синтезу нових мовних одиниць.

Слуховий аналізатор - це сукупність механічних, рецепторних та нервових структур, діяльність яких забезпечує сприйняття людиною та тваринами звукових коливань. З анатомічної точки зору слухову систему можна розділити на зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо, слуховий нерв та центральні слухові шляхи. З погляду процесів, що призводять в кінцевому підсумку до сприйняття слуху, слухову систему поділяють на звукопровідну та звукосприймаючу.

У різних умовахдовкілля під впливом багатьох факторів чутливість слухового аналізатора може змінюватися. Для вивчення цих факторів є різні методи дослідження слуху.

слуховий аналізатор фізіологія чутливість

1. Значення вивчення аналізаторів людини з погляду сучасних інформаційних технологій

Вже кілька десятків років тому люди робили спроби створення систем синтезу та розпізнавання мови в сучасних інформаційних технологій. Зрозуміло, всі ці спроби починалися з дослідження анатомії та принципів роботи мовних, а також слухових органів людини, сподіваючись змоделювати їх за допомогою комп'ютера та спеціальних. електронних пристроїв.

Які особливості слухового аналізатора людини? Слуховий аналізатор уловлює форму звукової хвилі, частотний спектр чистих тонів і шумів, здійснює у певних межах аналіз та синтез частотних компонентів звукових подразнень, виявляє та упізнає звуки у великому діапазоні інтенсивності та частот. Слуховий аналізатор дозволяє диференціювати звукові подразнення та визначати напрямок звуку, а також віддаленість його джерела. Вуха сприймають коливання повітря і перетворюють їх на електричні сигнали, що надходять у мозок. В результаті обробки мозком людини ці сигнали перетворюються на образи. Створення таких алгоритмів обробки інформації для комп'ютерних технологій і є науковим завданням, рішення якого необхідне розробки максимально безпомилково працюючих систем розпізнавання промови.

За допомогою програм розпізнавання мовлення багато користувачів диктують тексти документів. Така можливість є актуальною, наприклад, для медиків, які проводять обстеження (в ході якого руки зазвичай зайняті) і одночасно протоколюють його результати. Користувачі ПК можуть використовувати програми розпізнавання мови для введення команд, тобто слово, що промовляється, сприйматиметься системою як клацання клавіші миші. Користувач командує: "Відкрити файл", "Надіслати пошту" або "Нове вікно", а комп'ютер виконує відповідні дії. Це особливо актуально для людей з обмеженими фізичними можливостями- замість миші та клавіатури вони зможуть керувати комп'ютером за допомогою голосу.

Вивчення внутрішнього вуха допомагає дослідникам зрозуміти механізми, за допомогою яких людина здатна розпізнавати мову, хоча це не так просто. Багато винаходів людина "підглядає" у природи, і такі спроби робляться і фахівцями в галузі синтезу та розпізнавання мови.

2. Види аналізаторів людини та їх коротка характеристика

Аналізатори (від грец. analysis - розкладання, розчленування) - система чутливих нервових утворень, що здійснюють аналіз та синтез явищ зовнішньої та внутрішнього середовищаорганізму. Термін запроваджено неврологічну літературу І.П. Павловим, згідно з уявленнями якого кожен аналізатор складається із специфічних сприймаючих утворень (рецептори, органи почуттів), що становлять периферичний відділ аналізатора, відповідних нервів, що зв'язують ці рецептори з різними поверхами ЦНС (провідникова частина), та мозкового кінця, представленого у вищих тварин у корі великих півкуль головного мозку.

Залежно від рецепторної функції розрізняють аналізатори зовнішнього та внутрішнього середовища. Перші рецепторами звернені до довкілля і пристосовані аналізувати явища, які у навколишньому світі. До таких аналізаторів належать зоровий аналізатор, аналізатор слуху, шкірний, нюховий, смаковий. Аналізатори внутрішнього середовища - аферентні нервові прилади, рецепторні апарати яких знаходяться в внутрішніх органахта пристосовані до аналізу того, що відбувається в самому організмі. До таких аналізаторів відноситься також руховий аналізатор (рецепторний апарат його представлений м'язовими веретенами та рецепторами Гольджі), що забезпечує можливість точного управління опорно-руховим апаратом. Істотну роль механізмах статокінетичної координації грає й інший внутрішній аналізатор - вестибулярний, тісно взаємодіє з аналізатором руху. Двигун аналізатора людини включає і спеціальний відділ, що забезпечує передачу сигналів з рецепторів органів мови у вищі поверхи ЦНС. У зв'язку з важливим значенням цього відділу в діяльності мозку людини його іноді розглядають як "речовисувальний аналізатор".

Рецепторний апарат кожного аналізатора пристосований до трансформації певного видуенергії в нервове збудження. Так, рецептори звуку вибірково реагують на звукові подразнення, світла – на світлові, смаку – на хімічні, шкіри – на тактильно-температурні тощо. Спеціалізація рецепторів забезпечує аналіз явищ зовнішнього світу з їхньої окремі елементи вже лише на рівні периферичного відділу аналізатора.

Біологічна роль аналізаторів полягає в тому, що вони є спеціалізованими системами, що стежать, інформують організм про всі події, що відбуваються в навколишньому середовищі і всередині нього. З величезного потоку сигналів, що безперервно надходять у мозок за зовнішніми та внутрішніми аналізаторами, відбирається та корисна інформація, яка виявляється суттєвою у процесах саморегулювання (підтримання оптимального, константного рівня функціонування організму) та активної поведінкитварин у навколишньому середовищі. Експерименти показують, що складна аналітико-синтетична діяльність мозку, детермінована факторами зовнішнього та внутрішнього середовища, здійснюється за поліаналізаційним принципом. Це означає, що вся складна нейродинаміка кіркових процесів, що формує цілісну діяльність мозку, складається зі складної взаємодії аналізаторів. Але це стосується вже іншої теми. Перейдемо безпосередньо до слухового аналізатора та розглянемо його докладніше.

3. Слуховий аналізатор як засіб сприйняття звукової інформації людиною

3.1 Фізіологія слухового аналізатора

Периферичний відділ слухового аналізатора (слуховий аналізатор з органом рівноваги - вухо (auris)) є складним органом почуттів. Закінчення його нерва закладено в глибині вуха, завдяки чому вони оберігаються від дії різноманітних сторонніх подразників, але в той же час легко доступні для звукових подразнень. В органі слуху закладено рецептори трьох видів:

а) рецептори, що сприймають звукові коливання (коливання повітряних хвиль), які ми відчуваємо як звук;

б) рецептори, які дають можливість визначити положення нашого тіла у просторі;

в) рецептори, що сприймають зміни напрямку та швидкості руху.

Вухо прийнято розділяти на три відділи: зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо.

Зовнішнє вухоскладається з вушної раковини та зовнішнього слухового проходу. Вушна раковинапобудована з пружного еластичного хряща, покритого тонким малорухомим шаром шкіри. Вона є збирачем звукових хвиль; у людини вона нерухома і важливої ​​роліне грає, на відміну тварин; навіть за її повній відсутності помітного розладу слуху немає.

Зовнішній слуховий прохід є дещо вигнутим каналом близько 2,5 см довжини. Цей канал вистелений шкірою з дрібними волосками і містить особливі залозки, схожі на великі апокринові залози шкіри, що виділяють сірку вуха, яка разом з волосками оберігає зовнішнє вухо від засмічення пилом. Він складається із зовнішнього відділу - хрящового зовнішнього слухового проходу та внутрішнього - кісткового слухового проходу, що залягає у скроневій кістці. Внутрішній кінець його закритий тонкою еластичною барабанною перетинкою, яка є продовженням шкірного покривузовнішнього слухового проходу та відокремлює його від порожнини середнього вуха. Зовнішнє вухо в органі слуху грає лише допоміжну роль, беручи участь у збиранні та проведенні звуків.

Середнє вухо, або барабанна порожнина (рис. 1), розташовується всередині скроневої кістки між зовнішнім слуховим проходом, від якого вона відокремлена барабанною перетинкою, та внутрішнім вухом; вона є зовсім невеликою неправильної формипорожнину ємністю до 0,75 мл, що повідомляється з підрядними порожнинами - осередками соскоподібного відростка та з порожниною глотки (див. нижче).

Мал. 1. Орган слуху у розрізі. 1 - колінчастий вузол лицевого нерва; 2 – лицьовий нерв; 3 - молоточок; 4 - верхній півкружний канал; 5 - задній півкружний канал; 6 - ковадло; 7 – кісткова частина зовнішнього слухового проходу; 8 - хрящова частиназовнішнього слухового проходу; 9 - барабанна перетинка; 10 – кісткова частина слухової труби; 11 – хрящова частина слухової труби; 12 - великий поверхневий кам'янистий нерв; 13 – верхівка піраміди.

на медіальної стінкибарабанної порожнини, зверненої до внутрішнього вуха, знаходиться два отвори: овальне вікно присінка та кругле вікно равлика; перше закрите платівкою стремена. Барабанна порожнина за допомогою невеликої (довжиною в 4 см) слухової (євстахієвої) труби (tuba auditiva) повідомляється з верхнім відділом глотки - носоглоткою. Отвір труби відкривається на бічній стінці глотки і таким чином повідомляється із зовнішнім повітрям. Щоразу, коли слухова труба відкривається (що відбувається при кожному ковтальному русі), повітря барабанної порожнини оновлюється. Завдяки їй тиск на барабанну перетинку з боку барабанної порожнини завжди підтримується на рівні тиску зовнішнього повітря, і таким чином, зовні і зсередини барабанна перетинка піддається однаковому атмосферному тиску.

Це врівноваження тиску з обох боків барабанної перетинки має дуже важливе значення, так як нормальні коливання її можливі тільки в тому випадку, коли тиск зовнішнього повітря дорівнює тиску в порожнині середнього вуха. Коли між тиском атмосферного повітря та тиском барабанної порожнини є різниця, гострота слуху порушується. Таким чином, слухова труба є як би свого роду запобіжним клапаном, що вирівнює тиск у середньому вусі.

Стінки барабанної порожнини і особливо слухової труби вистелені епітелієм, а слизові труби - миготливим епітелієм; коливання його волосків спрямоване у бік глотки.

Глотковий кінець слухової труби багатий на слизові залози і лімфатичні вузлики.

З латерального боку порожнини перебуває барабанна перетинка. Барабанна перетинка (membrana tympani) (рис. 2) сприймає звукові коливання повітря та передає їх на звукопровідну систему середнього вуха. Вона має форму кола або еліпса діаметром 9 і 11 мм і складається з еластичної сполучної тканини, волокна якої зовнішньої поверхнірозташовуються радіально, але в внутрішній - циркулярно; її товщина становить лише 0,1 мм; вона натягнута кілька косо: зверху вниз і ззаду наперед, трохи увігнута всередину, так як від стінок барабанної порожнини до рукоятки молоточка йде згаданий м'яз, що натягує барабанну перетинку (вона відтягує перетинку всередину). Ланцюг ж слухових кісточок служить передачі коливань повітря від барабанної перетинки на рідина, що заповнює внутрішнє вухо. Барабанна перетинка натягнута не сильно і власного тону не видає, а передає лише звукові хвилі. Завдяки тому, що коливання барабанної перетинки дуже швидко згасають, вона є чудовим передавачам тиску і майже не спотворює форму звукової хвилі. Зовні барабанна перетинка покрита витонченою шкірою, а з поверхні, зверненої до барабанної порожнини, - слизової оболонки, вистеленої плоским багатошаровим епітелієм.

Між барабанною перетинкою і овальним вікном розташована система маленьких слухових кісточок, що передають коливання барабанної перетинки у внутрішнє вухо: молоточок (malleus), ковадло (incus) і стремечко (stapes), з'єднаних між собою суглобами і зв'язками, які рухаються двома маленькими м'язами. Молоточок прирощений до внутрішньої поверхнібарабанної перетинки своєю рукояткою, а головкою зчленований з ковадлом. Ковадла ж одним зі своїх відростків з'єднана зі стрімцем, яке розташоване горизонтально і своєю широкою основою (пластинкою) вставлене в овальне віконце, щільно прилягаючи до його перетинки.

Мал. 2. Барабанна перетинка та слухові кісточки з внутрішньої сторони. 1 - головка молоточка; 2 - верхня зв'язка її; 3 – печера барабанної порожнини; 4 - ковадло; 5 - зв'язування її; 6 – барабанна струна; 7 – пірамідне піднесення; 8 - стремінце; 9 - рукоятка молоточка; 10 - барабанна перетинка; 11 - євстахієва труба; 12 - перегородка між напівканалами для труби та для м'яза; 13 - м'яз, що напружує барабанну перетинку; 14 - передній відросток молоточка

Заслуговують на велику увагу м'язи барабанної порожнини. Одна з них – m. tensor timpani - прикріплюється до шийки молоточка. При її скороченні фіксується зчленування між молоточком та ковадлом і збільшується напруга барабанної перетинки, що має місце при сильних звукових коливаннях. У цей час основа стремена дещо вдавлюється в овальне вікно.

Другий м'яз - m. stapedius (найменша з поперечносмугастих м'язів у тілі людини) - прикріплюється до головки стремена. При скороченні цього м'яза зчленування між ковадлом і стремінцем відтягується донизу і обмежує рух стремена у овальному вікні.

Внутрішнє вухо.Внутрішнє вухо представлене найбільш важливою і складно влаштованою частиною слухового апарату, що має назву лабіринту. Лабіринт внутрішнього вуха розташовується глибоко в пірамідці скроневої кістки, як у кістковому футлярі між середнім вухом і внутрішнім слуховим проходом. Розмір кісткового вушного лабіринту з його довгої осі вбирається у 2 див. Від середнього вуха він відділений овальним і круглим вікнами. Отвір внутрішнього слухового проходу на поверхні пірамідки скроневої кістки, через який виходить з лабіринту слуховий нерв, закритий тонкою кістковою пластинкою з дрібними отворами для виходу з внутрішнього вуха волокон слухового нерва. Усередині кісткового лабіринту розташовується замкнутий сполучнотканинний перетинковий лабіринт, що точно повторює форму кісткового, але кілька менших розмірів. Вузький простір між кістковим і перетинчастим лабіринтами заповнений рідиною, подібною за своїм складом з лімфою і носить назву перилі мфи. Уся внутрішня порожнина перетинчастого лабіринту також заповнена рідиною, яка називається ендолімфою. Перетинчастий лабіринт але в багатьох місцях з'єднаний зі стінками кісткового лабіринту щільними тяжами, що йдуть через перилімфатичний простір. Завдяки такому розташуванню перетинчастий лабіринт виявляється підвішеним усередині кісткового лабіринту, подібно до того, як мозок підвішений (всередині черепної коробки на своїх мозкових оболонках).

Лабіринт (рис. 3 і 4) складається з трьох відділів: переддень лабіринту, півкружних каналів та равлики.

Мал. 3. Схема відношень перетинчастого лабіринту до кісткового. 1 - протока, що зв'язує маточку з мішечком; 2 - верхня перетинчаста ампула; 3 - ендолімфатична протока; 4 – ендолімфатичний мішечок; 5 – перелімфатичний простір; 6 - піраміда скроневої кістки: 7 - верхівка перетинчастої равликової протоки; 8 - повідомлення між обома сходами (гелікотрема); 9 - равликовий перетинковий хід; 10 - сходи присінка; 11 - сходи барабанні; 12 - мішечок; 13 – сполучний хід; 14 - перилімфатична протока; 15 - кругле вікно равлика; 16 - овальне вікно присінка; 17 - барабанна порожнина; 18 - сліпий кінець равликового ходу; 19 - задня перетинчаста ампула; 20 - маточка; 21 - півкружний канал; 22 - верхній півкружний хід

Мал. 4. Поперечний розріз через хід равлика. 1 - сходи присінка; 2 - рейсснерова перетинка; 3 - покривна перетинка; 4 - равликовий канал, в якому знаходиться кортієвий орган (між покривною та основною перетинками); 5 і 16 - слухові клітини з віями; 6 – опорні клітини; 7 - спіральна зв'язка; 8 та 14 - кісткова тканинаравлики; 9 – опорна клітина; 10 і 15 - спеціальні опорні клітини (так звані кортієві клітини - стовпи); 11 - барабанні сходи; 12 - основна перетинка; 13 - нервові клітини спірального равликового вузла.

Перетинчасте переддень (vestibulum) є невеликою овальною порожниною, що займає середню частинулабіринту і що складається з двох бульбашок-мішочків, з'єднаних між собою вузьким канальцем; один із них - задній, так званий маточка (utriculus), повідомляється з перетинчастими півкружними каналами п'ятьма отворами, а передній мішечок (sacculus) - з перетинчастим равликом. Кожен із мішечків апарату напередодні наповнений ендолімфою. Стінки мішечків вистелені плоским епітелієм, за винятком однієї ділянки - так званої цятки (macula), де є циліндричний епітелій, що містить опорні та волоскові клітини, що несуть на своїй поверхні тонкі відростки, звернені в порожнину мішечка. У вищих тварин є дрібні кристали вапна (отоліти), склеєні в одну грудочку разом із волосками невроепітеліальних клітин, у яких закінчуються нервові волоконця вестибулярного нерва (ramus vestibularis – гілка слухового нерва).

Ззаду від передодня розташовані три взаємно перпендикулярні півкружні канали (canales semicirculares) - один у горизонтальній площині і два у вертикальній. Півколові канали є дуже вузькими трубками, наповненими ендолімфою. Кожен із каналів утворює одному зі своїх кінців розширення - ампулу, де розташовані закінчення вестибулярного нерва, розподіляються у клітинах чутливого епітелію, зосереджених у так званому слуховому гребінці (crista acustica). Клітини чутливого епітелію слухового гребінця дуже схожі на ті, які є в цятки - на поверхні, зверненій в порожнину ампули, вони несуть волоски, які склеєні між собою і утворюють подобу пензлика (cupula). Вільна поверхня пензлика досягає протилежної (верхньої) стінки каналу, залишаючи вільним нікчемний просвіт його порожнини, перешкоджаючи пересуванню ендолімфи.

Спереду від присінка розташовується равлик (cochlea), що є перетинчастим спірально звивистим каналом, також розташований усередині кістки. Спіраль равлики у людини робить 2 3/4обертання навколо центральної кісткової осі і закінчується сліпою. Кісткова вісь равлика верхівкою звернена до середнього вуха, а своєю основою закриває внутрішній слуховий прохід.

У порожнину спірального каналуравлики по всій його довжині від кісткової осі відходить і вдається теж спіральна кісткова пластинка - перегородка, що розділяє спіральну порожнину равлика на два ходи: верхній, сполучений з напередодні лабіринту, так звану драбину присінку (scala vestibuli), і нижній, упір круглого вікна барабанної порожнини і тому носить назву барабанних сходів (scala tympani). Сходами ці ходи називаються тому, що, завиваючись спірально, вони нагадують сходи з смужкою, що похило піднімається, але тільки без сходів. В кінці равлика обидва ходи повідомляються отвором близько 0,03 мм у діаметрі.

Ця перегороджуюча порожнина равлика поздовжня кісткова пластинка, що відходить від увігнутої стінки, не доходить до протилежної сторони, а її продовженням служить сполучнотканина перетинчаста спіральна пластинка, що носить назву основної перетинки, або основної мембрани (membrana basilaris), яка вже впритул примикає до стіни всієї довжини загальної порожниниравлики.

Від краю кісткової пластинки відходить ще одна перетинка (рейснерова) під кутом над основною, яка обмежує собою невеликий середній хід між двома першими ходами (сходами). Цей хід називається каналом равлика (ductus cochlearis) і повідомляється з мішечком присінка; він і є органом слуху у сенсі слова. Канал равлика на поперечному розрізі має форму трикутника і у свою чергу розділений (але не цілком) на два поверхи третьою перетинкою - покривною (membrana tectoria), що грає, мабуть, велику роль у процесі сприйняття відчуттів. У нижньому поверсі цього останнього каналу на основній мембрані у вигляді виступу нейроепітелію розташований дуже складний пристрій власне сприймає апарат слухового аналізатора - спіральний (кортієв) орган (organon spirale Cortii) (рис. 5), що омивається разом з основною мембраною внутрішньолабіринтовою рідиною і грає по відношенню до слуху ту ж роль, яку сітківка по відношенню до зору.

Мал. 5. Мікроскопічна будова кортієва органу. 1 – основна мембрана; 2 – покривна мембрана; 3 – слухові клітини; 4 - клітини слухового ганглію

Спіральний орган складається з численних різноманітних опорних та епітеліальних клітин, розташованих на основній мембрані. Клітини подовженої форми розташовуються в два ряди і звуться стовпів Корті. Клітини обох рядів дещо нахилені один до одного і утворюють кортієві дуги числом до 4000 по всьому равлику. При цьому у равликовому каналі утворюється так званий внутрішній тунель, заповнений міжклітинною речовиною. На внутрішній поверхні кортієвих стовпів є ряд циліндричних епітеліальних клітин, на вільній поверхні яких є по 15-20 волосків, - це чутливі, що сприймають так звані волоскові клітини. Тонкі і довгі волоконця - слухові волоски, склеюючись між собою, утворюють на кожній такій клітині ніжні щіточки. До зовнішній стороніцих слухових клітин примикають опорні клітини Дейтерса. Таким чином, волоскові клітини закріплені на основній мембрані. До них підходять тоненькі нервові безм'якотні волоконця і утворюють у них надзвичайно ніжну мережу фібрилярні. Слуховий нерв(його гілка - ramus cochlearis) проникає в середину равлика і йде її осі, віддаючи численні гілочки. Тут кожне м'якотне нервове волокно втрачає свій мієлін і переходить у нервову клітину, що володіє, подібно до клітин спіральних гангліїв, сполучнотканинною оболонкою та гліозними оболонковими клітинами. Вся сума цих нервових клітинзагалом і утворює спіральний ганглій (ganglion spirale), що займає всю периферію осі равлика. З цього нервового ганглія вже спрямовуються нервові волокна до апарату, що сприймає - спірального органу.

Сама ж основна мембрана, на якій розташований спіральний орган, складається з найтонших, щільних і туго натягнутих волоконець, ("струн") (близько 30000), які, починаючись від основи равлика (біля овального вікна), поступово подовжуються до верхнього завитка її, доходячи від 50 до 500 ?(точніше – від 0,04125 до 0,495 мм), тобто. короткі біля овального вікна, вони стають дедалі довшими у напрямку вершини равлики, збільшуючись приблизно 10-12 раз. Довжина основної перетинки від основи до вершини равлика дорівнює приблизно 335 мм.

Гельмгольц, який створив наприкінці минулого століття теорію слуху, основну мембрану равлика з її волокнами різної довжини порівнював із музичним інструментом - арфою, тільки в цій живій арфі натягнуто величезну кількість "струн".

Сприймаючим апаратом слухових подразнень є спіральний (кортієвий) орган равлика. Напередодні і півкружні канали грають роль органів рівноваги. Щоправда, сприйняття становища та руху тіла у просторі залежить від спільної функції багатьох органів чуття: зору, дотику, м'язового почуття та інших., тобто. рефлекторна діяльність, необхідна для збереження рівноваги, забезпечується імпульсами в різних органах. Але основна роль у цьому належить напередодні та півкружним каналам.

3.2 Чутливість слухового аналізатора

Вухо людини сприймає як звук коливання повітря від 16 до 20000 Гц. Верхня межа звуків, що сприймаються, залежить від віку: чим людина старша, тим вона нижча; часто люди похилого віку не чують високих тонів, наприклад, звуку, що видається цвіркуном. У багатьох тварин верхня межа лежить вище; у собак, наприклад, вдається утворити цілий ряд умовних рефлексівна нечутні людиною звуки.

При коливаннях до 300 Гц і від 3000 Гц чутливість різко зменшується: наприклад, при 20 Гц, і навіть при 20000 Гц. З віком чутливість слухового аналізатора, як правило, значно знижується, але головним чином до звуків великої частоти, до низьких (до 1000 коливань в секунду) залишається майже незмінним аж до старечого віку.

Сказане означає, що для покращення якості розпізнавання мовлення комп'ютерні системи можуть виключити з аналізу частоти, що лежать поза діапазоном 300-3000 Гц або навіть поза діапазоном 300-2400 Гц.

У разі повної тиші чутливість слуху підвищується. Якщо ж починає звучати тон певної висоти та незмінної інтенсивності, то внаслідок адаптації до нього відчуття гучності знижується спочатку швидко, а потім дедалі повільніше. Однак, хоча й меншою мірою, знижується чутливість до звуків, більш менш близьких за частотою коливань до тону, що звучить. Однак зазвичай адаптація не поширюється на весь діапазон звуків, що сприймаються. Після припинення звуку внаслідок адаптації до тиші вже через 10-15 секунд відновлюється колишній рівень чутливості.

Частково адаптація залежить від периферичного відділу аналізатора, а саме від зміни як посилюючої функції звукового апарату, так і збудливості волоскових клітин кортієва органу. Центральний відділ аналізатора також бере участь у явищах адаптації, про що свідчить хоча б той факт, що при дії звуку тільки одне вухо зрушення чутливості спостерігаються в обох вухах.

Змінюється чутливість і за одночасної дії двох тонів різної висоти. В останньому випадку слабкий звук заглушується сильнішим головним чином тому, що осередок збудження, що виникає в корі під впливом сильного звуку, знижує внаслідок негативної індукції збудливість інших ділянок коркового відділу того ж аналізатора.

Тривале вплив сильних звуків може спричинити заборонене гальмування кіркових клітин. В результаті чутливість слухового аналізатора різко знижується. Такий стан зберігається деякий час після припинення роздратування.

Висновок

Складна структураСистема слухового аналізатора обумовлена ​​багатоступеневим алгоритмом передачі сигналу в скроневий відділ мозку. Зовнішнє та середнє вухо передають звукові коливання в равлик, розташований у внутрішньому вусі. Чутливі волоски, розташовані в равлику, перетворюють коливання в електричні сигнали, що надходять нервами в слухову зону головного мозку.

При розгляді питання про функціонування слухового аналізатора для подальшого застосування знань під час створення програм розпізнавання мови слід враховувати й межі чутливості органу слуху. Частотний діапазон звукових коливань, що сприймаються людиною, становить 16-20 000 Гц. Однак частотний діапазон мови вже й становить 300-4000 Гц. Мова залишається розбірливою при подальшому звуженні частотного діапазонудо 300-2400 Гц. Цей факт можна використовувати в системах розпізнавання мови для зниження впливу перешкод.

Список літератури

1.П.А. Баранов, А.В. Воронцов, С.В. Шевченка. Суспільствознавство: повний довідник. Москва, 2013

2.Велика Радянська Енциклопедія, 3-тє видання (1969-1978), том 23.

.А.В. Фролов, Г.В. Фролів. Синтез та розпізнавання мови. Сучасні рішення.

.Душков Б.А., Корольов А.В., Смирнов Б.А. Енциклопедичний словник: Психологія праці, управління, інженерна психологія та ергономіка. Москва, 2005

.Кучеров А.Г. Анатомія, фізіологія та методи дослідження органу слуху та рівноваги. Москва, 2002

.Станков А.Г. Анатомія людини. Москва, 1959

7.http://ioi-911. ucoz.ru/publ/1-1-0-47

.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.