Проходження звуку у вусі. Як ми чуємо

Багатьох із нас іноді цікавить просте фізіологічне питання, що стосується того, як ми чуємо. Давайте розглянемо, з чого складається наш орган слуху і як відбувається його робота.

Насамперед, зазначимо, що слуховий аналізатор має чотири частини:

1. Зовнішнє вухо. До нього відносять слуховий привід, вушну раковину, а також барабанну перетинку. Остання служить для ізоляції внутрішнього кінця слухового дроту від довкілля. Що стосується слухового проходу, то він має вигнуту форму довжиною близько 2,5 сантиметрів. На поверхні слухового проходу є залози, також вона покрита волосками. Саме ці залози і виділяють вушну сірку, яку ми вичищаємо вранці. Також слуховий прохід необхідний підтримки необхідної вологості і температури всередині вуха.
2. Середнє вухо. Та складова слухового аналізатора, яка знаходиться за барабанною перетинкою та заповнена повітрям, називається середнім вухом. Воно з'єднується за допомогою євстахієвої труби з носоглоткою. Євстахієва труба є досить вузьким хрящовим каналом, який у звичайному стані закритий. Коли ми здійснюємо ковтальні рухи, він відкривається і через нього в порожнину надходить повітря. Усередині середнього вуха розташовані три маленькі слухові кісточки: ковадло, молоточок і стремено. Молоточок за допомогою одного кінця з'єднується зі стремнем, а воно вже з литкою у внутрішньому вусі. Під впливом звуків барабанна перетинка перебуває у постійному русі, а слухові кісточки вже далі передають її коливання всередину. Вона є одним із найважливіших елементів, яке необхідно вивчити при розгляді того, яка будова вуха людини
3. Внутрішнє вухо. У цій частині слухового ансамблю є відразу кілька структур, проте слух контролює лише одна з них – равлик. Таку назву вона отримала через свою спіральну форму. Вона має три канали, які заповнені лімфатичними рідинами. У середньому каналі рідина значно відрізняється за складом інших. Той орган, який відповідає за слух, називається Кортієвим органом і розташований в середньому каналі. Він складається з кілька тисяч волосків, що уловлюють коливання, які створює рідина, що рухається каналом. Тут же генеруються електричні імпульси, які потім передаються в кору головного мозку. Певна волоскова клітка реагує на особливий вид звуку. Якщо відбувається так, що волоскова клітина гине, людина перестає сприймати той чи інший звук. Також для того, щоб зрозуміти, як людина чує, слід розглянути ще й слухові провідні шляхи.

Слухові шляхи

Ними є сукупність волокон, які проводять нервові імпульси від равлика і до слухових центрів вашої голови. Саме завдяки шляхам наш мозок сприймає той чи інший звук. Знаходяться слухові центри у скроневих частках мозку. Звук, який проходить через зовнішнє вухо до головного мозку, триває близько десяти мілісекунд.

Як ми сприймаємо звук

Людське вухо переробляє одержувані з навколишнього середовища звуки в спеціальні механічні коливання, які потім перетворюють рух рідини в равлику в електричні імпульси. Вони шляхом центральної слухової системи переходять у скроневі частини мозку, щоб потім бути розпізнаними і обробленими. Тепер уже проміжні вузли і сам головний мозок витягує певну інформацію щодо гучності та висоти звучання, а також інші характеристики, такі як час уловлювання звуку, напрямок звуку та інші. Таким чином, мозок може сприймати отриману інформацію від кожного вуха по черзі або разом, отримуючи єдине відчуття.

Відомо, що всередині нашого вуха зберігаються якісь «шаблони» вже вивчених звуків, які наш мозок розпізнав. Саме вони допомагають мозку правильно сортувати та визначати першоджерело інформації. Якщо звук знижується, мозок відповідно починає отримувати неправильну інформацію, що може призвести до неправильного тлумачення звуків. Але не тільки звуки можуть спотворюватися, згодом головний мозок теж піддається неправильному трактуванню тих чи інших звуків. Результатом може бути неправильна реакція людини або неправильне трактування інформації. Щоб правильно чути і достовірно трактувати почуте нам знадобиться синхронна робота, як мозку, так і слухового аналізатора. Саме тому можна відзначити, що людина чує не лише вухами, а й головним мозком.

Таким чином, будова вуха людини є досить складною. Тільки узгоджена робота всіх частин органу слуху та головного мозку дозволить нам правильно розуміти та трактувати почуте.

Почуття слуху – одне з головних у житті людини. Слух і мова разом становлять важливий засіб спілкування між людьми, є основою взаємин людей у ​​суспільстві. Втрата слуху може призвести до порушень поведінки людини. Глухі діти що неспроможні навчитися повноцінної промови.

За допомогою слуху людина вловлює різні звуки, що сигналізують про те, що відбувається у зовнішньому світі, звуки навколишньої природи - шарудіння лісу, спів птахів, звуки моря, а також різні музичні твори. За допомогою слуху сприйняття світу стає яскравішим і багатшим.

Вухо та його функція. Звук, або звукова хвиля, - це чергування розрідження і згущення повітря, що поширюється на всі боки від джерела звуку. А джерелом звуку може бути будь-яке тіло, що вагається. Звукові коливання сприймаються нашим органом слуха.

Орган слуху побудований дуже складно і складається із зовнішнього, середнього та внутрішнього вуха. Зовнішнє вухо складається з вушної раковини та слухового проходу. Вушні раковини багатьох тварин можуть рухатися. Це допомагає тварині вловлювати, звідки лунає навіть тихий звук. Вушні раковини людини також служать визначення напрями звуку, хоча вони позбавлені рухливості. Слуховий прохід поєднує зовнішнє вухо з наступним відділом - середнім вухом.

Слуховий прохід перегороджений на внутрішньому кінці туго натягнутою барабанною перетинкою. Звукова хвиля, ударяючи в барабанну перетинку, змушує її вагатися, вібрувати. Частота вібрації барабанної перетинки тим більше, що вищий звук. Чим сильніший звук, тим сильніше коливається перетинка. Але якщо звук дуже слабкий, ледве чутний, то ці коливання дуже малі. Мінімальна чутність натренованого вуха знаходиться на межі тих коливань, які створюються безладним рухом молекул повітря. Значить, людське вухо – унікальний за чутливістю слуховий прилад.

За барабанною перетинкою лежить заповнена повітрям порожнина середнього вуха. Ця порожнина з'єднана з носоглоткою вузьким проходом – слуховою трубою. При ковтанні відбувається обмін повітрям між ковткою та середнім вухом. Зміна тиску зовнішнього повітря, наприклад, у літаку, викликає неприємне відчуття - "закладає вуха". Воно пояснюється прогином барабанної перетинки через різницю між атмосферним тиском і тиском у порожнині середнього вуха. При ковтанні слухова труба відкривається і тиск з обох боків барабанної перетинки вирівнюється.

У середньому вусі розташовані три маленькі, послідовно пов'язані між собою кісточки: молоточок, ковадло і стремено. Молоточок, з'єднаний з барабанною перетинкою, передає її коливання спочатку на ковадло, а потім посилені коливання передаються на стремено. У платівці, що відокремлює порожнину середнього вуха від порожнини внутрішнього вуха, два вікна, затягнуті тонкими перетинками. Одне вікно овальне, в нього "стукає" стремено, інше - кругле.

За середнім вухом починається внутрішнє вухо. Воно розташоване в глибині скроневої кістки черепа. Внутрішнє вухо є системою лабіринту і звивистих каналів, заповнених рідиною. У лабіринті знаходиться відразу два органи: орган слуху - равлик і орган рівноваги - вестибулярний апарат. Равлик - цей спірально закручений кістковий канал, що має у людини два з половиною обороти. Коливання перетинки овального вікна передаються рідині, що заповнює внутрішнє вухо. І вона, у свою чергу, починає вагатися з тією самою частотою. Вібруючи, рідина дратує слухові рецептори, розташовані в равлику. Канал равлика по всій довжині розділений навпіл перетинчастою перегородкою. Частина цієї перегородки складається з тонкої перетинки – мембрани. На мембрані знаходяться клітини, що сприймають - слухові рецептори. Коливання рідини, що заповнює равлик, подразнюють окремі слухові рецептори. У них виникають імпульси, що передаються по слуховому нерву в головний мозок. На схемі показані всі послідовні процеси перетворення звукової хвилі на нервову сигналізацію. Слухове сприйняття. У головному мозку відбувається розрізнення сили, висоти та характеру звуку, його розташування у просторі. Ми чуємо два вуха, і це має велике значення для визначення напрямку звуку. Якщо звукові хвилі приходять одночасно в обидва вуха, ми сприймаємо звук посередині (спереду і ззаду). Якщо звукові хвилі трохи раніше прийдуть в одне вухо, ніж в інше, ми сприймаємо звук або праворуч, або зліва.

1. Звукопровідна та звукосприймаюча частини слухового апарату.

2. Роль зовнішнього вуха.

3. Роль середнього вуха.

4. Роль внутрішнього вуха.

5. Визначення локалізації джерела звуку горизонтальній площині - бинауральный ефект.

6. Визначення локалізації джерела звуку у вертикальній площині.

7. Слухові апарати та протези. Тімпанометрія.

8. Завдання.

Слух -сприйняття звукових коливань, що здійснюється органами слуха.

4.1. Звукопровідна та звукосприймаюча частини слухового апарату

Орган слуху людини є складною системою, що складається з наступних елементів:

1 – вушна раковина; 2 – зовнішній слуховий прохід; 3 - барабанна перетинка; 4 - молоточок; 5 - ковадло; 6 - стремінце; 7 – овальне вікно; 8 - вестибулярні сходи; 9 – кругле вікно; 10 - барабанні сходи; 11 - равликовий канал; 12 – основна (базилярна) мембрана.

Будова слухового апарату показано на рис. 4.1.

За анатомічною ознакою в слуховому апараті людини виділяють зовнішнє вухо (1-3), середнє вухо (3-7) та внутрішнє вухо (7-13). За функціями, що виконуються в слуховому апараті людини виділяють звукопровідну і звукосприймаючу частини. Такий поділ представлений на рис. 4.2.

Мал. 4.1.Будова слухового апарату (а) та елементи органу слуху (б)

Мал. 4.2.Схематичне представлення основних елементів слухового апарату людини

4.2. Роль зовнішнього вуха

Функціонування зовнішнього вуха

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини, слухового проходу (у вигляді вузької трубки), барабанної перетинки. Вушна раковина відіграє роль звукоуловлювача, що концентрує звукові

хвилі на слуховому проході, в результаті чого звуковий тиск на барабанну перетинку збільшується в порівнянні зі звуковим тиском падаючої хвилі приблизно в 3 рази. Зовнішній слуховий прохід разом із вушною раковиною можна порівняти з резонатором типу труби. Барабанна перетинка, що відокремлює зовнішнє вухо від середнього вуха, є пластинкою, що складається з двох шарів колагенових волокон, орієнтованих по-різному. Товщина перетину близько 0,1 мм.

Причина найбільшої чутливості вуха області 3 кГц

Звук надходить у систему через зовнішній слуховий канал, який є закритою з одного боку акустичною трубою довжиною L = 2,5 см. Звукова хвиля проходить через слуховий прохід і частково відбивається від барабанної перетинки. В результаті відбувається інтерференція падаючої та відбитої хвиль і утворюється стояча хвиля. Виникає акустичний резонанс. Умови його прояву: довжина хвилі в 4 рази більша за довжину повітряного стовпа в слуховому проході. При цьому стовп повітря всередині каналу резонуватиме на звук із довжиною хвилі, що дорівнює чотирьом його довжинам. У слуховому каналі, як у трубі, резонуватиме хвиля довжиною λ = 4L = 4x0,025 = 0,1 м. Частота, на якій виникає акустичний резонанс, визначається так: ν = v /λ = 340/(4x0,025) = 3,4 кГц. Цей резонансний ефект пояснює той факт, що людське вухо має найбільшу чутливість на частоті близько 3 кГц (див. криві рівної гучності у лекції 3).

4.3. Роль середнього вуха

Будова середнього вуха

Середнє вухо є пристроєм, призначеним передачі звукових коливань з повітряної середовища зовнішнього вуха в рідке середовище внутрішнього вуха. Середнє вухо (див. рис. 4.1) містить барабанну перетинку, овальне та кругле вікна, а також слухові кісточки (молоточок, ковадло, стремечко). Воно є своєрідним барабаном (об'ємом 0,8 см 3), який відокремлюється від зовнішнього вуха барабанною перетинкою, а від внутрішнього вуха - овальним і круглим вікнами. Середнє вухо заповнене повітрям. Будь-яка різниця

тисків між зовнішнім та середнім вухом призводить до деформації барабанної перетинки. Барабанна перетинка - це лійкоподібна мембрана, вдавлена ​​всередину середнього вуха. Від неї звукова інформація передається кісточкам середнього вуха (форма барабанної перетинки забезпечує відсутність власних коливань, що дуже істотно, оскільки власні коливання перетинки створювали шумовий фон).

Проникнення звукової хвилі через кордон «повітря-рідина»

Щоб зрозуміти призначення середнього вуха, розглянемо безпосереднійперехід звуку з повітряного середовища до рідкого. На межі розділу двох середовищ одна частина падаючої хвилі відбивається, а інша частина переходить у другу середу. Частка енергії, що перейшла з одного середовища до іншого, залежить від величини коефіцієнта пропускання β (див. формулу 3.10).

Тобто, при переході з повітря у воду рівень інтенсивності звуку зменшується на 29 дБ. З енергетичної точки зору такий перехід абсолютно неефективний.З цієї причини існує спеціальний передавальний механізм - система слухових кісточок, які виконують функцію узгодження хвильових опорів повітряного та рідкого середовищ для зменшення енергетичних втрат.

Фізичні основи функціонування системи слухових кісточок

Система кісточок є послідовною ланкою, початок якої (молоточок)пов'язано з барабанною перетинкою зовнішнього вуха, а кінець (стремечко)- З овальним вікном внутрішнього вуха (рис. 4.3).

Мал. 4.3.Схема поширення звукової хвилі від зовнішнього вуха через середнє вухо у внутрішнє вухо:

1 - барабанна перетинка; 2 - молоточок; 3 - ковадло; 4 - стремінце; 5 – овальне вікно; 6 – кругле вікно; 7 – барабанний хід; 8 - равликовий хід; 9 – вестибулярний хід

Мал. 4.4.Схематичне подання розташування барабанної перетинки та овального вікна: S бп - площа барабанної перетинки; S оо - площа овального вікна

Площа барабанної перетинки дорівнює Ббп = 64 мм 2 а площа овального вікна S оо = 3 мм 2 . Схематично їх

взаємне розташування представлене рис. 4.4.

На барабанну перетинку діє звуковий тиск Р 1 , що створює силу

Система кісточок працює як важіль із співвідношенням плечей

L 1 /L 2 = 1,3, який дає виграш у силі з боку внутрішнього вуха у 1,3 рази (рис. 4.5).

Мал. 4.5.Схематичне представлення роботи системи кісточок як важеля.

Тому на овальне вікно діє сила F 2 = 1,3F 1 , що створює в рідкому середовищі внутрішнього вуха звуковий тиск Р 2 , який дорівнює

Виконані розрахунки показують, що з проходження звуку через середнє вухо відбувається збільшення рівня його інтенсивності на 28 дБ. Втрати рівня інтенсивності звуку при переході з повітряного середовища в рідке становлять 29 дБ. Загальна втрата інтенсивності становить лише 1 дБ замість 29 дБ, що мало місце за відсутності середнього вуха.

Ще одна функція середнього вуха – ослаблення передачі коливань у разі звуку великої інтенсивності. За допомогою м'язів рефлекторно може бути ослаблений зв'язок між кісточками при занадто високих інтенсивностях звуку.

Сильна зміна тиску в навколишньому середовищі (наприклад, пов'язана зі зміною висоти) може спричинити розтяг барабанної перетинки, що супроводжується больовими відчуттями, або навіть її розрив. Для захисту від таких перепадів тиску служить невелика євстахієва труба,яка з'єднує порожнину середнього вуха із верхньою частиною глотки (з атмосферою).

4.4. Роль внутрішнього вуха

Звуковосприймаючою системою слухового апарату є внутрішнє вухо і равлик, що входить до нього.

Внутрішнє вухо є замкненою порожниною. Ця порожнина, звана лабіринтом, має складну форму та заповнена рідиною – перилимфою. Вона складається з двох основних частин: равлика, що перетворює механічні коливання в електричний сигнал, і півкола вестибулярного апарату, що забезпечує рівновагу тіла в полі сили тяжіння.

Будова равлики

Равлик є порожнистим кістковим утворенням завдовжки 35 мм і має форму конусоподібної спіралі, що містить 2,5 завитка.

Перетин равлика показано на рис. 4.6.

По всій довжині равлики вздовж неї проходять дві перетинчасті перегородки, одна з яких називається вестибулярною мембраною,а інша - основною мембраною.Простір між

Мал. 4.6.Схематична будова равлика, що містить канали: - вестибулярний; Б – барабанний; У - равликовий; РМ – вестибулярна (рейснерова) мембрана; ПМ – покривна пластина; ОМ – основна (базилярна) мембрана; КО - кортієвий орган

ними - равликовий хід - заповнено рідиною, яка називається ендолімфою.

Вестибулярний та барабанний канали заповнені особливою рідиною – перилимфою. У верхній частині равлика вони з'єднуються між собою. Коливання стремінця передаються мембрані овального вікна, від неї перилимфе вестибулярного ходу, та був через тонку вестибулярну мембрану - ендолімфе равликового ходу. Коливання ендолімфи передаються основній мембрані, на якій знаходиться кортієвий орган, що містить чутливі волоскові клітини (близько 24 000), в яких виникають електричні потенціали, що передаються слуховим нервом в мозок.

Барабанний хід закінчується мембраною круглого вікна, що компенсує переміщення перелімфи.

Довжина основної мембрани приблизно дорівнює 32 мм. Вона дуже неоднорідна за своєю формою: розширюється та витончується у напрямку від овального вікна до верхівки равлика. Внаслідок цього модуль пружності основної мембрани поблизу основи равлика приблизно в 100 разів більше, ніж у вершини.

Частотно-виборчі властивості основної мембрани равлика

Основна мембрана є неоднорідною лінією передачі механічного збудження. При дії акустичного подразника основною мембраною поширюється хвиля, ступінь згасання якої залежить від частоти: що менше частота подразнення, то далі від овального вікна пошириться хвиля основний мембрані. Так, наприклад, хвиля із частотою 300 Гц до загасання пошириться приблизно на 25 мм від овального вікна, а хвиля із частотою 100 Гц – приблизно на 30 мм.

В даний час вважається, що сприйняття висоти тону визначається положенням максимуму коливань основної мембрани.

Коливання основної мембрани стимулюють рецепторні клітини, розташовані в кортієвому органі, внаслідок чого виникають потенціали дії, які передаються слуховим нервом у кору головного мозку.

4.5. Визначення локалізації джерела звуку в горизонтальній площині – бінауральний ефект

Бінауральний ефект- здатність встановлювати напрямок на джерело звуку у горизонтальній площині. Суть ефекту пояснюється рис. 4.7.

Нехай джерело звуку по черзі розташовують у точках А, В і С. З точки А, що знаходиться прямо перед обличчям, звукова хвиля потрапляє однаково в обидва вуха, причому шлях звукової хвилі до вушних раковин один і той же, тобто. для обох вух різниця ходу δ і різниця фаз Δφ звукових хвиль рівні нулю: δ = 0, Δφ = 0. Тому хвилі, що приходять, мають однакову фазу і інтенсивність.

З точки В звукова хвиля приходить в ліву і праву вушні раковини в різних фазах і з інтенсивністю, що відрізняються, так як проходить до вух різна відстань.

Якщо джерело розташоване в точці С, проти однієї з вушних раковин, то в цьому випадку різницю ходу можна прийняти рівною відстані між вушними раковинами: ≈ L ≈ 17 см = 0,17 м. При цьому різницю фаз Δφ можна розрахувати за формулою: Δφ = (2π/λ) δ. Для частоти = 1000 Гц і v 340 м/с λ = v/ν = 0,34 м. Звідси отримаємо: Δφ = (2π/λ) δ = (2π/0,340) * 0,17 = π. У цьому прикладі хвилі приходять у протифазі.

Всім реальним напрямкам на джерело звуку у горизонтальній площині відповідатимуть різниці фаз від 0 до π (від 0

Таким чином, різниця фаз і неоднаковість інтенсивностей звукових хвиль, що потрапляють у різні вуха, забезпечують бінауральний ефект. Людина з нор-

Мал. 4.7.Різна локалізація джерела звуку (А, В, С) у горизонтальній площині: L - відстань між вушними раковинами

ним слухом може фіксувати напрямок на джерело звуку при різниці фаз 6°, що відповідає фіксуванню напряму на джерело звуку з точністю до 3°.

4.6. Визначення локалізації джерела звуку у вертикальній площині

Розглянемо тепер випадок, коли джерело звуку розташоване у вертикальній площині, орієнтованій перпендикулярно до прямої, що з'єднує обидва вуха. У цьому випадку він однаково віддалений від обох вух та різниці фаз не виникає. Значення інтенсивності звуку, що потрапляє у праве та ліве вухо, при цьому збігаються. На малюнку 4.8 показано два такі джерела (А та С). Чи розрізняє слуховий апарат ці джерела? Так. В даному випадку це станеться завдяки особливій формі вушної раковини, яка (форма) сприяє визначенню локалізації джерела звуку.

Звук, що походить від цих джерел, падає на вушні раковини під різними кутами. Це призводить до того, що дифракція звукових хвиль на вушних раковинах відбувається по-різному. В результаті спектр звукового сигналу, що потрапляє в зовнішній слуховий прохід, накладаються дифракційні максимуми і мінімуми, що залежать від положення джерела звуку. Ці відмінності дозволяють визначати положення джерела звуку у вертикальній площині. Очевидно, внаслідок величезного досвіду слухання люди навчилися асоціювати різні спектральні характеристики з відповідними напрямами. Це підтверджується досвідченими даними. Зокрема встановлено, що спеціальним підбором спектрального складу звуку вухо можна «обдурити». Так, людина сприймає звукові хвилі, що містять основну частину енергії в ділянці 1 кГц,

Мал. 4.8.Різна локалізація джерела звуку у вертикальній площині

локалізованими «ззаду» незалежно від дійсного спрямування. Звукова хвиля з частотами нижче 500 Гц і області 3 кГц сприймається локалізованої «спереду». Звукові джерела, що містять більшу частину енергії в області 8 кГц, розпізнаються локалізованими зверху.

4.7. Слухові апарати та протези. Тімпанометрія

Втрата слуху внаслідок порушення проведення звуку або часткового ураження звукосприйняття може бути компенсовано за допомогою слухових апаратів-підсилювачів. В останні роки в цій галузі відбувається великий прогрес, пов'язаний із розвитком аудіології та швидким впровадженням досягнень електроакустичної апаратури на основі мікроелектроніки. Створено мініатюрні слухові апарати, що працюють у широкому частотному діапазоні.

Однак при деяких важких формах приглухуватості та глухоти слухові апарати не допомагають хворим. Це має місце, наприклад, коли глухота пов'язана з ураженням рецепторного апарату равлика. У цьому випадку равлик не генерує електричні сигнали під впливом механічних коливань. Такі ураження можуть бути викликані неправильним дозуванням лікарських препаратів, що застосовуються для лікування захворювань, зовсім не пов'язаних з лор-хворобами. В даний час можлива часткова реабілітація слуху і таких хворих. Для цього необхідно імплантувати електроди в равлик і подавати на них електричні сигнали, які відповідають тим, що виникають при дії механічного стимулу. Таке протезування основної функції равлика здійснюється за допомогою кохлеарних протезів.

Тімпанометрія -метод вимірювання податливості звукопровідного апарату слухової системи під впливом апаратної зміни повітряного тиску у слуховому проході.

Даний метод дозволяє оцінити функціональний стан барабанної перетинки, рухливість ланцюга слухових кісточок, тиск у середньому вусі та функцію слухової труби.

Мал. 4.9.Визначення податливості звукопровідного апарату методом тимпанометрії

Дослідження починається з установки зонда з надітим на нього вушним вкладишем, який герметично перекриває слуховий прохід на початку зовнішнього слухового проходу. Через зонд у слуховому проході створюється надлишковий (+) або недостатній (-) тиск, а потім подається звукова хвиля певної інтенсивності. Дійшовши до барабанної перетинки, хвиля частково відбивається і повертається до зонда (рис. 4.9).

Вимірювання інтенсивності відбитої хвилі дозволяє судити про звукопровідні можливості середнього вуха. Чим більша інтенсивність відбитої звукової хвилі, тим менша рухливість звукопровідної системи. Мірою механічної податливості середнього вуха є параметр рухливості,що вимірюється в умовних одиницях.

У процесі дослідження тиск у середньому вусі змінюють від +200 до -200 дПа. При кожному значення тиску визначається параметр рухливості. Результатом дослідження є тимпанограма, що відображає залежність параметра рухливості від надлишкового тиску в слуховому проході. За відсутності патології середнього вуха максимум рухливості спостерігається за відсутності надлишкового тиску (Р = 0) (рис. 4.10).

Мал. 4.10.Тимпанограми за різного ступеня рухливості системи

Підвищена рухливість свідчить про недостатню пружність барабанної перетинки або про вивих слухових кісточок. Знижена рухливість свідчить про надмірну жорсткість середнього вуха, пов'язану, наприклад, з наявністю рідини.

При патології середнього вуха вид тимпанограми змінюється

4.8. Завдання

1. Розмір вушної раковини дорівнює d = 3,4 см. За якої частоти спостерігатимуться дифракційні явища на вушній раковині? Рішення

Явище дифракції стає помітним, коли довжина хвилі можна порівняти з розмірами перешкоди чи щілини: λ ≤ d. При менших довжинаххвиль або більших частотахдифракція стає незначною.

λ = v/ν = 3,34, ν = v/d = 334/3,34*10 -2 = 104 Гц. Відповідь:менше 104 Гц.

Мал. 4.11.Основні типи тимпанограма при патологіях середнього вуха: А - відсутність патології; В – ексудативний середній отит; С – порушення прохідності слухової труби; D – атрофічні зміни барабанної перетинки; Е - розрив слухових кісточок

2. Визначити максимальну силу, що діє барабанну перетинку вуха людини (площа S = 64 мм 2) для двох випадків: а) поріг чутності; б) поріг больового відчуття. Частоту звуку прийняти рівною 1 кГц.

Рішення

Звукові тиски, що відповідають порогам чутності та больового відчуття дорівнюють ΔΡ 0 = 3?10 -5 Па і ΔP m = 100 Па, відповідно. F = ΔΡ * S. Підставивши порогові значення отримаємо: F 0 = 310 -5? 64? 10 -6 = 1,9-10 -9 H; F m = 100? 64-10-6 = 6,410-3H.

Відповідь:а) F0 = 1,9 нН; б) Fm = 6,4 мН.

3. Різниця ходу звукових хвиль, що приходять у ліве та праве вухо людини, становить χ = 1 см. Визначити зсув фаз між обома звуковими відчуттями тону з частотою 1000 Гц.

Рішення

Різниця фаз, що виникає внаслідок різниці ходу, дорівнює: Δφ = 2πνχ/ν = 6,28x1000x0,01/340 = 0,18. Відповідь:Δφ = 0,18.

Звукова хвиля є подвійним коливанням середовища, в якому розрізняють фазу підвищення та фазу зниження тиску. Звукові коливання надходять у зовнішній слуховий прохід, досягають барабанної перетинки та викликають її коливання. У фазі підвищення тиску або згущення барабанна перетинка разом із рукояткою молоточка рухається досередини. При цьому тіло ковадла, з'єднане з головкою молотка, завдяки зв'язкам, що підвішують, зміщується назовні, а довгий паросток ковадла - досередини, зміщуючи, таким чином, досередини і стремена. Вдавлюючись у вікно присінка, стремя толчкообразно призводить до зміщення перилимфи присінка. Подальше поширення хвилі сходами переддень передають коливальні рухи мембрані Рейсснера, а та у свою чергу призводить до руху ендолімфу і через основну мембрану - перилимфу барабанних сходів. В результаті такого переміщення перилимфи виникають коливання основної та рейсснерівської мембран. При кожному русі стремена у бік присінка перилимфа зрештою призводить до зміщення у бік барабанної порожнини мембрани вікна присінка. У фазі зниження тиску відбувається повернення передавальної системи у вихідне положення.

Повітряний шлях доставки звуків у внутрішнє вухо є основним. Іншим шляхом проведення звуків до спірального органу є кісткова (тканинна) провідність. У цьому випадку набуває чинності механізм, при якому звукові коливання повітря потрапляють на кістки черепа, поширюються в них і доходять до равлика. Однак механізм кістково-тканинної передачі звуку може мати подвійний характер. В одному випадку звукова хвиля у вигляді двох фаз, поширюючись по кістці до рідких середовищ внутрішнього вуха, у фазі тиску випинатиме мембрану круглого вікна і меншою мірою основа стремена (враховуючи практичну стисливість рідини). Одночасно з таким компресійним механізмом може бути інший - інерційний варіант. У цьому випадку при проведенні звуку через кістку коливання звукопровідної системи не збігатиметься з коливаннями кісток черепа і, отже, основна та рейсснерова мембрани коливатимуться і порушуватимуть спіральний орган звичайним шляхом. Коливання кісток черепа можна викликати дотиком до нього звучить камертон або телефон. Таким чином, кістковий шлях передачі при порушенні передачі звуку через повітря набуває великого значення.

Вушна раковина. Роль вушної раковини у фізіології слуху людини невелика. Деяке значення вона має у ототопіці як колектори звукових хвиль.

Зовнішній слуховий прохід. Є формою трубки, завдяки чому є хорошим провідником звуків у глибину. Ширина та форма слухового проходу не відіграє особливої ​​ролі під час звукопроведення. Разом з тим механічна закупорка його перешкоджає поширенню звукових хвиль до барабанної перетинки та призводить до помітного погіршення слуху. У слуховому проході поблизу барабанної перетинки підтримується постійний рівень температури та вологості незалежно від коливань температури та вологості у зовнішньому середовищі, що забезпечує стабільність пружних середовищ барабанної порожнини. В силу особливої ​​будови зовнішнього вуха тиск звукової хвилі в зовнішньому слуховому проході вдвічі більше, ніж у вільному звуковому полі.

Барабанна перетинка та слухові кісточки. Основна роль барабанної перетинки та слухових кісточок полягає в трансформації звукових коливань великої амплітуди та малої сили в коливання рідин внутрішнього вуха з малою амплітудою та великою силою (тиском). Коливання барабанної перетинки приводять у супідрядність рух молоточок, ковадло і стремено. У свою чергу, стремено передає коливання перилимфе, яке викликає зміщення мембран равликового ходу. Рух основної мембрани обумовлює подразнення чутливих, волоскових клітин спірального органу, внаслідок чого виникають нервові імпульси, що йдуть по слуховому шляху кору головного мозку.

Барабанна перетинка вібрує переважно у своєму нижньому квадранті із синхронним рухом прикріпленого до неї молоточка. Ближче до периферії її коливання зменшуються. При максимальній інтенсивності звуку коливання барабанної перетинки можуть варіювати від 0,05 до 0,5 мм, причому тони низької частоти розмах коливань більше, тони високої частоти - менше.

Трансформаційний ефект досягається за рахунок різниці площі барабанної перетинки та площі основи стремена, співвідношення яких становить приблизно 55:3 (співвідношення площ 18:1), а також завдяки важільній системі слухових кісточок. При переведенні в дБ важільна дія системи слухових кісточок становить 2 дБ, а підвищення звукового тиску внаслідок різниці співвідношення корисних площ барабанної перетинки до основи стремена забезпечує посилення звуку на 23 - 24 дБ.

За даними Бекеші /I960/, загальний акустичний виграш трансформатора звукового тиску становить 25 – 26 дБ. Це підвищення тиску компенсує природну втрату звукової енергії, що виникає в результаті відображення звукової хвилі при переході її з повітряного середовища в рідке, особливо для низьких та середніх частот (Вульштеїн JL, 1972).

Крім трансформації звукового тиску, барабанна перетинка; виконує також функцію звукозахисту (екранування) вікна равлика. В нормі звуковий тиск, що передається через систему слухових кісточок до середовищ равлики, досягає вікна переддень трохи раніше, ніж воно приходить до вікна равлика через повітряне середовище. Внаслідок різниці тисків та зсуву фази виникає рух перилимфи, що викликає вигин основної мембрани та подразнення рецепторного апарату. При цьому мембрана вікна равлика коливається синхронно з основою стремена, але у протилежному напрямку. За відсутності барабанної перетинки цей механізм звукопередачі порушується: наступна зовнішній слуховий прохід звукова хвиля одночасно у фазі досягає вікна присінка і равлики, в результаті чого дія хвилі взаємно знищується. Теоретично при цьому не повинно бути зсуву перилімфи та подразнення чутливих волоскових клітин. Насправді при повному дефекті барабанної перетинки, коли обидва вікна однаково доступні звуковим хвилях, слух знижується до 45 - 50. Руйнування ж ланцюга слухових кісточок супроводжується значною втратою слуху (до 50-60 дБ).

Конструктивні особливості важільного системи дозволяють як посилювати слабкі звуки, а й виконувати певною мірою захисну функцію - послаблювати передачу сильних звуків. При слабких звуках основа стремена коливається переважно навколо вертикальної осі. При сильних звуках відбувається ковзання в ковадно-молоточковому суглобі головним чином при низькочастотних тонах, внаслідок чого рух довгого відростка молоточка обмежується. Поруч із підстава стремена починає коливатися переважно у горизонтальній площині, що також послаблює переда звукової енергії.

Крім барабанної перетинки та слухових кісточок, захист внутрішнього вуха від надмірної звукової енергії здійснюється внаслідок скорочення м'язів барабанної порожнини. При скороченні м'яза стремена, коли акустичний імпеданс середнього вуха різко зростає, чутливість внутрішнього вуха до звуків переважно низької частоти знижується до 45 дБ. Виходячи з цього, існує думка, що стременний м'яз оберігає внутрішнє вухо від надмірної енергії низькочастотних звуків (Ундріц В.Ф. та ін., 1962; Мороз Б.С., 1978)

Функція м'яза, що натягує барабанну перетинку, залишається недостатньо вивченою. Вважають, що вона більшою мірою пов'язана з вентиляцією середнього вуха та підтримуванням нормального тиску в барабанній порожнині, ніж із захистом внутрішнього вуха. Обидва внутрішньовушні м'язи скорочуються також при відкритті рота, ковтанні. У цей момент чутливість равлика до сприйняття низьких звуків знижується.

Звукопровідна система середнього вуха функціонує в оптимальному режимі, коли тиск повітря в барабанній порожнині та клітинах соскоподібного відростка дорівнює атмосферному тиску. У нормі тиск повітря в системі середнього вуха врівноважений з тиском зовнішнього середовища досягається завдяки слуховій трубі, яка, відкриваючись в носоглотку, забезпечує приплив повітря в барабанну порожнину. Однак безперервне поглинання повітря слизовою оболонкою барабанної порожнини створює в ній трохи негативний тиск, що вимагає постійного вирівнювання його з атмосферним тиском. У спокійному стані слухова труба зазвичай закрита. Вона відкривається при ковтанні або позіханні в результаті скорочення м'язів м'якого піднебіння (натягує і піднімає м'яке піднебіння). При закритті слухової труби внаслідок патологічного процесу, коли повітря не надходить у барабанну порожнину, виникає різко негативний тиск. Це призводить до зниження слухової чутливості, а також до транссудації серозної рідини із слизової оболонки середнього вуха. Втрата слуху переважно на тони низьких і середніх частот досягає 20 - 30 дБ. Порушення вентиляційної функції слухової труби позначається також на внутрішньолабіринтному тиску рідин внутрішнього вуха, що погіршує проведення низькочастотних звуків.

Звукові хвилі, викликаючи переміщення лабіринтної рідини, призводять до коливання основної мембрани, на якій розташовані чутливі волоскові клітини спірального органу. Роздратування волоскових клітин супроводжується нервовим імпульсом, що надходить у спіральний ганглій, а потім по слуховому нерву до центральних відділів аналізатора.

Спів птахів, приємна мелодія, щасливий сміх веселої дитини… Яким було б наше життя без звуків? Не багато хто замислюється над тим, які складні механізми ми носимо у своєму тілі. Наша здатність чути залежить від надзвичайно складної, взаємопов'язаної та детально спроектованої системи. «Вухо, що чує, і око, що бачить, і те й інше створив Господь» (Приповісті 20:12).Він не бажає, щоб з приводу авторства цієї системи у нас були якісь сумніви. Зовсім навпаки, Бог хоче, щоб людина твердо ходила в усвідомленні істинності Створення: “Пізнайте, що Господь є Бог, і що Він створив нас, і ми належимо Йому” (Псалом 99:3).

Слух людинивлаштований так, щоб уловлювати широкий діапазон звукових хвиль, перетворювати їх на мільйони електричних імпульсів, спрямовуючи їх далі в мозок для глибокого та швидкого аналізу. Всі звуки насправді "слухаються" мозком і потім видаються нам як ті, що надходять від зовнішнього джерела. Як працює система слуху?

Процес починається зі звуку - коливального руху повітря - вібрації, при якій до слухача поширюються імпульси тиску повітря, що досягають барабанної перетинки. Наше вухо надзвичайно чутливе і здатне сприймати зміни тиску всього 0,0000000001 атмосфер.

Вухо складається з 3-х частин: зовнішнє, середнє та внутрішнє. Звук досягає спочатку зовнішнє вухо через повітря, ударяючи потім барабанну перетинку. Перетинка передає вібрацію кісточкам. Тут відбувається зміна способу проведення звуку – від повітря до кісточок. Потім звук переходить до вуха, де він передається за допомогою рідини. Таким чином, у процесі слуху задіяні 3 способи передачі звуку: повітря, кістка, рідина. Давайте детальніше їх розглянемо.

Слух людини: подорож звуку

Спочатку звук досягає вушних раковин, що діють як супутникові тарілки. (Рис.1) Вушна раковина людини має свій неповторний рельєф з опуклостей, увігнутостей і канавок, завдяки чому звук надходить від вушної раковини до слухового каналу двома шляхами. Це необхідно для найтоншого акустичного та тривимірного аналізу, дозволяючи розпізнавати напрям та джерело звуку, що важливо для мовного спілкування.

Рис.1 Джерело: APP, www.apologeticspress.org

Вушна раковина також посилює звукові хвилі, які далі входять до слухового каналу - простір від раковини до барабанної перетинки довжиною близько 2,5 см і діаметром близько 0,7 см. Тут вже безпосередньо видно дизайн Господа - наш палець товщий за слуховий канал! Інакше ми зашкодили б слухще в дитинстві. Цей прохід має таку форму, що створює резонанс оптимального діапазону.

Ще однією його цікавою характеристикою є наявність воску (вушної сірки), який постійно виділяється із 4000 залоз. Він має антисептичні властивості, захищаючи вухо від бактерій та комах. Але як тоді цей вузький прохід постійно очищається? Господь подбав і про цю деталь, створивши очисний механізм.

Виявляється, усередині проходу будь-які частинки рухаються спіралеподібно, тому що клітини на поверхні слухового каналу вишиковуються у формі спіралі, спрямованої назовні. Крім цього епідерміс (верхній шар шкіри) росте там убік, а не вгору, як зазвичай це відбувається на шкірі. Відпадаючи, він рухається спіралеподібно назовні до вушної раковини, постійно несучи із собою віск. Без такої системи очищення наше вухо швидко забилося б.

Слух людини: середнє вухо майстерно вирішує найскладніше завдання фізики

Ви намагалися колись докричатися до людини, яка перебуває під водою? Це практично неможливо, оскільки 99,9% звуку, що йде повітрям, відбивається водою. Але в нашому вусі звук рухається до чутливих клітин равлика через рідину, так як ці клітини не можуть перебувати в повітрі. Як же вирішується в нашому вусі це найскладніше завдання переходу звуку від повітря до рідини? Нам необхідний узгоджувальний пристрій. Цю роль у нас виконує середнє вухо, що складається з мембрани, спеціальних кісточок, м'язів та нервів. (Див. Рис. 2)

Досягши барабанної перетинки, звук змушує її вагатися. Похитуючись, вона рухає молоточок, чия рукоятка прикріплена до перетинки. Молоточок, у свою чергу, змушує рухатися наступну кісточку, яка називається ковадлом. Між ними знаходиться хрящовий суглоб, який, як і решта суглобів, для підтримки роботи повинен постійно змащуватися. Господь подбав і про це - все робиться автоматично без нашої участі, тому нам нема чого турбуватися.

Нижня частина ковадла, що виглядає як вісь, передає рух наступній кісточці, яка називається стремечко (за формою вона нагадує стремено). В результаті передачі руху стремечко постійно штовхається. Нижня овальна основа стремінця нагадує поршень і входить у овальне вікно равлика. Цей поршень з'єднаний з овальним вікном спеціальним кріпленням, міцним, але при цьому рухомим, так що поршень рухається взад і вперед в овальному вікні.

Барабанна перетинка напрочуд чутлива. Вона здатна реагувати на вібрацію діаметром лише один атом водню! Ще дивовижнішим є те, що перетинка при цьому є живою тканиною з кров'яними судинами та нервами. Кров'яні клітини в тисячі разів більші за атом водню і при русі в судинах постійно коливають перетинку, але при цьому вона все одно здатна вловити звукове коливання розміром в один атом водню. Це можливе завдяки надзвичайно ефективній системі фільтрації шуму. Після визначення навіть найслабшого коливання перетинка може повернутися у вихідне положення за 5 тисячних секунд. Якби вона не змогла повертатися в регулярний стан так швидко, то кожен звук, що потрапляє у вухо, віддавався б луною.

Молоточок, ковадло і стремечко - найкрихітніші кісточки в нашому тілі. І у цих кісточок є м'язи та нерви! Один м'яз прикріплюється сухожиллям до ручки молоточка, інша - до стремінця. Що вони роблять? При гучному звуку потрібно знижувати чутливість усієї системи, щоб її не пошкодити. При різкому гучному звуку мозок реагує набагато швидше, ніж ми встигаємо усвідомити почуте, при цьому миттєво змушує м'язи скорочуватися і притупляти чутливість. Час реагування на гучний звук становить лише близько 0,15 секунди.

Очевидно, генетичні мутації чи випадкові покрокові зміни, запропоновані еволюціоністами, неможливо знайти відповідальні розвиток такого складного механізму. Тиск повітря всередині середнього вуха має бути таким самим, як і тиск поза барабанною перетинкою. Проблема в тому, що повітря всередині поглинається тілом. Це призводить до зниження тиску в середньому вусі та зниження чутливості перетинки через те, що вона вдавлюється всередину вищим зовнішнім тиском повітря.

Для вирішення цієї проблеми вухо оснащено спеціальним каналом, відомим як євстахієва труба. Це порожня трубочка довжиною 3,5 см, що йде від внутрішнього вуха до задньої частини носа та глотки. Вона забезпечує обмін повітря між середнім вухом та навколишнім середовищем. При ковтанні, позіханні та жуванні спеціальні м'язи відкривають Євстихєєву трубку, впускаючи зовнішнє повітря. Так забезпечується рівновага тисків. Порушення роботи трубки призводить до болю, закупорці, що затягнулася, і навіть до кровотечі у вусі. Але як вона виникла спочатку, і які частини середнього вуха з'явилися першими? Як вони функціонували один без одного? Аналіз всіх частин вуха і важливість кожного з них для слуху людини демонструє присутність незнижуваної складності (весь орган повинен був виникнути як одне ціле, інакше він не зміг би функціонувати), що свідчить про створення.

Слух людини: внутрішнє вухо: система неймовірної складності

Отже, звук пройшов через повітря до барабанної перетинки і у вигляді вібрації передався кісточкам. Що ж далі? А далі ці механічні рухи мають перетворитися на електричні сигнали. Це диво перетворення відбувається у внутрішньому вусі. Внутрішнє вухо складається з равлика та приєднаних до нього нервів. Тут ми також спостерігаємо дуже складну конструкцію.

Володіння двома вухамидопомагає нам обчислювати розташування звуку. Різниця в часі досягнення звуком вух може бути всього 20 мільйонних секунд, але цього запізнення достатньо для визначення джерела звуку.

Равлик – це спеціальний орган внутрішнього вуха, який влаштований у вигляді лабіринту та наповнений спеціальною рідиною (перилімфою). Дивіться Рис.1 та Рис.3. потрійне покриття, яке забезпечує міцність та герметичність. Це необхідно для тонких процесів, що відбуваються в ній. Ми пам'ятаємо, що остання кісточка (стремечко) входить у овальне вікно равлика (Рис.2 і Рис.3). Отримавши вібрацію від барабанної перетинки, стремечко рухається у цьому вікні своїм поршнем взад і вперед, створюючи коливання тиску всередині рідини. Іншими словами, стремечко передає звукову вібрацію равлику.

Ця вібрація поширюється в рідині равлика і досягає там спеціального органу слуху, Кортієва органу. Він і перетворює вібрації рідини на електричні сигнали, які через нерви йдуть у мозок. Так як равлик повністю наповнений рідиною, як поршню вдається входити в неї? Згадайте, як практично неможливо засунути пробку повністю наповнену пляшку. Через велику щільність рідини її важко стиснути.

Виявилося, що внизу равлика є кругле вікно (як задній вихід), покрите гнучкою мембраною. Коли поршень стремінця входить у овальне вікно, мембрана круглого вікна внизу випинається під тиском рідини. Це схоже на те, якби пляшка мала гумове дно, що прогинається щоразу при вштовхуванні пробки. Завдяки такому геніальному пристрою полегшення тиску стремінце може передавати вібрацію звуку до рідини равлика.

Однак імпульси тиску поширюються в рідині не простим чином. Щоб зрозуміти, як вони поширюються, заглянемо всередину равликового лабіринту (Див. Рис 3 і Рис. 4). Канал лабіринту складається з трьох каналів - верхній (вестибулярні сходи), нижній (барабанні сходи) і канал посередині (равликова протока). Вони не з'єднані між собою та йдуть у лабіринті паралельно.

Від поршня тиск йде вгору в лабіринті до вершини равлика тільки верхнім каналом (а не по всіх трьох). Там, через спеціальний сполучний отвір, тиск переходить у нижній канал, який іде лабіринтом назад вниз і виходить у круглому вікні. На малюнку 3 червоною стрілкою позначено шлях тиску від овального вікна нагору по колу в лабіринті. На вершині тиск переходить в інший канал, позначений синьою стрілкою, і прямує по ньому вниз до круглого вікна. Але навіщо це все? Як це допомагає нам почути?

Справа в тому, що посередині двох каналів лабіринту є третій канал (равликова протока), також наповнений рідиною, але відрізняється від рідини у двох інших каналах. Цей середній канал не з'єднаний із двома іншими. Він відокремлений від верхнього гнучкою пластинкою (Рейснерова мембрана), а від нижнього каналу - еластичною пластинкою (базилярна мембрана). Проходячи по верхньому каналу вгору лабіринту, звук у рідині коливає верхню платівку. Ідучи назад вниз равлики по нижньому каналу, звук у рідині коливає нижню платівку. Таким чином, коли звук йде через рідину лабіринту вгору равлика і назад вниз, пластини середнього каналу коливаються. Після проходу звуку їхнє коливання поступово згасає. Які ж коливання платівок середнього каналу забезпечує нам слух?

Між ними знаходиться найважливіша частина слухової системи - Кортієв орган. Він дуже маленький, але без нього ми були б глухими. Нервові клітини Кортієвого органу перетворюють коливальні рухи пластин в електричні сигнали. Вони називаються волосковими клітинами та відіграють величезну роль. Яким чином волосковим клітинам Кортієвого органу вдається перетворити коливання платівок на електричні сигнали?

Подивіться на малюнок 4 і 5. Справа в тому, що ці клітини знаходяться в контакті зверху зі спеціальною покривною мембраною органу Кортієва, яка схожа на тверде желе. На вершині волоскових клітин розташовано від 50 до 200 вій, званих стереоциліями. Вони входять у покривну мембрану.

Рис.7

Коли звук йде через лабіринт равлика, платівки середнього каналу коливаються, і це викликає коливання желеподібної покривної мембрани. А її рух викликає коливання стеріоцилій волоскових клітин. Коливання стеріоцилій змушує волоскові клітини виробляти електричні сигнали, які посилаються далі в мозок. Приголомшливо, чи не так? Кортієвий орган має близько 20 000 волоскових клітин, які діляться на внутрішні та зовнішні (Рис.5 і Рис.6). Але як коливання вій виробляє електричні сигнали?

Виявляється, рух стеріоцилій викликає відкриття та закриття спеціальних іонних каналів на їх поверхні (Рис.7). Канали, відкриваючись, впускають іони усередину, що змінює електричний заряд усередині волоскової клітини. Зміни електричного заряду дають можливість волосковій клітині посилати електричні сигнали мозок. Ці сигнали трактуються мозком як звук. Проблема в тому, що ми повинні відкривати канал для іонів і закривати його зі швидкістю аж до найвищої частоти звуку, що вловлюється нами, - до 20 000 разів на секунду. Щось має відкривати та закривати мільйони цих каналів на поверхні вій зі швидкістю до 20 000 разів на секунду. Вчені виявили, що для цього до поверхонь стеріоцил прикріплена молекулярна пружина! (Рис.7.) Швидко розтягуючись і стискаючись при коливанні вій, вона забезпечує таку високу швидкість відкриття і закриття каналів. Геніальний дизайн!

Слух людини: слухаємо насправді мозком

Равлик здатний вловити кожен інструмент в оркестрі і помітити пропущену ноту, чути кожне зітхання і розібрати шепіт - все з вражаючою швидкістю дискретизації до 20 000 разів на секунду. Мозок інтерпретує сигнали та визначає частоту, силу та значення сигналів. У той час як велике фортепіано має 240 струн та 88 клавіш, внутрішньо вухо має 24 000 "струн" та 20 000 "клавіш", які дозволяють нам чути неймовірну кількість та різноманітність звуків.

Описане вище - це лише половина шляху, тому що найскладніше відбувається в мозку, яким ми насправді і "чуємо". Наші вуха досить чутливі, щоб почути, як перо ковзає по одязі, але при цьому ми не чуємо, як кров іде через капіляри за кілька міліметрів від вух. Якби ми постійно чули наше дихання, ковтання слини, кожне серцебиття, рух суглобів тощо, ми ніколи не змогли б ні на чому сфокусуватися. Наш мозок автоматично приглушує деякі звуки, у деяких випадках він взагалі блокує їх. Вдихніть повітря та подивіться, чи зможете ви його почути. Звичайно ж, можете, але ви зазвичай не чуєте. Протягом останніх 24 годин ви вдихнули приблизно 21 000 разів. Слухова частина мозку людини працює як служба безпеки, слухаючи кожен звук і говорячи, що нам треба чути, а що ні. Звуки можуть викликати спогади.

Висновок

Очевидним є той факт, що всі частини вуха потрібні для забезпечення слуху людини. Наприклад, якщо всі компоненти будуть на місці, але не буде барабанної перетинки, то як звук перейде до кісточок та равликів? Який сенс тоді в наявності лабіринту, Кортієвого органу та нервових клітин, якщо звук до них навіть не дійде? Якщо буде все на місці, включаючи перетинку, але буде відсутній "лише" овальне вікно або, скажімо, рідина в равлику, то слуху не буде, оскільки звук не зможе дійти до нервових клітин.

Відсутність найменшої деталі зробить нас глухими, а наявність решти системи - марною. Мало того, кожна "найменша деталь" у цьому ланцюжку насправді сама є системою з безлічі складових. Барабанна перетинка, наприклад, складається із спеціальної живої тканини, кріплень до молотка, нервів, судин тощо. Равлик - це лабіринт, потрійне покриття, три окремі канали, різні рідини, гнучкі пластини протоки і т.д.

Нерозумно вірити, що така дивовижна складність сталася випадково внаслідок покрокової еволюції. Складність системи слуху, що спостерігається, у людини вказує на історичну реальність створення Адама Богом, як про це і говорить Слово Боже. «Вухо, що чує, і око, що бачить, і те й інше створив Господь» (Приповісті 20:12).

У наступних випусках ми продовжимо вивчення Божого дизайну людського тіла. Сподіваюся, ця стаття допомогла вам глибше усвідомити Його мудрість та Його любов до вас. «Славлю Тебе, бо я чудово влаштований, і душа моя цілком усвідомлює це» (Псалом 138:13).Воздайте Богу хвалу і подяку, адже Він гідний!