(Слухова сензорна система)
Въпроси от лекцията:
1. Структурни и функционални характеристики на слуховия анализатор:
а. Външно ухо
б. Средно ухо
° С. Вътрешно ухо
2. Отдели на слуховия анализатор: периферен, проводящ, кортикален.
3. Възприемане на височина, интензитет на звука и локализация на източника на звук:
а. Основни електрически явления в кохлеята
б. Възприемане на звуци с различна височина
° С. Възприемане на звуци с различна интензивност
д. Идентификация на източника на звук (бинаурален слух)
д. Слухова адаптация
1. Слуховата сензорна система е вторият най-отдалечен човешки анализатор, играе важна роля при хората във връзка с появата на артикулирана реч.
Функция на слуховия анализатор:трансформация звуквълни в енергията на нервната възбуда и слуховусещане.
Както всеки анализатор, слуховият анализатор се състои от периферна, проводима и кортикална секция.
ПЕРИФЕРЕН ОТДЕЛ
Преобразува енергията на звуковите вълни в енергия нервенвъзбуждане - рецепторен потенциал (RP). Този отдел включва:
Вътрешно ухо (звукоприемащ апарат);
· Средно ухо (звукопроводящ апарат);
· Външно ухо (апарат за откриване на звук).
Компонентите на този отдел са комбинирани в концепцията орган на слуха.
Функции на отделите на органа на слуха
Външно ухо:
а) звукопоглъщане (ушна мида) и насочване на звуковата вълна във външния слухов проход;
б) провеждане на звукова вълна през ушния канал до тъпанчевата мембрана;
в) механична защита и защита от температурни въздействия на околната среда на всички останали части на органа на слуха.
Средно ухо(звукопроводящ участък) е тъпанчевата кухина с 3 слухови костици: малеус, инкус и стремече.
Ушната мида разделя ушния канал от тъпанчевата кухина. Дръжката на малеуса е вплетена в тъпанчевата мембрана, другият й край е съчленен с инкуса, който от своя страна е съчленен със стремето. Ивицата граничи с мембраната на овалния прозорец. В тъпанчевата кухина се поддържа налягане, равно на атмосферното налягане, което е много важно за адекватното възприемане на звуците. Тази функция се изпълнява от евстахиевата тръба, която свързва кухината на средното ухо с фаринкса. При преглъщане тръбата се отваря, което води до вентилация на тъпанчевата кухина и изравняване на налягането в нея с атмосферното. Ако външното налягане се промени бързо (бързо изкачване на надморска височина) и преглъщане не настъпи, тогава разликата в налягането между атмосферния въздух и въздуха в тъпанчевата кухина води до напрежение в тъпанчето и появата на неприятни усещания ("пукане на ушите") , намаляване на възприемането на звуци.
Площта на тъпанчевата мембрана (70 mm 2) е много по-голяма от площта на овалния прозорец (3,2 mm 2), поради което има печалбанатиск на звукови вълни върху мембраната на овалния прозорец 25 пъти. Лостов костен механизъм намаляваамплитудата на звуковите вълни е 2 пъти, следователно същото усилване на звуковите вълни се случва на овалния прозорец на тъпанчевата кухина. Следователно средното ухо усилва звука с около 60-70 пъти, а ако вземем предвид усилващия ефект на външното ухо, тогава тази стойност се увеличава със 180-200 пъти.В тази връзка със силни звукови вибрации, за да се предотврати разрушителното въздействие на звука върху рецепторния апарат на вътрешното ухо, средното ухо включва рефлекторно „защитен механизъм“. Състои се от следното: в средното ухо има 2 мускула, единият от тях дърпа тъпанчето, другият фиксира стремето. При силни звукови ефекти тези мускули, когато се свиват, ограничават амплитудата на трептенията на тъпанчевата мембрана и фиксират стремежа. Това "заглушава" звуковата вълна и предотвратява прекомерното възбуждане и разрушаване на фонорецепторите на кортиевия орган.
Вътрешно ухо: представена от кохлея - спирално усукан костен канал (2,5 къдрици при хората). Този канал е разделен по цялата си дължина от тритесни части (стълби) от две мембрани: основна мембрана и вестибуларна мембрана (Reisner).
Върху основната мембрана е разположен спирален орган - органът на Корти (орган на Корти) - това всъщност е звукоулавящ апарат с рецепторни клетки - това е периферната част на слуховия анализатор.
Helicotreme (дупка) свързва горния и долния канали в горната част на кохлеята. Средният канал е изолиран.
Над органа на Корти има текториална мембрана, единият край на която е фиксиран, а другият остава свободен. Космите на външните и вътрешните космени клетки на кортиевия орган са в контакт с текториалната мембрана, което е придружено от тяхното възбуждане, т.е. енергията на звуковите вибрации се трансформира в енергията на процеса на възбуждане.
Структура на кортиевия орган
Процесът на трансформация започва с навлизането на звукови вълни във външното ухо; те задвижват тъпанчето. Трептенията на тъпанчевата мембрана през системата на слуховите костици на средното ухо се предават на мембраната на овалния прозорец, което причинява трептения на перилимфата на вестибуларното стълбище. Тези вибрации се предават през хеликотремата към перилимфата на тъпанчевото стълбище и достигат до кръглия прозорец, изпъквайки го към средното ухо (това предотвратява затихването на звуковата вълна при преминаване през вестибуларния и тъпанчевия канал на кохлеята). Перилимфните вибрации се предават на ендолимфата, която причинява вибрации на основната мембрана. Влакната на основната мембрана влизат в осцилаторно движение заедно с рецепторните клетки (външни и вътрешни космени клетки) на кортиевия орган. В този случай космите на фонорецепторите са в контакт с текториалната мембрана. Ресничките на космените клетки се деформират, което води до образуването на рецепторен потенциал и на негова основа - потенциал на действие (нервен импулс), който се пренася по слуховия нерв и се предава на следващия участък на слуховия анализатор.
СЛУХОВ АНАЛИЗАТОР
Провеждащият участък на слуховия анализатор е представен от слухов нерв... Образува се от аксоните на спиралните ганглийни неврони (1-ви неврон на пътя). Дендритите на тези неврони инервират космените клетки на органа на Корти (аферентна връзка), аксоните образуват влакната на слуховия нерв. Влакната на слуховия нерв завършват върху невроните на ядрата на кохлеарното тяло (VIII двойка h.m.s.) (втори неврон). След това, след частично пресичане, влакната на слуховия път отиват към медиалните колени тела на таламуса, където отново настъпва превключване (трети неврон). Оттук възбуждането навлиза в кората (темпоралния лоб, горната темпорална извивка, напречната извивка на Хешл) - това е проекционната слухова кора.
КОРКИНД ОТДЕЛ НА СЛУХОВ АНАЛИЗАТОР
Представен в темпоралния лоб на мозъчната кора - горна темпорална извивка, напречна темпорална извивка на Heschl... Кортикалните гностични слухови зони са свързани с тази проекционна област на кората - Сензорната речева област на Верникеи практическата зона - Центърът за двигателна реч на Брока(долна предна извивка). Приятелската дейност на трите зони на кората осигурява развитието и функцията на речта.
Слуховата сензорна система има обратна връзка, която регулира дейността на всички нива на слуховия анализатор с участието на низходящи пътища, които започват от невроните на "слуховата" кора и се превключват последователно в медиалните колени тела на таламуса, долните туберкули на средния мозък четворно, с образуване на тектоспинални низходящи пътища и върху ядрата кохлеарното тяло на продълговатия мозък с образуване на вестибулоспиналните пътища. Това осигурява, в отговор на действието на звуков стимул, образуването на двигателна реакция: завъртане на главата и очите (а при животните - ушните миди) към стимула, както и повишаване на тонуса на мускулите на флексорите (флексия на крайниците в ставите, т.е. готовност за скачане или бягане).
Слуховата кора
ФИЗИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ЗВУКОВИТЕ ВЪЛНИ, ПРИЕМАНИ ОТ СЛУХА ОРГАНА
1. Първата характеристика на звуковите вълни е тяхната честота и амплитуда.
Честотата на звуковите вълни определя височината!
Човекът различава звуковите вълни по честота 16 до 20 000 Hz (това отговаря на 10-11 октави). Звуци с честота под 20 Hz (инфразвук) и над 20 000 Hz (ултразвук) от човек не се усещат!
Нарича се звук, който се състои от синусоидални или хармонични вибрации тон(висока честота - висок тон, ниска честота - нисък тон). Нарича се звук, състоящ се от несвързани честоти шум.
2. Втората характеристика на звука, която слуховата сензорна система различава, е неговата сила или интензитет.
Силата на звука (интензивността му) заедно с честотата (тона на звука) се възприема като сила на звука.Единицата за измерване на силата на звука е bel = lg I / I 0, но на практика те често използват децибел (dB)(0,1 бела). Децибелът е 0,1 десетичен логаритъм на съотношението на интензитета на звука към неговия прагов интензитет: dB = 0,1 log I / I 0. Максималното ниво на силата на звука, когато звукът причинява болка, е 130-140 dB.
Чувствителността на слуховия анализатор се определя от минималния интензитет на звука, който създава слухово усещане.
В диапазона на звуковите вибрации от 1000 до 3000 Hz, който съответства на човешката реч, ухото има най-голяма чувствителност. Този набор от честоти се нарича зона на речта(1000-3000 Hz). Абсолютната звукова чувствителност в този диапазон е равна на 1 * 10 -12 W / m 2. При звуци над 20 000 Hz и под 20 Hz абсолютната слухова чувствителност пада рязко - 1 * 10 -3 W / m 2. В обхвата на речта се възприемат звуци, които имат налягане по-малко от 1/1000 bar (bar е равно на 1/1000000 от нормалното атмосферно налягане). Въз основа на това в предавателните устройства, за да се осигури адекватно разбиране на речта, информацията трябва да се предава в честотния диапазон на речта.
МЕХАНИЗЪМ НА ВЪЗПРИЯТИЕТО НА ВИСОЧИНАТА (ЧЕСТОТА), ИНТЕЗЕНЗЪТ (СИЛА) И ЛОКАЛИЗАЦИЯ НА ИЗТОЧНИКА НА ЗВУК (БИНАУРАЛЕН СЛУХ)
Възприемане на честотата на звуковите вълни
Възприемащата част на слуховия анализатор е ухото, проводящата част е слуховият нерв, а централната част е слуховата кора. Органът на слуха се състои от три отдела: външно, средно и вътрешно ухо. Ухото включва не само собствения орган на слуха, с помощта на който се възприемат слуховите усещания, но и органа за равновесие, благодарение на който тялото се задържа в определено положение.
Външното ухо се състои от ушната мида и външния слухов канал. Черупката е образувана от хрущял, покрит с кожа от двете страни. С помощта на черупка човек улавя посоката на звука. Мускулите, които привеждат ушната мида в движение, са рудиментарни при хората. Външният слухов проход изглежда като тръба с дължина 30 мм, облицована с кожа, в която има специални жлези, които отделят ушна кал. В дълбочина слуховият ход се стяга с тънко овално тъпанче. Отстрани на средното ухо, в средата на тъпанчевата мембрана, дръжката на чука е укрепена. Мембраната е еластична; когато звуковите вълни ударят, тя повтаря тези вибрации без изкривяване.
Средното ухо е представено от тъпанчевата кухина, която комуникира с назофаринкса с помощта на слуховата (евстахиевата) тръба; тя е ограничена от външното ухо от тъпанчевата мембрана. Съставните части на този отдел са - malleus, incusи стремена.Със своята дръжка чукът расте заедно с тъпанчето, докато наковалникът е съчленен както с чукчето, така и с стремето, което покрива овалния отвор, водещ към вътрешното ухо. В стената, отделяща средното ухо от вътрешното, освен овалния прозорец има и кръгъл прозорец, затегнат с мембрана.
Структура на органа на слуха:
1 -
ушна мида, 2 - външен слухов канал,
3 - тъпанче, 4 -
кухина на средното ухо, 5 - слухова тръба, 6 -
кохлея, 7 - полукръгли канали, 8 -
наковалня, 9 чука, 10 -
стремена
Вътрешното ухо, или лабиринтът, се намира в дебелината на темпоралната кост и има двойни стени: мембранен лабиринтсякаш вмъкнат в костен,повтаряйки формата си. Процепът между тях е изпълнен с прозрачна течност - перилимфа,кухината на мембранния лабиринт - ендолимфа.Представен е лабиринт прагът,пред него има охлюв, полукръгли канали.Кохлеята комуникира с кухината на средното ухо през кръгъл прозорец, покрит с мембрана, а преддверието през овалния прозорец.
Органът на слуха е кохлеята, останалата част са органите на равновесието. Кохлеята е 2 3/4 оборота спирално усукан канал, разделен от тънка мембранна преграда. Тази мембрана е спирално навита и се нарича основен.Състои се от фиброзна тъкан, която включва около 24 хиляди специални влакна (слухови струни) с различна дължина и разположени по целия ход на ушната мида: най-дългата - на нейния връх, в основата - най-късата. Слуховите космени клетки - рецептори - висят над тези влакна. Това е периферният край на слуховия анализатор, или Органът на Корти.Космите на рецепторните клетки се превръщат в кохлеарната кухина - ендолимфата, а слуховият нерв произлиза от самите клетки.
Възприемане на звукови стимули. Звуковите вълни, преминавайки през външния слухов проход, предизвикват вибрации на тъпанчето и се предават към слуховите костици, а от тях към мембраната на овалния прозорец, водещ към преддверието на кохлеята. Получената вибрация привежда в движение перилимфата и ендолимфата на вътрешното ухо и се възприема от влакната на основната мембрана, която носи клетките на Кортиевия орган. Високите звуци с висока честота на вибрации се възприемат от къси влакна, разположени в основата на кохлеята и се предават на космите на клетките на Кортиевия орган. В този случай не всички клетки се възбуждат, а само тези, които са върху влакна с определена дължина. Следователно първичният анализ на звуковите сигнали започва още в органа на Корти, от който възбуждането се предава по влакната на слуховия нерв към слуховия център на кората на главния мозък в темпоралния лоб, където се извършва тяхната качествена оценка.
Вестибуларен апарат.При определянето на положението на тялото в пространството, неговото движение и скорост на движение важна роля играе вестибуларният апарат. Намира се във вътрешното ухо и се състои от вестибюл и три полукръгли канала,разположени в три взаимно перпендикулярни равнини. Полукръглите канали са пълни с ендолимфа. В ендолимфата на вестибюла има две торбички - кръгъли овалсъс специални варовикови камъни - статилити,в непосредствена близост до космените рецепторни клетки на торбичките.
При нормално положение на тялото, статолитите дразнят с натиска си космите на долните клетки, при промяна на положението на тялото, статолитите също се движат и дразнят с натиска си други клетки; получените импулси се предават на мозъчната кора. В отговор на дразнене на вестибуларните рецептори, свързани с малкия мозък и двигателната зона на големите полукълба, мускулният тонус и положението на тялото в пространството се променят рефлекторно.От овалната торбичка се отклоняват три полукръгли канала, които в началото имат разширения - ампули, в които космени клетки – разположени са рецептори. Тъй като каналите са разположени в три взаимно перпендикулярни равнини, ендолимфата в тях, когато позицията на тялото се промени, дразни определени рецептори и възбуждането се предава към съответните части на мозъка. Тялото реагира рефлекторно с необходимата промяна в позицията на тялото.
Хигиена на слуха... Ушната кал се натрупва във външния слухов канал, върху него се задържа прах и микроорганизми, поради което е необходимо редовно да миете ушите си с топла сапунена вода; в никакъв случай не трябва да премахвате сярата с твърди предмети. Претоварването на нервната система и пренапрежението на слуха могат да причинят резки звуци и шумове. Продължителният шум е особено вреден, като се наблюдава загуба на слуха и дори глухота. Силният шум намалява производителността на труда с до 40-60%. За борба с шума в промишлени условия, стените и таваните са облицовани със специални материали, които поглъщат звук, индивидуални антифони. Двигателите и металорежещите машини са монтирани върху основи, които гасят шума от разклащането на машината.
Човешкият слух е проектиран да улавя широк спектър от звукови вълни и да ги преобразува в електрически импулси, които да изпраща до мозъка за анализ. За разлика от вестибуларния апарат, свързан с органа на слуха, който функционира нормално почти от раждането, развитието на слуха отнема много време. Формирането на слуховия анализатор приключва не по-рано от 12-годишна възраст, а най-голяма острота на слуха се постига до 14-19-годишна възраст. слуховият анализатор има три секции: периферен или слухов орган (ухо); проводими, включително нервни пътища; кортикална, разположена в темпоралния лоб на мозъка. Освен това има няколко слухови центъра в мозъчната кора. Някои от тях (долните темпорални извивки) са предназначени да възприемат по-прости звуци - тонове и шумове, други са свързани с най-сложните звукови усещания, които възникват, когато човек говори сам, слуша реч или музика.
Структурата на човешкото ухо Човешкият слухов анализатор възприема звукови вълни с честота на вибрации от 16 до 20 хиляди в секунда (16-20 000 херца, Hz). Горният звуков праг при възрастен е 20 000 Hz; долният праг е в диапазона от 12 до 24 Hz. Децата имат по-висока горна граница на слуха около 22 000 Hz; при по-възрастните хора, напротив, обикновено е по-ниска – около 15 000 Hz. Ухото има най-голяма чувствителност към звуци с честота на вибрации от 1000 до 4000 Hz. Под 1000 Hz и над 4000 Hz възбудимостта на органа на слуха е силно намалена. Ухото е сложен вестибуларно-слухов орган. Както всички наши сетива, човешкият слухов орган има две функции. Той възприема звуковите вълни и е отговорен за положението на тялото в пространството и способността да се поддържа баланс. Това е сдвоен орган, който се намира в темпоралните кости на черепа, ограничен отвън от ушните миди. Слуховите и вестибуларните рецептори са разположени във вътрешното ухо. Структурата на вестибуларната система може да се разглежда отделно, но сега нека да преминем към описанието на структурата на частите на органа на слуха.
Органът на слуха се състои от 3 части: външно, средно и вътрешно ухо, като външното и средното ухо играят ролята на звукопроводящ апарат, а вътрешното ухо като звукоулавящо. Процесът започва със звук - вибрационното движение на въздуха или вибрация, при което звуковите вълни се разпространяват до слушателя, достигайки в крайна сметка до тъпанчето. В същото време нашето ухо е изключително чувствително и е в състояние да усети промени в налягането само от 1-10 атмосфери.
Структурата на външното ухо Външното ухо се състои от ушната мида и външния слухов канал. Първо, звукът достига до ушните миди, които действат като приемници на звуковите вълни. Ушната мида е образувана от еластичен хрущял, покрит с кожа отвън. Определянето на посоката на звука при хората е свързано с бинаурален слух, тоест слух с две уши. Всеки страничен звук пристига в едното ухо преди другото. Разликата във времето (няколко части от милисекундата) в пристигането на звукови вълни, възприемани от лявото и дясното ухо, дава възможност да се определи посоката на звука. С други думи, нашето естествено възприятие на звука е стереофонично.
Човешката ушна мида има свой уникален релеф от издатини, вдлъбнатини и жлебове. Това е необходимо за най-добрия акустичен анализ, като същевременно позволява разпознаване на посоката и източника на звука. Гънките на ушната мида на човека внасят малки честотни изкривявания в звука, влизащ в ушния канал, в зависимост от хоризонталната и вертикалната локализация на източника на звук. Така мозъкът получава допълнителна информация за изясняване на местоположението на източника на звук. Този ефект понякога се използва в акустиката, включително за създаване на усещане за съраунд звук при проектирането на високоговорители и слушалки. Ушната мида също така усилва звуковите вълни, които след това навлизат във външния слухов проход – пространството от черупката до тъпанчевата мембрана, с дължина около 2,5 см и диаметър около 0,7 см. Слуховият канал има слаб резонанс при честота около 3000 Hz. .
Друга интересна характеристика на външния слухов проход е наличието на ушна кал, която постоянно се отделя от жлезите. Ушната кал е восъчен секрет от 4000 мастни и сярни жлези на ушния канал. Неговата функция е да предпазва кожата на този проход от бактериална инфекция и чужди частици или, например, насекоми, които могат да влязат в ухото. Количеството сяра е различно за различните хора. При прекомерно натрупване на сяра е възможно образуването на сярна тапа. Ако ушният канал е напълно запушен, има усещания за запушване на ухото и загуба на слуха, включително резонанса на собствения ви глас в задръстеното ухо. Тези нарушения се развиват внезапно, най-често при навлизане на вода в ушния канал по време на къпане.
Външното и средното ухо са разделени от тъпанчевата мембрана, която представлява тънка съединителнотъканна пластина. Ушната мида е с дебелина около 0,1 мм и диаметър около 9 милиметра. Отвън е покрита с епител, а отвътре - с лигавица. Тъпанчето е разположено косо и започва да вибрира, когато звуковите вълни го ударят. Ушната мида е изключително чувствителна, но след като вибрацията бъде открита и предадена, тъпанчето се връща в първоначалното си положение само за 0,005 секунди.
Структурата на средното ухо В нашето ухо звукът се движи към чувствителните клетки, които приемат звукови сигнали чрез съответстващо и усилващо устройство - средното ухо. Средното ухо е тъпанчева кухина, която има формата на малък плосък барабан с плътна осцилираща мембрана и слухова (евстахиева) тръба. В кухината на средното ухо се намират артикулиращите помежду си слухови костици - малеус, наложник и стремече. Малките мускули помагат за предаването на звук, като регулират движението на тези кости. След като достигне тъпанчето, звукът го кара да вибрира. Дръжката на чука е вплетена в тъпанчето и чрез люлеене привежда чука в движение. Другият край на малеуса е свързан с наковалото, а последният с помощта на става е подвижно съчленен със стремето. Към стремето е прикрепен стременият мускул, който го придържа към мембраната на овалния прозорец (прозорец на преддверието), който отделя средното ухо от вътрешното, изпълнено с течност. В резултат на предаването на движение стремето, чиято основа прилича на бутало, постоянно се избутва в мембраната на овалния прозорец на вътрешното ухо.
Функцията на осикулите е да повишават налягането на звуковата вълна по време на предаване от тъпанчето до мембраната на овалния прозорец. Този усилвател (приблизително 30-40 пъти) помага на слабите звукови вълни, падащи върху тъпанчето, да преодолеят съпротивлението на мембраната на овалния прозорец и да предават вибрации към вътрешното ухо. Когато звукова вълна преминава от въздушна среда към течна среда, значителна част от звуковата енергия се губи и следователно е необходим механизъм за усилване на звука. Въпреки това, когато звукът е силен, същият механизъм намалява чувствителността на цялата система, за да не я повреди.
Налягането на въздуха в средното ухо трябва да бъде същото като налягането извън тъпанчевата мембрана, за да се осигурят нормални условия за нейното трептене. За да се изравни налягането, тъпанчевата кухина се свързва с назофаринкса с помощта на слухова (евстахиева) тръба с дължина 3,5 cm и диаметър около 2 mm. При преглъщане, прозяване и дъвчене евстахиевата тръба се отваря, за да пропусне въздух отвън. Когато външното налягане се промени, понякога ушите "запушват", което обикновено се решава от факта, че прозяването се причинява рефлекторно. Опитът показва, че запушването на ушите се справя още по-ефективно чрез преглъщане. Неправилното функциониране на тръбата води до болка и дори кървене в ухото.
Структурата на вътрешното ухо. Механичните движения на костите във вътрешното ухо се превръщат в електрически сигнали. Вътрешното ухо е куха костна формация в темпоралната кост, разделена на костни канали и кухини, съдържащи рецепторния апарат на слуховия анализатор и органа на равновесието. Тази част от органа на слуха и равновесието се нарича лабиринт поради сложната си форма. Костният лабиринт се състои от преддверие, кохлея и полукръгли канали, но само кохлеата е пряко свързана със слуха. Ушната мида е канал с дължина около 32 мм, навит и изпълнен с лимфни течности. Получавайки вибрация от тъпанчевата мембрана, стремето с движението си притиска мембраната на прозореца на вестибюла и създава колебания на налягането вътре в течността на кохлеята. Тази вибрация се разпространява в течността на кохлеята и достига до самия орган на слуха, спиралата или органа на Корти. Той преобразува вибрациите на течността в електрически сигнали, които преминават през нервите към мозъка. За да предава стремежа натиск през течността, в централната част на лабиринта, на прага, има кръгъл прозорец на охлюв, покрит с гъвкава мембрана. Когато стременото бутало навлезе в овалния прозорец на вестибюла, мембраната на прозореца на кохлеята изпъква под налягането на кохлеарната течност. Трептенията в затворена кухина са възможни само при наличие на откат. Ролята на такъв откат се изпълнява от мембраната на кръглия прозорец.
Костният лабиринт на кохлеята е обвит в спираловидна форма с 2,5 завъртания и съдържа ципаст лабиринт със същата форма вътре. На места мембранозният лабиринт е прикрепен към периоста на костния лабиринт със свързващи нишки. Между костния и ципестия лабиринт има течност - перилимфа. Звуковата вълна, усилена с 30-40 dB с помощта на системата тъпанче-слухови костици, достига до прозореца на вестибюла и вибрациите й се предават на перилимфата. Звуковата вълна се движи първо по перилимфата до върха на спиралата, където вибрациите се разпространяват през отвора до прозореца на кохлеята. Отвътре мембранозният лабиринт е изпълнен с друга течност - ендолимфа. Течността вътре в мембранозния лабиринт (кохлеарен канал) е отделена отгоре от перилимфата с гъвкава покривна плоча, а отдолу с еластична основна мембрана, които заедно съставляват мембранозния лабиринт. Върху основната мембрана се намира апаратът за възприемане на звук, органът на Корти. Основната мембрана се състои от голям брой (24 000) влакнести влакна с различна дължина, опънати като струни. Тези влакна образуват еластична мрежа, която обикновено резонира в строго градуирани вибрации.
Нервните клетки на органа на Корти преобразуват вибрационните движения на плочите в електрически сигнали. Те се наричат космени клетки. Вътрешните космени клетки са разположени в един ред, има ги 3,5 хил. Външните космени клетки са разположени на три до четири реда, има 12-20 хил. Всяка космена клетка има удължена форма, има 60- 70 малки косъмчета (стереоцилии) с дължина 4–5 µm.
Цялата звукова енергия е концентрирана в пространството, ограничено от стената на костната кохлея и основната мембрана (единственото съвместимо място). Влакната на основната мембрана имат различни дължини и съответно различни резонансни честоти. Най-късите влакна са разположени близо до овалния прозорец, тяхната резонансна честота е около 20 000 Hz. Най-дългите, в горната част на спиралата, имат резонансна честота от около 16 Hz. Оказва се, че всяка космена клетка, в зависимост от местоположението й върху основната мембрана, е настроена на определена звукова честота, а клетките, настроени на ниски честоти, се намират в горната част на кохлеята, а високите честоти се улавят от клетките на долната част на кохлеята. Когато клетките на косата умират по някаква причина, човек губи способността си да възприема звуци на съответните честоти.
Звуковата вълна се разпространява по перилимфата от прозореца на вестибюла до прозореца на охлюва почти мигновено, за около 4 * 10-5 секунди. Хидростатичното налягане, причинено от тази вълна, измества покривната плоча спрямо повърхността на органа на Корти. В резултат на това покривната плоча деформира снопчетата на стереоцилиите на космените клетки, което води до тяхното възбуждане, което се предава към краищата на първичните сензорни неврони.
Разликите в йонния състав на ендолимфата и перилимфата създават потенциална разлика. А между ендолимфата и вътреклетъчната среда на рецепторните клетки потенциалната разлика достига приблизително 0,16 волта. Такава значителна потенциална разлика допринася за възбуждането на космените клетки дори под действието на слаби звукови сигнали, които причиняват леки вибрации на основната мембрана. Когато стереоцилиите на космените клетки се деформират, в тях възниква рецепторен потенциал, което води до освобождаване на регулатор, който действа върху краищата на влакната на слуховите нерви и по този начин ги възбужда.
Космените клетки са свързани с краищата на нервните влакна, напускайки органа на Корти, образувайки слуховия нерв (кохлеарен клон на вестибуларния кохлеарен нерв). Звуковите вълни, преобразувани в електрически импулси, се предават по слуховия нерв към темпоралния кортекс.
Слуховият нерв е изграден от хиляди фини нервни влакна. Всеки от тях започва от определена част на кохлеята и по този начин предава определена звукова честота. Няколко космени клетки са свързани с всяко влакно на слуховия нерв, така че около 10 000 влакна влизат в централната нервна система. Импулсите от нискочестотни звуци се предават по влакна, излизащи от върха на кохлеята, а от високочестотни звуци - по влакна, свързани с нейната основа. По този начин функцията на вътрешното ухо е да преобразува механичните вибрации в електрически, тъй като мозъкът може да възприема само електрически сигнали.
Органът на слуха е апарат, чрез който получаваме звукова информация. Но ние чуваме начина, по който нашият мозък възприема, обработва и запомня. В мозъка се създават звукови представи или образи. И ако в главата ни звучи музика или се запомни нечий глас, то поради факта, че мозъкът има входни филтри, устройство с памет и звукова карта, това може да бъде както досаден високоговорител, така и удобен музикален център за нас.
Анализатори- набор от нервни образувания, които осигуряват осъзнаване и оценка на дразнители, действащи върху тялото. Анализаторът се състои от рецептори, възприемащи дразнене, проводима част и централна част - специфична област на мозъчната кора, където се формират усещанията.
Рецептори- чувствителни окончания, които възприемат дразнене и превръщат външен сигнал в нервни импулси. Част за окабеляванеанализаторът се състои от съответния нерв и пътища. Централната част на анализатора е един от отделите на централната нервна система.
Визуален анализаторпредоставя визуална информация от околната среда исъстои се
от три части: периферна - окото, проводника - зрителния нерв и централната - подкоровата и зрителната зона на кората на главния мозък.
Окотосе състои от очна ябълка и спомагателен апарат, който включва клепачите, миглите, слъзните жлези и мускулите на очната ябълка.
Очна ябълканамира се в очната кухина и има сферична форма и 3 черупки: влакнест, чиято задна част е образувана от непрозрачен протеинчерупка ( склерата),съдовии мрежа... Частта от хороидеята, снабдена с пигменти, се нарича Ирис... В центъра на ириса е ученик, което може да промени диаметъра на отвора си поради свиването на очните мускули. Задна част ретината възприемалеко дразнене. Предната част е сляпа и не съдържа светлочувствителни елементи. Светлочувствителните елементи на ретината са пръчки(осигуряват зрение при здрач и тъмнина) и конуси(рецептори за цветно зрение, работещи при силна светлина). Конусите са разположени по-близо до центъра на ретината (макулата), а пръчиците са концентрирани по нейната периферия. Изходното място на зрителния нерв се нарича сляпо петно.
Кухината на очната ябълка е запълнена стъкловидно тяло... Лещата има формата на двойно изпъкнала леща. Той е в състояние да промени кривината си, когато цилиарният мускул се свие. При гледане на близки обекти лещата се свива, при гледане на далечни обекти се разширява. Тази способност на лещата се нарича настаняване... Между роговицата и ириса е предната камера на окото, между ириса и лещата е задната камера. И двете камери са пълни с прозрачна течност. Светлинните лъчи, отразени от предмети, преминават през роговицата, влажните камери, лещата, стъкловидното тяло и поради пречупване в лещата падат върху жълто петноретината е мястото на най-доброто зрение. В този случай възниква истинско, обратно, миниатюрно изображение на обект... От ретината по протежение на зрителния нерв импулсите навлизат в централната част на анализатора - зрителната област на мозъчната кора, разположена в тилния лоб. В кората информацията, получена от рецепторите на ретината, се обработва и човекът възприема естественото отражение на обекта.
Нормалното зрително възприятие се дължи на:
- достатъчен светлинен поток;
- фокусиране на изображението върху ретината (фокусирането пред ретината означава миопия, а зад ретината - далекогледство);
- осъществяване на акомодативния рефлекс.
Най-важният показател за зрението е неговата острота, т.е. крайната способност на окото да прави разлика между малки предмети.
Органът на слуха и равновесието.
Слухов анализаторосигурява възприемането на звукова информация и нейната обработка в централните части на мозъчната кора. Периферната част на анализатора се образува от: вътрешното ухо и слуховия нерв. Централната част се образува от подкоровите центрове на средния и диенцефалона и темпоралната кора.
Ухо- сдвоен орган, състоящ се от външно, средно и вътрешно ухо
Външно уховключва ушната мида, външния слухов канал и тъпанчето.
Средно ухоСъстои се от тъпанчева кухина, верига от костици и слухова (евстахиева) тръба. Слуховата тръба свързва тъпанчевата кухина с назофарингеалната кухина. Това гарантира, че налягането се изравнява от двете страни на тъпанчето. Слуховите кости – малеусът, инкусът и стремето свързват тъпанчето с мембраната на овалния прозорец, водещ към кохлеята. Средното ухо предава звукови вълни от среда с ниска плътност (въздух) към среда с висока плътност (ендолимфа), която съдържа рецепторните клетки на вътрешното ухо. Вътрешно ухоразположен в дебелината на слепоочната кост и се състои от кост и разположен в нея мембранен лабиринт. Пространството между тях е изпълнено с перилимфа, а кухината на мембранния лабиринт е изпълнена с ендолимфа. В костния лабиринт има три деления - преддверие, кохлея и полукръгли канали... Органът на слуха е кохлеята - спираловиден канал с 2,5 завъртания. Кохлеарната кухина е разделена от мембранна основна мембрана, състояща се от нишки с различна дължина. Рецепторните космени клетки са разположени на основната мембрана. Вибрациите на тъпанчето се предават на костите. Те усилват тези вибрации почти 50 пъти и се предават през овалния прозорец в кохлеарната течност, където се възприемат от влакната на основната мембрана. Кохлеарните рецепторни клетки възприемат дразненето, идващо от нишките и го предават по слуховия нерв към темпоралната зона на мозъчната кора. Човешкото ухо възприема звуци с честота от 16 до 20 000 Hz.
Орган на равновесието, или вестибуларен апарат ,
образуван от две торбичкинапълнена с течност и три полукръгли канала... Рецептор космени клеткиразположени на дъното и вътрешността на торбичките. Към тях граничи мембрана с кристали – отолити, съдържащи калциеви йони. Полукръглите канали са разположени в три взаимно перпендикулярни равнини. В основата на каналите има космени клетки. Рецепторите на отолитния апарат реагират на ускоряването или забавянето на праволинейното движение. Рецепторите на полукръговите канали се дразнят от промени в ротационните движения. Импулсите от вестибуларния апарат по вестибуларния нерв навлизат в централната нервна система. Освен това получава импулси от рецепторите на мускулите, сухожилията, стъпалата. Функционално вестибуларният апарат е свързан с малкия мозък, който е отговорен за координацията на движенията, ориентацията на човек в пространството.
Анализатор на вкус
се състои от рецептори, разположени във вкусовите пъпки на езика, нерв, който провежда импулс към централната част на анализатора, който се намира на вътрешните повърхности на темпоралните и фронталните дялове.
Обонятелен анализатор
представени от обонятелни рецептори, разположени в носната лигавица. Чрез обонятелния нерв сигналът от рецепторите навлиза в обонятелната област на мозъчната кора, разположена до вкусовата област.
Анализатор на кожатаСъстои се от рецептори, които възприемат натиск, болка, температура, докосване, пътища и зона на кожна чувствителност, разположена в задната централна извивка.
Въведение
Заключение
Библиография
Въведение
Обществото, в което живеем, е информационно общество, където основният фактор на производството е знанието, основният продукт на производството са услугите, а характерните черти на обществото са компютъризацията, както и рязкото повишаване на креативността в работата. Ролята на връзките с други страни нараства, процесът на глобализация протича във всички сфери на обществото.
Професиите, свързани с чужди езици, лингвистика и социални науки, играят ключова роля в комуникацията между държавите. Нараства необходимостта от изучаване на системи за разпознаване на реч за внедряване на автоматизиран превод, което ще допринесе за повишаване на производителността на труда в областите на икономиката, свързани с междукултурната комуникация. Ето защо е важно да се изследват физиологията и механизмите на функциониране на слуховия анализатор като средство за възприемане и предаване на речта към съответната част на мозъка за последваща обработка и синтез на нови речеви единици.
Слуховият анализатор е комбинация от механични, рецепторни и нервни структури, чиято дейност осигурява възприемането на звукови вибрации от хора и животни. Анатомично слуховата система може да бъде разделена на външно, средно и вътрешно ухо, слухов нерв и централен слухов тракт. От гледна точка на процесите, които в крайна сметка водят до възприятието на слуха, слуховата система се разделя на звукопроводяща и звуковъзприемаща.
Чувствителността на слуховия анализатор може да се промени при различни условия на околната среда, поради много фактори. Има различни методи за изследване на слуха за изследване на тези фактори.
физиологична чувствителност на слуховия анализатор
1. Стойността на изучаването на човешки анализатори от гледна точка на съвременните информационни технологии
Още преди няколко десетилетия хората направиха опити да създадат системи за синтез и разпознаване на реч в съвременните информационни технологии. Разбира се, всички тези опити започват с изучаването на анатомията и принципите на речта, както и на слуховите органи на човек, с надеждата да ги симулират с помощта на компютър и специални електронни устройства.
Какви са характеристиките на човешкия слухов анализатор? Слуховият анализатор улавя формата на звукова вълна, честотния спектър на чистите тонове и шумове, анализира и синтезира честотните компоненти на звуковите стимули в определени граници, открива и идентифицира звуци в широк диапазон от интензитети и честоти. Слуховият анализатор ви позволява да разграничите звуковите стимули и да определите посоката на звука, както и разстоянието до неговия източник. Ушите възприемат вибрациите във въздуха и ги преобразуват в електрически сигнали към мозъка. В резултат на обработка от човешкия мозък тези сигнали се преобразуват в изображения. Създаването на такива алгоритми за обработка на информация за компютърните технологии е научен проблем, чието решение е необходимо за разработването на най-безгрешните системи за разпознаване на реч.
С помощта на програми за разпознаване на реч много потребители диктуват текстовете на документи. Тази възможност е уместна например за лекари, които провеждат преглед (по време на който ръцете обикновено са заети) и в същото време записват резултатите от него. Потребителите на компютри могат да използват програми за разпознаване на говор, за да въвеждат команди, което означава, че изречената дума ще бъде възприета от системата като щракване с мишката. Потребителят командва „Отваряне на файл“, „Изпращане на поща“ или „Нов прозорец“ и компютърът предприема съответното действие. Това важи особено за хората с увреждания – вместо с мишка и клавиатура, те ще могат да управляват компютъра с гласа си.
Изследването на вътрешното ухо помага на изследователите да разберат механизмите, чрез които хората са в състояние да разпознават речта, въпреки че това не е толкова просто. Човекът "наднича" много изобретения от природата, а такива опити се правят от специалисти в областта на синтеза и разпознаването на речта.
2. Видове човешки анализатори и техните кратки характеристики
Анализатори (от гръцки. Анализ - разлагане, разчленяване) - система от чувствителни нервни образувания, които анализират и синтезират явленията на външната и вътрешната среда на тялото. Терминът е въведен в неврологичната литература от I.P. Павлов, според чиито идеи всеки анализатор се състои от специфични възприемащи образувания (рецептори, сетивни органи), които съставляват периферната част на анализатора, съответните нерви, свързващи тези рецептори с различни нива на централната нервна система (проводяща част), и мозъчен край, който е представен при висшите животни в кората на големите полукълба на мозъка.
В зависимост от рецепторната функция се разграничават анализаторите на външната и вътрешната среда. Първите рецептори са насочени към външната среда и са приспособени да анализират явленията, случващи се в околния свят. Тези анализатори включват визуален анализатор, слухов анализатор, кожен анализатор, обонятелен анализатор, анализатор на вкус. Анализаторите на вътрешната среда са аферентни нервни устройства, чиито рецепторни апарати са разположени във вътрешните органи и са пригодени да анализират какво се случва в самия организъм. Такива анализатори включват и двигателен анализатор (рецепторният му апарат е представен от мускулни вретена и рецептори на Голджи), който осигурява възможност за точно управление на мускулно-скелетната система. Друг вътрешен анализатор играе значителна роля в механизмите на статокинетичната координация - вестибуларният, който взаимодейства тясно с анализатора на движението. Човешкият двигателен анализатор включва и специална секция, която осигурява предаването на сигнали от рецепторите на речевите органи към по-високите нива на централната нервна система. Във връзка със значението на този отдел в дейността на човешкия мозък, той понякога се разглежда като "речево-моторен анализатор".
Рецепторният апарат на всеки анализатор е пригоден да трансформира определен вид енергия в нервно възбуда. И така, звуковите рецептори реагират избирателно на звукови стимули, светлина - на светлина, вкус - на химикал, кожата - на тактилна температура и т.н. Специализацията на рецепторите осигурява анализ на явленията от външния свят в техните отделни елементи още на нивото на периферния участък на анализатора.
Биологичната роля на анализаторите е, че те са специализирани системи за проследяване, които информират тялото за всички събития, случващи се в околната среда и вътре в нея. От огромния поток от сигнали, които непрекъснато влизат в мозъка чрез външни и вътрешни анализатори, се подбира полезна информация, която се оказва съществена в процесите на саморегулация (поддържане на оптимално, постоянно ниво на функциониране на организма) и активна поведението на животните в околната среда. Експериментите показват, че сложната аналитико-синтетична дейност на мозъка, обусловена от фактори на външната и вътрешната среда, се осъществява на полианалитичния принцип. Това означава, че цялата сложна невродинамика на кортикалните процеси, които формират интегралната дейност на мозъка, се състои от сложно взаимодействие на анализатори. Но това се отнася до друга тема. Нека да преминем директно към слуховия анализатор и да го разгледаме по-подробно.
3. Слухов анализатор като средство за възприемане от човека на звукова информация
3.1 Физиология на слуховия анализатор
Периферната част на слуховия анализатор (слухов анализатор с орган за равновесие – ухото (auris)) е много сложен сетивен орган. Краищата на неговия нерв са вградени в дълбините на ухото, поради което са защитени от действието на всякакви външни дразнители, но в същото време са лесно достъпни за звукови стимули. Има три вида рецептори в органа на слуха:
а) рецептори, които възприемат звукови вибрации (вибрации на въздушни вълни), които ние възприемаме като звук;
б) рецептори, които ни позволяват да определим позицията на тялото си в пространството;
в) рецептори, които възприемат промени в посоката и скоростта на движение.
Ухото обикновено е разделено на три части: външно, средно и вътрешно ухо.
Външно ухоСъстои се от ушната мида и външния слухов проход. Ушната мида е изградена от еластичен, еластичен хрущял, покрит с тънък, неактивен слой кожа. Тя е колекционер на звукови вълни; при хората той е неподвижен и не играе важна роля, за разлика от животните; дори при пълното му отсъствие няма забележимо увреждане на слуха.
Външният слухов проход е леко извит канал с дължина около 2,5 см. Този канал е облицован с фини власинки от кожата и съдържа специални жлези, подобни на големите апокринни жлези на кожата, които отделят ушна кал, която заедно с космите предпазва външното ухо от запушване с прах. Състои се от външния участък - хрущялния външен слухов проход и вътрешния - костен слухов проход, който се намира в слепоочната кост. Вътрешният му край е затворен от тънка еластична тъпанчева мембрана, която е продължение на кожната покривка на външния слухов проход и го отделя от кухината на средното ухо. Външното ухо в органа на слуха играе само спомагателна роля, като участва в събирането и провеждането на звуци.
Средно ухо, или тъпанчевата кухина (фиг. 1), се намира вътре в темпоралната кост между външния слухов проход, от който е отделен от тъпанчевата мембрана, и вътрешното ухо; представлява много малка кухина с неправилна форма с вместимост до 0,75 ml, която комуникира с допълнителните кухини - клетките на мастоидния израстък и с фарингеалната кухина (виж по-долу).
Ориз. 1. Органът на слуха в контекста. 1 - геникулираният възел на лицевия нерв; 2 - лицев нерв; 3 - чук; 4 - горен полукръг канал; 5 - заден полукръг канал; 6 - наковалня; 7 - костната част на външния слухов проход; 8 - хрущялната част на външния слухов канал; 9 - тъпанчева мембрана; 10 - костната част на слуховата тръба; 11 - хрущялната част на слуховата тръба; 12 - голям повърхностен петрозен нерв; 13 - върха на пирамидата.
На медиалната стена на тъпанчевата кухина, обърната към вътрешното ухо, има два отвора: овалния прозорец на преддверието и кръгъл прозорец на кохлеята; първият се покрива с плоча на стремето. Тимпаничната кухина чрез малка (дълга 4 см) слухова (евстахиева) тръба (tuba auditiva) комуникира с горната част на фаринкса - назофаринкса. Отворът на тръбата се отваря на страничната стена на фаринкса и по този начин комуникира с външния въздух. При всяко отваряне на евстахиевата тръба (което се случва при всяко преглъщане), въздухът в тъпанчевата кухина се обновява. Благодарение на него налягането върху тъпанчевата мембрана от страната на тъпанчевата кухина винаги се поддържа на нивото на външното въздушно налягане и по този начин отвън и отвътре тъпанчевата мембрана е изложена на едно и също атмосферно налягане .
Това балансиране на налягането от двете страни на тъпанчевата мембрана е много важно, тъй като нормалните му флуктуации са възможни само когато налягането на външния въздух е равно на налягането в кухината на средното ухо. Когато има разлика между атмосферното налягане и налягането на тъпанчевата кухина, остротата на слуха е нарушена. По този начин слуховата тръба е един вид предпазен клапан, който изравнява налягането в средното ухо.
Стените на тъпанчевата кухина и особено на слуховата тръба са покрити с епител, а лигавиците са облицовани с ресничести епител; вибрацията на космите му е насочена към фаринкса.
Фарингеалният край на слуховата тръба е богат на слузни жлези и лимфни възли.
Тимпаничната мембрана е разположена от страничната страна на кухината. Ушната мида (membrana tympani) (фиг. 2) възприема звуковите вибрации на въздуха и ги предава на звукопроводящата система на средното ухо. Има форма на кръг или елипса с диаметър 9 и 11 mm и се състои от еластична съединителна тъкан, чиито влакна са разположени радиално на външната повърхност, а кръгово на вътрешната повърхност; дебелината му е само 0,1 мм; той е опънат малко наклонено: отгоре надолу и отзад напред, леко вдлъбнат навътре, тъй като споменатият мускул се простира от стените на тъпанчевата кухина до дръжката на чука, издърпвайки тъпанчето (издърпва мембраната навътре). Веригата на осикулите служи за предаване на въздушните вибрации от тъпанчето към течността, която изпълва вътрешното ухо. Ушната мида не е опъната и не излъчва собствен тон, а предава само звуковите вълни, които приема. Поради факта, че вибрациите на тъпанчето много бързо отслабват, той е отличен предавател на налягане и почти не изкривява формата на звуковата вълна. Отвън тъпанчевата мембрана е покрита с изтънена кожа, а откъм повърхността, обърната към тъпанчевата кухина, с лигавица, облицована с плосък многослоен епител.
Между тъпанчето и овалния прозорец се намира система от малки слухови костици, които предават вибрациите на тъпанчето към вътрешното ухо: малеус, наложник и стремече, свързани чрез стави и връзки, които се привеждат в движение от два малки мускула. Малеусът е прикрепен към вътрешната повърхност на тъпанчевата мембрана чрез дръжката си, а главата е съчленена с наковалото. Наковалнята, от друга страна, е свързана с един от своите израстъци към стремето, което е разположено хоризонтално и с широката си основа (плоча), вкарана в овалния прозорец, плътно прилепнала към неговата мембрана.
Ориз. 2. Ушната мида и костиците отвътре. 1 - главата на чука; 2 - нейният горен лигамент; 3 - пещерата на тъпанчевата кухина; 4 - наковалня; 5 - нейната купчина; 6 - барабанна струна; 7 - пирамидална кота; 8 - стреме; 9 - дръжка на чука; 10 - тъпанчева мембрана; 11 - евстахиева тръба; 12 - преграда между полуканалите за тръбата и за мускула; 13 - мускулно напрежение на тъпанчето; 14 - преден процес на малеуса
Мускулите на тъпанчевата кухина заслужават голямо внимание. Един от тях е m. tensor tympani - прикрепя се към шията на чука. С неговото свиване се фиксира артикулацията между малеуса и инкуса и се увеличава напрежението на тъпанчето, което се получава при силни звукови вибрации. В същото време основата на стремето е донякъде притисната в овалния прозорец.
Вторият мускул е m. stapedius (най-малкият от набраздените мускули в човешкото тяло) - прикрепя се към главата на стремето. Когато този мускул се свие, артикулацията между наковалото и стремежа се изтегля надолу и ограничава движението на стремежа в овалния прозорец.
Вътрешно ухо.Вътрешното ухо е най-важната и най-сложната част от слуховия апарат, наречена лабиринт. Лабиринтът на вътрешното ухо е разположен дълбоко в пирамидата на слепоочната кост, сякаш в костна обвивка между средното ухо и вътрешния слухов проход. Размерът на костния ушен лабиринт по дългата му ос не надвишава 2 см. Той е отделен от средното ухо с овални и кръгли прозорци. Отворът на вътрешния слухов проход на повърхността на пирамидата на темпоралната кост, през който слуховият нерв напуска лабиринта, е затворен от тънка костна пластина с малки отвори за излизане на влакната на слуховия нерв от вътрешното ухо. Вътре в костния лабиринт има затворен мембранен лабиринт от съединителна тъкан, който точно повтаря формата на костния лабиринт, но малко по-малък по размер. Тясното пространство между костния и мембранозния лабиринт е изпълнено с течност, подобна по състав на лимфата и наречена перилимфа. Цялата вътрешна кухина на мембранозния лабиринт също е изпълнена с течност, наречена ендолимфа. Мембранният лабиринт, но на много места, е свързан със стените на костния лабиринт чрез плътни нишки, минаващи през перилимфатичното пространство. Благодарение на това разположение мембранозният лабиринт е окачен вътре в костния лабиринт, точно както мозъкът е окачен (вътре в черепа на мозъчните обвивки).
Лабиринтът (фиг. 3 и 4) се състои от три секции: преддверието на лабиринта, полукръгли канали и кохлея.
Ориз. 3. Диаграма на връзката на мембранозния лабиринт с костта. 1 - канал, свързващ матката с торбичката; 2 - горна мембранна ампула; 3 - ендолимфатичен канал; 4 - ендолимфатичен сак; 5 - перелимфатично пространство; 6 - пирамида на темпоралната кост: 7 - връх на мембранозния кохлеарен канал; 8 - комуникация между двете стълбища (helicotrem); 9 - кохлеарен мембранозен проход; 10 - стълбище на вестибюла; 11 - барабанна стълба; 12 - чанта; 13 - свързващ проход; 14 - перилимфатичен канал; 15 - кръгъл прозорец на охлюв; 16 - овален прозорец на вестибюла; 17 - тъпанчева кухина; 18 - слепият край на кохлеарния проход; 19 - задна мембранна ампула; 20 - майка; 21 - полукръг канал; 22 - горен полукръг ход
Ориз. 4. Напречно сечение през хода на кохлеята. 1 - стълбище на вестибюла; 2 - Рейснерова мембрана; 3 - покривна мембрана; 4 - кохлеарният канал, в който се намира кортиевият орган (между покривната и основната мембрани); 5 и 16 - слухови клетки с реснички; 6 - поддържащи клетки; 7 - спираловиден лигамент; 8 и 14 - костна тъкан на кохлеята; 9 - поддържаща клетка; 10 и 15 - специални поддържащи клетки (т.нар. клетки на Корти - стълбове); 11 - барабанна стълба; 12 - основната мембрана; 13 - нервни клетки на спиралния кохлеарен възел
Мембранното преддверие (vestibulum) е малка овална кухина, която заема средната част на лабиринта и се състои от две везикули-торбички, свързани помежду си с тесен канал; единият от тях - задният, т. нар. матка (utriculus), комуникира с ципестите полукръгли канали чрез пет отвора, а предният сак (sacculus) - с ципестката кохлея. Всяка от торбичките на преддверния апарат е изпълнена с ендолимфа. Стените на торбичките са покрити с плосък епител, с изключение на една област - така наречената макула, където има цилиндричен епител, съдържащ поддържащи и космени клетки, носещи тънки израстъци на повърхността си, обърната към кухината на торбичката. Висшите животни имат малки кристали от вар (отолити), слепени в една бучка заедно с власинките на невроепителни клетки, в които завършват нервните влакна на вестибуларния нерв (ramus vestibularis - клон на слуховия нерв).
Зад предверието има три взаимно перпендикулярни полукръгли канала (canales semicirculares) – един в хоризонталната равнина и два във вертикалната. Полукръглите канали са много тесни тръби, пълни с ендолимфа. Всеки от каналите образува разширение в единия си край – ампула, където са разположени краищата на вестибуларния нерв, разпределени в клетките на чувствителния епител, концентриран в т. нар. слухов гребен (crista acustica). Клетките на сетивния епител на слуховия гребен са много подобни на тези, които се намират в петънцето - на повърхността, обърната към кухината на ампулата, те носят власинки, които са слепени заедно и образуват вид четка (cupula). Свободната повърхност на четката достига до противоположната (горна) стена на канала, оставяйки незначителен лумен на нейната кухина свободен, предотвратявайки движението на ендолимфата.
Пред преддверието има кохлея (cochlea), която представлява мембранозен спираловидно извит канал, също разположен вътре в костта. Спирала на човешки охлюв прави 2 3/4се обръщат около централната костна ос и завършва сляп. Костната ос на кохлеята с връх към средното ухо и основата й затваря вътрешния слухов канал.
Спирална костна плоча също излиза в кухината на кохлеарния спирален канал по цялата му дължина от костната ос - преграда, разделяща спираловидната кухина на кохлеята на две хода: горната, комуникираща с вестибюла на лабиринта, т.н. -нарича се вестибюлна стълба (scala vestibuli), а долната, опираща единия си край в мембраната на кръглия прозорец на тъпанчевата кухина и поради това носеща името на тъпанчевата стълба (scala tympani). Тези проходи се наричат стълби, защото, свити в спирала, те приличат на стълбище с наклонена лента, но само без стъпала. В края на кохлеята и двата хода се съобщават с отвор с диаметър около 0,03 mm.
Тази надлъжна костна плоча, блокираща кохлеарната кухина, простираща се от вдлъбнатата стена, не достига до противоположната страна, но нейното продължение е съединителнотъканна мембранна спирална плоча, наречена основна мембрана, или основна мембрана (membrana basilaris), която вече е близо до изпъкналата противоположна стена по цялата дължина на общата кухина на кохлеята.
Друга мембрана (Reisner) се отклонява от ръба на костната пластина под ъгъл над основната, което ограничава малък среден ход между първите две ходове (стълби). Този проход се нарича ductus cochlearis и комуникира с вестибюлната торбичка; именно той е органът на слуха в правилния смисъл на думата. Кохлеарният канал в напречно сечение има формата на триъгълник и от своя страна е разделен (но не напълно) на два етажа от третата мембрана - покривната мембрана (membrana tectoria), която очевидно играе голяма роля в процес на възприемане на усещанията. В долния етаж на този последен канал, върху основната мембрана под формата на издатина на невроепителиума, има много сложно устройство, възприемащият апарат на слуховия анализатор - спирален (Corti) орган (organon spirale Cortii) ( Фиг. 5), измита заедно с основната мембрана от интралабиринтна течност и играе по отношение на слуха същата роля като ретината по отношение на зрението.
Ориз. 5. Микроскопска структура на Кортиев орган. 1 - основна мембрана; 2 - покривна мембрана; 3 - слухови клетки; 4 - клетки на слуховия ганглий
Спираловият орган се състои от голямо разнообразие от поддържащи и епителни клетки, разположени върху базалната мембрана. Удължените клетки са подредени в два реда и се наричат стълбовете на Корти. Клетките на двата реда са леко наклонени една към друга и образуват до 4000 кортиеви арки в цялата кохлея. В този случай в кохлеарния канал се образува така нареченият вътрешен тунел, изпълнен с междуклетъчно вещество. Върху вътрешната повърхност на Кортиевите стълбове има редица цилиндрични епителни клетки, на чиято свободна повърхност има по 15-20 косъма - това са чувствителни, възприемащи, така наречените космени клетки. Тънки и дълги нишки - слухови косми, слепващи се, оформете нежни четки върху всяка такава клетка. Поддържащите клетки на Deiters граничат с външната страна на тези слухови клетки. По този начин космените клетки са закотвени към базалната мембрана. Те се приближават от тънки нервни немесести нишки и образуват в тях изключително деликатна фибриларна мрежа. Слуховият нерв (разклонението му - ramus cochlearis) прониква в средата на кохлеята и върви по оста й, отделяйки множество клони. Тук всяко мезесто нервно влакно губи своя миелин и преминава в нервна клетка, която, подобно на клетките на спиралните ганглии, има съединителнотъканна обвивка и глиални мембранни клетки. Цялата сума от тези нервни клетки като цяло образува спирален ганглий (ganglion spirale), който заема цялата периферия на оста на кохлеата. От този нервен ганглий нервните влакна вече са насочени към приемащия апарат - спираловиден орган.
Самата основна мембрана, върху която е разположен спиралния орган, се състои от най-тънките, плътни и плътно опънати нишки ("струни") (около 30 000), които, започвайки от основата на кохлеята (близо до овалния прозорец), постепенно удължават се към горната му извивка, достигайки от 50 до 500 ?(по-точно - от 0,04125 до 0,495 mm), т.е. къси близо до овалния прозорец, те стават все по-дълги към върха на кохлеята, като се увеличават около 10-12 пъти. Дължината на базалната мембрана от основата до върха на кохлеята е приблизително 33,5 mm.
Хелмхолц, който създаде теорията за слуха в края на миналия век, сравнява основната мембрана на охлюв с неговите влакна с различна дължина с музикален инструмент - арфа, само че в тази жива арфа има огромен брой "струни" разтегнат.
Възприемащият апарат на слуховата стимулация е кохлеарният орган на кохлеята (Corti). Преддверието и полукръглите канали играят ролята на органи на равновесието. Вярно е, че възприемането на положението и движението на тялото в пространството зависи от съвместната функция на много сетива: зрение, допир, мускулно усещане и т.н. рефлекторната дейност, необходима за поддържане на баланса, се осигурява от импулси в различни органи. Но основната роля в това принадлежи на вестибюла и полукръговите канали.
3.2 Чувствителност на слуховия анализатор
Човешкото ухо възприема въздушните вибрации от 16 до 20 000 Hz като звук. Горната граница на възприеманите звуци зависи от възрастта: колкото по-възрастен е човекът, толкова по-нисък е той; често възрастните хора не чуват високи тонове, например звук, издаван от щурец. При много животни горната граница е по-висока; при кучета, например, е възможно да се формира цяла поредица от условни рефлекси към звуци, нечувани от хората.
При флуктуации до 300 Hz и над 3000 Hz, чувствителността намалява рязко: например при 20 Hz, както и при 20 000 Hz. С възрастта чувствителността на слуховия анализатор, като правило, намалява значително, но главно към високочестотни звуци, докато нискочестотните звуци (до 1000 вибрации в секунда) остават почти непроменени до напреднала възраст.
Това означава, че за да подобрят качеството на разпознаването на реч, компютърните системи могат да изключат от анализа честоти, лежащи извън диапазона от 300-3000 Hz или дори извън диапазона от 300-2400 Hz.
В условия на пълна тишина чувствителността на слуха се повишава. Ако обаче започне да звучи тон с определена височина и постоянна интензивност, то поради адаптация към него, усещането за сила намалява първо бързо, а след това все по-бавно. Въпреки това, макар и в по-малка степен, чувствителността към звуци, повече или по-малко близки по честота на вибрация до звуковия тон, е намалена. Въпреки това, обикновено адаптацията не се отнася за цялата гама от възприемани звуци. Когато звукът спре, поради адаптиране към тишината, предишното ниво на чувствителност се възстановява в рамките на 10-15 секунди.
Отчасти адаптацията зависи от периферната част на анализатора, а именно от промените както в усилващата функция на звуковия апарат, така и във възбудимостта на космените клетки на Кортиевия орган. Централната част на анализатора също участва в явленията на адаптация, за което свидетелства най-малкото фактът, че когато звукът действа само на едното ухо, се наблюдават промени в чувствителността и в двете уши.
Чувствителността също се променя при едновременното действие на два тона с различна височина. В последния случай слабият звук се заглушава от по-силен, главно защото огнището на възбуждане, което се появява в кората под въздействието на силен звук, понижава, поради отрицателна индукция, възбудимостта на други части на кортикална област на същия анализатор.
Продължителното излагане на силни звуци може да причини забранено инхибиране на кортикалните клетки. В резултат на това чувствителността на слуховия анализатор е рязко намалена. Това състояние продължава известно време след спиране на дразненето.
Заключение
Сложната структура на системата за слухов анализатор се дължи на многоетапен алгоритъм за предаване на сигнал към темпоралната област на мозъка. Външното и средното ухо предават звукови вибрации към кохлеята във вътрешното ухо. Чувствителните косми, разположени в кохлеята, преобразуват вибрациите в електрически сигнали, които пътуват по нервите до слуховата област на мозъка.
При разглеждане на въпроса за функционирането на слуховия анализатор за по-нататъшно приложение на знанията при създаване на програми за разпознаване на реч, трябва да се вземат предвид и границите на чувствителността на органа на слуха. Честотният диапазон на звуковите вибрации, възприемани от хората, е 16-20 000 Hz. Въпреки това, честотният диапазон на речта вече е 300-4000 Hz. Речта остава разбираема, тъй като честотният диапазон се стеснява допълнително до 300-2400 Hz. Този факт може да се използва в системите за разпознаване на реч за намаляване на влиянието на смущенията.
Библиография
1.П.А. Баранов, A.V. Воронцов, С.В. Шевченко. Социални изследвания: Пълен справочник. Москва 2013г
2.Голяма съветска енциклопедия, 3-то издание (1969-1978), том 23.
.A.V. Фролов, Г.В. Фролов. Синтез и разпознаване на реч. Съвременни решения.
.Душков Б.А., Королев А.В., Смирнов Б.А. Енциклопедичен речник: Психология на труда, управление, инженерна психология и ергономия. Москва, 2005г
.Кучеров A.G. Анатомия, физиология и методи за изследване на органа на слуха и равновесието. Москва, 2002г
.Станков А.Г. Човешка анатомия. Москва, 1959 г
7.http: // ioi-911. ucoz.ru/publ/1-1-0-47
.
Обучение
Нуждаете се от помощ за проучване на тема?
Нашите експерти ще съветват или предоставят уроци по теми, които ви интересуват.
Изпратете заявкас посочване на темата точно сега, за да разберете за възможността за получаване на консултация.
Зареждане ...