Властивості слуху - студопедія

Слуховий апарат людини, його пристрій. Механізм сприйняття звуку. Логарифмічний закон сприйняття звуків вухом людини. Біноуральний ефект. Рівень інтенсивності звукового тиску. Біди і децибели.

Сучасні біологи все частіше говорять про те, що слуховий апарат людини - найдосконаліший з усіх його органів почуттів: в ньому спостерігається найбільша концентрація нервових клітин і закінчень (тільки в "равлику" - однієї з частин слухового апарату - налічується близько 30 000 чутливих клітин) . Тому з упевненістю можна сказати, що вухо - самий чуйний орган почуттів.

Примітка. Органи слуху людини здатні сприймати настільки слабкі звукові хвилі, що барабанна перетинка під їх тиском переміщається всього лише на 0,0000000001 мм (ця величина в 1 000 разів менше діаметра атома водню). / Завдяки нашому вмінню вловлювати будь-яку - велику ніж 0,0001 секунди - різницю в часі між приходом звуку до одного, а потім до другого вуха, ми маємо здатність точно дізнаватися, з якого боку доноситься до нас цей звук (стереоефект) ./

ВУХО - дуже складна структура, що складається з 3 частин: зовнішнє вухо (воно, як радар, вловлює звук), середнє вухо (в ньому знаходиться комплект слухових кісточок, що підсилюють входить звук) і внутрішнє вухо (воно перетворює звукові коливання в дискретні електричні імпульси, а також визначає, в якому становищі знаходиться голова, - тобто виконує і вестибулярну функцію). Далі електричні імпульси передаються в головний мозок за допомогою двох нервів, що знаходяться поруч один з одним, - вестибулярного (для підтримки просторового рівноваги всього тіла) і улиткового (для подальшої обробки звукових імпульсів). / Зовнішнє та внутрішнє вухо відповідають головним чином за слух (структури внутрішнього вуха, інтерпретують звуки і положення голови, є різними системами, хоча і знаходяться в одному органі) ./

ВУХО діє як приймач (зовнішнє вухо), підсилювач (середнє вухо) і передавач (внутрішнє вухо). / Зовнішнє вухо сприймає звукові коливання, середнє вухо підсилює їх, а внутрішнє вухо передає імпульси в мозок. /
Приймач - це сама вушна раковина. У центрі раковини є кістковий канал, що веде до барабанної перетинки (стінки каналу виділяють воскообразное речовина, що охороняє шкіру від висихання і лущення).
Підсилювач - система з 3-х маленьких слухових кісточок. Перша з них - т.зв. молоточок (прикріплена до барабанної перетинки), друга - стремечко (прикріплена до внутрішнього вуха), третя - ковадло (з'єднує дві перших). / Це ​​пристрій підсилює рух барабанної перетинки в 20 разів. /
Передавальна частина вуха надзвичайно складна. Механізми слуху і рівноваги утворюють загальну камеру, наповнену особливою рідиною - ендолімфою (хвилі звукового тиску передаються через цю рідину з середнього вуха до стременця). Механізм слуху розташований в одному кінці цієї камери і має форму завитка, схожого на раковину равлика (тому він і отримав назву "равлик"). По всій довжині равлики йде тонка базилярная мембрана, від якої відходять до завитковому нерву тисячі нервових волокон. Зміни в висоті або гучності звуків уловлюються крихітними волосками на базилярної мембрани як хвилі від зміни тиску, які передає ендолімфа вгору і вниз по всій довжині равлики. / З равлики виходить улітковий нерв, з'єднаний зі спеціалізованою дільницею мозку - слуховим центром. /

Примітка. Входячи в зовнішній слуховий прохід, звук викликає коливання барабанної перетинки. Далі ці коливання проходять через слухові кісточки, які підсилюють звукові хвилі і передають коливання до овального вікна - мембрані, що знаходиться біля входу в равлика. Синхронні пульсуючі рухи цього овального вікна стабілізують тиск всередині середнього вуха. Рідина (ендолімфа), яка наповнює равлика, передає хвилі по т.зв. вестибулярної і барабанної сходах, змушуючи їх розділяє базилярную мембрану коливатися. Базилярна мембрана містить схожі на волоски рецепторні клітини (кортієвого органи), які, в свою чергу, посилають нервові імпульси по завитковому нерву в головний мозок. / Спосіб перетворення хвиль в електричні імпульси і їх інтерпретація в головному мозку вченими поки вивчені не до кінця. Сучасна наука вважає, що нервові клітини равлики вимірюють хвилі тиску в ендолімфі і перетворюють їх в електричні імпульси. Не ясно також, яким чином вухо розрізняє гучність і висоту звуків. /

Отже, нервові клітини, що сприймають звуки, знаходяться в перетинчастої капсулі - равлику, розташованої у внутрішньому вусі. / Равлик - це спірально закручена трубочка, заповнена, як зазначалося вище, особливої ​​рідиною - ендолімфою. Разом з органами рівноваги - 3-ма лукружнимі каналами - вона утворює т.зв. лабіринт. / Але до того, як потрапити в равлика, звуки проходять кілька етапів попередньої обробки. В першу чергу чутні людиною звукові хвилі (коливання повітря) змушують вібрувати барабанну перетинку - найтоншу пластину, яка перегороджує зовнішній слуховий прохід. Далі вібрація передається по вже згадуваним крихітним слуховим кісточках - молоточку, ковадлі і стременця. Ці кісточки, немов місток, тягнуться по всьому середнього вуха, поєднуючи барабанну перетинку з равликом. На цьому етапі спершу починає вібрувати ендолімфа, що знаходиться всередині равлики. Перекочується по ній хвилі дратують слухові клітини внутрішнього вуха. В кінцевому підсумку головний мозок і вловлює дані роздратування, що перетворилися на той час уже в електричні імпульси, розпізнаючи в них звуки.

Примітка. Те, що людина чує, - це звукові хвилі, що виникають при коливанні молекул повітря. Довжина і сила цих хвиль визначає гучність звуку (вона вимірюється в децибелах - dB, дБ). Число коливань (циклів) в секунду становить частоту звуку (чим більше коливань, тим вище звук). Частота звуку виражається числом циклів в секунду, або в герцах (Hz, Гц). У звичайного 20-25-річної людини амплітуда чутної частоти - від 20 до 20 000 Гц, хоча вухо найбільш чутливо до звуків в середній частоті - від 500 до 4 000 Гц. З віком або в результаті тривалого перебування в галасливій обстановці слух людини стає менш чутливим до високих частот звуку. / У внутрішньому вусі в 3 рази більше клітин, що уловлюють звукові хвилі високої частоти, ніж клітин, що реагують на низькі частоти. Тому, чим вище частота сприйманих (реально чутних і розрізняються) звуків, тим більша кількість клітин слухового апарату активізується і тим більше електричних імпульсів надходить у головний мозок. / Результати сучасних досліджень здібностей людського слуху свідчать про те, що наша слухова система може розрізнити по висоті 2 звуку, що відрізняються по частоті всього на 0,2%.

Знаменитий французький вчений і лікар-отоларинголог Альфред Томатіс в результаті власних серйозних досліджень і багатого клінічного досвіду прийшов до висновку, що вухо є одним з найважливіших органів, які формують свідомість людини. До нього вчені вважали, що вухо володіє тільки однією функцією - чути (вони не помічали, що "слухання" - всього лише один аспект набагато більшого, динамічного процесу, в якому бере участь кожна клітина тіла). А. Томатіс першим в світі відкрив, що вухо не просто "чує": звукові коливання (вібрації), що сприймаються барабанною перетинкою, стимулюють нерви внутрішнього вуха, де ці коливання перетворюються в електричні імпульси, різними шляхами потрапляють у багато відділів головного мозку. Далі деякі з цих електричних імпульс ів йдуть в слухові центри мозку (дані імпульси ми і сприймаємо як звуки), інші створюють електричний потенціал в мозочку, який контролює складні рухи і відчуття рівноваги, і т.д. З цих мозкових відділів вже "оброблені" імпульси надходять в лімбічну систему головного мозку , завідуючу нашими емоціями і виділенням різних біохімічних речовин (в т.ч. гормонів), які впливають на все наше тіло. При цьому електричний потенціал, створюваний звуковими коливаннями, також передається і в кору головного мозку, заведующу ма вищими функціями свідомості. Т.ч. звук "живить" головний мозок і через нього (або разом з ним) - весь людський організм: все його органи, системи, тканини і клітини.

Примітка. У головному мозку людини для обробки звуків є свої "мікрофони", "аналізатори" і навіть "аналогово-цифрові перетворювачі". Вищі відділи слухової системи (включаючи слухові зони кори головного мозку) можна розглядати як "логічний процесор", який декодує корисні звукові сигнали на тлі шумів, групує їх за певними ознаками, порівнює з уже наявними в пам'яті шаблонами і образами, визначає їх інформаційну цінність і приймає рішення про відповідні дії. / Існує наукова гіпотеза, що кожен з нових звуків (або співзвуч), вперше чує людина в будь-якому віці, записується у вигляді шаблону ( "образа") в підсвідомість, причому на довічне зберігання (при цьому критерій новизни сприйманого звуку наш головний мозок встановлює по найтоншим нюансам). Дана версія заснована на встановленому сучасними психологами факт, що головний мозок "мислить" образами, символами і шаблонами. Вчені припускають, що музичні звуки також запам'ятовуються у вигляді певних гармонійних шаблонів, які починають формуватися і відкладатися в підсвідомості людини ще в дитячому віці (аналогічно звуків мови).