Вухо і механізм сприйняття звуку, енциклопедія

Вухо і механізм сприйняття звуку. Вухо являє собою складний спеціалізований орган, що складається з трьох відділів: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха.

Зовнішнє вухо є звукоулавлівающім апаратом. Звукові коливання вловлюються вушними раковинами і передаються по зовнішнього слухового проходу до барабанної перетинки, яка відділяє зовнішнє вухо від середнього. Уловлювання звуку і весь процес слухання двома вухами, так званий бініуральний слух, мають значення для визначення напрямку звуку. Звукові коливання, що йдуть збоку, доходять до найближчого вуха на кілька десяткових часток секунди (0,0006 с) раніше, ніж до іншого. Цією гранично малій різниці в часі приходу звуку до обох вух досить, щоб визначити його напрямок.

Середнє вухо є повітряну порожнину, яка через євстахієву трубу з'єднується з порожниною носоглотки. Коливання від барабанної перетинки через середнє вухо передають 3 слухові кісточки, сполучені один з одним, - молоточок, ковадло і стремечко, а останнім через перетинку овального вікна передає ці коливання рідини, що знаходиться у внутрішньому вусі - перилимфе. Завдяки слуховим кісточках амплітуда коливань зменшується, а сила їх збільшується, що дозволяє приводити в рух стовп рідини у внутрішньому вусі. В середньому вусі є особливий механізм адаптації до змін інтенсивності звуку. При сильних звуках спеціальні м'язи збільшують натяг барабанної перетинки і зменшують рухливість стремечка. Тим самим знижується амплітуда коливань, і внутрішнє вухо охороняється від пошкоджень.

Внутрішнє вухо з розташованої в ньому равликом знаходиться в пірамідці скроневої кістки. Улітку у людини утворює 2,5 спіральних витка. Улітковий канал розділений двома перегородками (основний мембраною і вестибулярної мембраною) на 3 вузькі ходи: верхній (вестибулярна сходи), середній (перетинчастий канал) і нижній (барабанна драбина). На вершині равлики є отвір, що з'єднує верхній і нижній канали в єдиний, що йде від овального вікна до вершини равлики і далі до круглого вікна. Порожнина їх заповнена рідиною - перилимфой, а порожнину середнього перетинкового каналу заповнена рідиною іншого складу - ендолімфою. В середньому каналі розташований звукосприймальний апарат - кортів орган, в якому знаходяться рецептори звукових коливань - волоскові клітини.

Механізм сприйняття звуку. Фізіологічний механізм сприйняття звуку заснований на двох процесах, що відбуваються в равлику: 1) поділ звуків різної частоти за місцем їх найбільшого впливу на основну мембрану равлики і 2) перетворення рецепторними клітинами механічних коливань в нервове збудження. Звукові коливання, що надходять у внутрішнє вухо через овальне вікно, передаються перилимфе, а коливання цієї рідини призводять до зсувів основної мембрани. Від висоти звуку залежить висота стовпа хитається рідини і, відповідно, місце найбільшого зміщення основної мембрани. Таким чином, при різних по висоті звуках порушуються різні волоскові клітини і різні нервові волокна. Збільшення сили звуку призводить до збільшення кількості порушених волоскових клітин і нервових волокон, що дозволяє розрізняти інтенсивність звукових коливань.
Перетворення коливань в процес збудження здійснюється спеціальними рецепторами - волосовими клітинами. Волоски цих клітин занурені в покривну мембрану. Механічні коливання при дії звуку призводять до зміщення покривної мембрани щодо рецепторних клітин і вигинання волосків. У рецепторних клітинах механічне зміщення волосків викликає процес збуджень.

Провідність звуку. Розрізняють повітряну і кісткову провідність. У звичайних умовах у людини переважає повітряна провідність: звукові хвилі уловлюються зовнішнім вухом, і повітряні коливання передаються через зовнішній слуховий прохід в середнє і внутрішнє вухо. У разі кісткової провідності звукові коливання передаються через кістки черепа безпосередньо равлику. Цей механізм передачі звукових коливань має значення при зануреннях людини під воду.
Людина зазвичай сприймає звуки з частотою від 15 до 20 000 Гц (в діапазоні 10-11 октав). У дітей верхня межа сягає 22 000 Гц, з віком він знижується. Найбільш висока чутливість виявлена ​​в області частот від 1000 до 3000 Гц. Ця область відповідає найбільш часто зустрічається частотам людської мови і музики.