1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Анатомія
  3. Механізм утворення звуку

Механізм утворення звуку

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

У результаті виникнення електричних потенціалів відбувається збудження волокон слухового нерва, для яких характерна спонтанна активність навіть в тиші (100 імп. / С). При звуці частота імпульсації у волокнах наростає протягом всього часу дії подразника. Для кожного волокна нерва існує оптимальна частота звуку, яка дає найбільшу частоту розрядів і мінімальний поріг реакції. Ця оптимальна частота визначається місцем на основній мембрані, де розташовані рецептори, пов’язані з даним волокном. Таким чином, для волокон слухового нерва характерна частотна вибірковість, обумовлена збудженням різних клітин спірального органу. При пошкодженні спірального органу у підстави випадають високі тони, у вершини – низькі тони. Руйнування середнього завитка призводить до випадання тонів середньої частоти діапазону.

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

Для всіх слухових нейронів характерна наявність частотно-порогових показників. Ці показники відображають залежність порогового звуку, необхідного для порушення клітки, від його частоти. В обидві сторони від оптимальної частоти поріг реакції нейрона зростає, тобто нейрон виявляється налаштованим на звуки лише певної частоти.

Все це підтвердило гіпотезу Г. Гельмгольца (1863) про механізм розрізнення в Кортиєва органі звуків по їхній висоті. Відповідно до цієї гіпотези, поперечні волокна основної мембрани короткі в її вузькій частині – у підстави равлика і в 3-4 рази довше в її широкій частині – у вершини. Вони налаштовані як струни музичних інструментів. Коливання окремих груп волокон викликає на відповідних ділянках основної мембрани роздратування відповідних рецепторних клітин. Ці припущення Г. Гельмгольца підтвердилися і були частково модифіковані і розвинені в роботах американського фізіолога Д. Бекеши (1968).

Сила звуку кодується числом збуджених нейронів. При слабких подразників в реакцію залучається лише невелике число найбільш чутливих нейронів, а при посиленні звуку збуджується все більше додаткових нейронів. Це пов’язано з тим, що нейрони слухового аналізатора різко відрізняються один від одного по порогу збудження. Поріг різний у внутрішніх і зовнішніх клітин (для внутрішніх клітин він значно вище), тому в залежності від сили звуку змінюється співвідношення числа порушених зовнішніх і внутрішніх клітин.

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

Абсолютна слухова чутливість – це мінімальна сила звуку, чутного людиною в половині випадків його звучання. В області від 1000 до 4000 Гц слух людини має максимальну чутливістю. У цій зоні лежать і мовні поля. Верхня межа чутності виникає, коли збільшення сили звуку незмінної частоти викликає неприємне відчуття тиску і болю у вусі. Одиницею гучності звуку є бел. У побуті зазвичай використовують в якості одиниці гучності децибел, тобто 0,1 бела. Максимальний рівень гучності, коли звук викликає біль, дорівнює 130-140 дБ над порогом чутності.

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

Слуховий аналізатор володіє двома симетричними половинами (бінауральний слух), тобто для людини характерний просторовий слух – здатність визначати положення джерела звуку в просторі. Гострота такого слуху велика. Людина може визначити розташування джерела звуку з точністю до 1 °. Це пов’язано з тим, що, якщо джерело звуку знаходиться в стороні від середньої лінії голови, звукова хвиля приходить на одне вухо раніше і з більшою силою, ніж на інше. Крім того, на рівні задніх горбів четверохолмія знайдено нейрони, що реагують лише на певний напрям руху джерела звуку в просторі.

ПОДІЛИТИСЯ: