ФИЗИОЛОГИЯ СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА Звук колебательные движения

ФИЗИОЛОГИЯ СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА

Звук – колебательные движения частиц упругой среды, распространяющиеся в виде волн. Звуки делят на тоны и шумы. Если колебание осуществляется ритмично, т. е. через определенные промежутки времени повторяются одинаковые фазы звуковой волны, то образующийся звук воспринимается как тон. Шум – совокупность сложных колебаний, не связанных между собой какой-либо зависимостью (скрип, стук, шорох, скрежет…).

Физический и физиологический аспекты восприятия звуков Акустический сигнал – звук – характеризуется основными физическими параметрами, которым соответствуют определенные физиологические параметры слуховых ощущений. Основные свойства звука: сила, высота, тембр.

К физическим параметрам относится частота звука, чему соответствует физиологическое качество – высота звука. Человеческое ухо способно воспринимать звуки с частотой в диапазоне 16 -20 до 2022000 Гц ( Гц – число колебаний в 1 с). Единица высоты звука – мел. Тон частотой 1000 Гц при 60 д. Б имеет высоту 1000 мелов.

Ухо человека наиболее чувствительно к звукам в диапазоне от 500 до 4000 Гц – это речевой диапазон частот, т. к. большинство речевых звуков имеют форманты в этой области.

Физическому параметру амплитуда соответствует физиологический – интенсивность, который субъективно воспринимается как громкость звука. Чем больше амплитуда колебаний, тем сильнее звук, тем он воспринимается как более громкий.

Сила звука измеряется в относительных единицах – д. Б. Международная организация по стандартизации ввела единицу громкости – сон – громкость тона при частоте 1000 Гц и интенсивности 40 д. Б.

Длительность одинакова для физического и физиологического ощущения. При увеличении длительности субъективная громкость увеличивается. Необходимое время для измерения громкости сигнала в среднем 150 мс. Минимальный интервал между двумя раздражителями – 2 -5 мс.

Уровень интенсивности разных звуков Характеристика звука Уровень интенсивности (д. Б) Порог слышимости 0 Шелест листьев при ветре 10 Обычный шепот (около уха) 20 -35 Шумовой фон в городе ночью 40 Шум спокойной улицы днем 50 -60 Речь средней громкости 60 -70 Оркестр, громкая музыка по радио 80 Шум в поезде метро 90 Очень громкая речь 90 Удары молотка по стальной плите 100 Шум авиационного мотора 120

Спектр, интенсивность и длительность звучания определяют физиологическую характеристику – тембр звука (окраска). Одинаковые по высоте и силе звуки, издаваемые разными источниками отличаются тембром.

Распространение звука в среде подчиняется следующим физическим закономерностям: • Реверберация – многократное отражение звуковых волн стенами в закрытом помещении. • Дифракция огибание звуковой волной препятствий. • Резонанс – способность предметов становится вторичными излучателями звука при попадании в поле звучания какого-либо источника.

Пространственный (бинауральный) слух Способность определять направление звука в пространстве – ототопика. Ототопика возможна при наличии нормально слышащих обоих ушей. При этом условии человек способен уловить отклонение звука на 3 градуса.

Речь состоит из гласных и согласных звуков. Гласные звуки тоновые, согласные – шумовые. Отдельные усиленные области частот, составляющие сложный спектр звуков речи называют формантами.

Речь состоит из сложных звуков, распространяемых в следующих диапазонах частот: низкочастотные звуки У (200 -600 Гц), О ( 400800 Гц), Р (200 -1500 Гц + биения 20 в секунду), Л (200 -500, 700 -1100), М (100 -400, 1600 -1850), Н (100 -400, 1500 -3400), Д, Г, Б. среднечастотные А (1000 – 1400), Ы (200 -600, 1500 -2500), Х (400 -1200, 600 -1000), Т, Ц, В, К. высокочастотные И (2800 -4200), Э (1500 -2500), Ш (1200 -6300), С (4200 -8600), Ф (7000 -12000), Ж (1350 -6300), З (4200 -8600), Ч, Щ.

Звукопроведение Функция звукопроведения состоит в передаче звуковых колебаний составными элементами наружного, среднего и внутреннего уха слуховым рецепторам. В звукопроведении принимают участие ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка, слуховые косточки, кольцевая связка овального окна, вторичная барабанная перепонка, перилимфа, основная мембрана.

Ушная раковина помогает направить звук в слуховой проход. Слуховой проход доставляет звук к барабанной перепонке. БП обладает частотой колебаний 800 -1000 Гц, но отвечает на колебания звуков любой частоты – универсальный резонанс.

• Слуховые косточки трансформируют звуковые колебания с большой амплитудой и малым давлением в колебания с малой амплитудой и большой силой. Эти колебания передаются жидкости лабиринта через овальное окно. Таким образом сила звука увеличивается на 25 – 30 д. Б.

Путь звуковой волны Жидкость в улитке Основную мембрану Мембрану овального окна Рецепторные клетки с волосками Слуховые косточки Барабанную перепонку Звуковая волна Покровной мембраны Нервный импульс Головной мозг

Воздушное звукопроведение

Звуковые колебания могут доставляться к внутреннему уху через кости черепа. Это – костное звукопроведение. Костное звукопроведение приобретает важное значение при патологиях, нарушающих воздушное звукопроведение.

ЗВУКОВОСПРИЯТИЕ КОЛЕБАНИЕ ОСНОВНОЙ МЕМБРАНЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ СЛУХОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ ВОЗНИКНОВЕНИЕ НЕРВНОГО ИМПУЛЬСА Это – начало слухового восприятия

Звуковосприятие При раздражении волосковых клеток кортиева органа происходит превращение физической энергии звуковых колебаний в физиологический процесс нервного возбуждения. Это начало процесса слухового восприятия. Область слухового восприятия 16 -20000 Гц.

ОБЛАСТЬ СЛУХОВОГО ВОСПРИЯТИЯ 16 – 20 000 Гц Звуки с частотой ниже 16 Гц – инфразвуки Звуки с частотой выше 20 000 Гц ультразвуки

Периферический отдел слухового анализатора производит первичный анализ и преобразует физическую энергию звука в электрическую энергию нервного импульса. Проводящие пути передают импульс в мозговые центры. В коре головного мозга происходит превращение энергии нервного возбуждения в ощущение. Кора играет ведущую роль в работе слухового анализатора.

Основные теории слуха Резонансная теория слуха Г. Гельмгольца Механизм: волокна основной мембраны, подобно струнам инструментов имеют свои тоны и каждое волокно резонирует только на свой тон. Согласно резонансной теории слуха волокна основного завитка резонируют высоким звукам, среднего – средним, а верхнего – низким.

• Телефонная теория В. Резерфорда Основная мембрана – жесткая система. При возбуждении в ней происходит синфазное смещение всех точек, передающее недифференцированный сигнал в ЦНС, где и происходит анализ основных параметров акустического стимула.

• Гидродинамическая теория Бекеши Улитка – не строго симметричное образование. Низкие частоты она воспринимает на всем протяжении кортиева органа, а высокие – только в области основного завитка.

• Различение звуков по силе объясняется вовлечением в нервный процесс различного количества слуховых рецепторов. • Существует пространственное распределение проведения звуков различной высоты в самом нерве. Волокна, по которым проводится возбуждение, соответствующее низким звукам, находятся по периферии нервного ствола, а высоким звукам – в центре.

Чувствительность органа слуха Ухо человека наиболее чувствительно к звукам от 500 до 4000 Гц – это речевой диапазон частот, ( 1000 -3000 Гц). Минимальная сила звука, способная вызвать ощущение едва слышимого звука – порог слышимости.

Чем ниже порог слышимости, тем выше чувствительность уха к данному звуку. При нормальном слухе величина порога слухового ощущения 0 д. Б. При увеличении силы звука ощущение громкости звука усиливается, но при достижении определенной величины нарастание громкости прекращается и появляется ощущение боли – болевой порог. Расстояние между порогом слышимости и порогом неприятных ощущений в области средних частот – 130 д. Б.

• Разностным порогом частоты называют минимальный прирост частоты звука к его первоначальной частоте – 3 Гц. • Разностным порогом силы звука называют минимальный прирост силы звука, дающий усиление первоначальной громкости – 1 д. Б. Таким образом, область слухового восприятия у человека ограничена по высоте и силе звука.

Возрастные изменения чувствительности слуха Наилучшая чувствительность к звукам 1000 -5000 Гц (речевой диапазон). Возрастные изменения чувствительности: Наилучшая чувствительность в 15 -20 лет. До 40 лет лучше воспринимаются звуки 3000 Гц. 40 -60 лет – 2000 Гц. Старше 60 лет – 1000 Гц.

Слуховая адаптация – защитно-приспособительная реакция слухового анализатора от воздействия сильного звукового раздражителя. Изменение чувствительности в процессе адаптации происходит и в центральном и в периферическом отделах анализатора.

Слуховое утомление характеризуется значительным понижением слуховой чувствительности, которая восстанавливается после продолжительного отдыха.

Звуковая травма может возникнуть при воздействии звука большой мощности. Сопровождается нарушением анатомической структуры наружного и среднего уха.