Το πέρασμα ενός ηχητικού κύματος στο ανθρώπινο όργανο ακοής. Η ακολουθία του ήχου που διέρχεται από το όργανο της ακοής

Η διαδικασία λήψης ηχητικών πληροφοριών περιλαμβάνει την αντίληψη, τη μετάδοση και την ερμηνεία του ήχου. Το αυτί συλλαμβάνει και μετατρέπει τα ακουστικά κύματα σε νευρικές ώσεις, που λαμβάνονται και ερμηνεύονται από τον εγκέφαλο.

Υπάρχουν πολλά στο αυτί που δεν είναι ορατά με το μάτι. Αυτό που παρατηρούμε είναι μόνο μέρος του εξωτερικού αυτιού - μια σαρκώδης-χόνδρινη ανάπτυξη, με άλλα λόγια, το αυτί. Το εξωτερικό αυτί αποτελείται από την κόγχη και τον ακουστικό πόρο, που καταλήγει στο τύμπανο, το οποίο παρέχει επικοινωνία μεταξύ του έξω και του μέσου αυτιού, όπου βρίσκεται ο μηχανισμός ακοής.

Λοβόςκατευθύνει ηχητικά κύματα στον ακουστικό πόρο, παρόμοιο με το πώς η αρχαία ευσταχιανή σάλπιγγα κατεύθυνε τον ήχο στην πτέρνα. Το κανάλι ενισχύει τα ηχητικά κύματα και τα κατευθύνει σε τύμπανο αυτιού.Τα ηχητικά κύματα που χτυπούν το τύμπανο προκαλούν δονήσεις που μεταδίδονται μέσω τριών μικρών ακουστικών οστών: του σφυρού, του έσω και των ραβδώσεων. Δονούνται με τη σειρά τους, μεταδίδοντας ηχητικά κύματα μέσω του μέσου αυτιού. Το εσώτερο από αυτά τα οστά, οι ραβδώσεις, είναι το μικρότερο οστό στο σώμα.

Εσώτατο οστάριον του ωτός,δονείται, χτυπά μια μεμβράνη που ονομάζεται οβάλ παράθυρο. Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από αυτό στο εσωτερικό αυτί.

Τι συμβαίνει στο εσωτερικό αυτί;

Εδώ λαμβάνει χώρα το αισθητήριο μέρος της ακουστικής διαδικασίας. Εσωτερικό αυτίαποτελείται από δύο κύρια μέρη: τον λαβύρινθο και το σαλιγκάρι. Το τμήμα, που ξεκινά από το οβάλ παράθυρο και καμπυλώνει σαν πραγματικός κοχλίας, λειτουργεί ως μεταφραστής, μετατρέποντας τις ηχητικές δονήσεις σε ηλεκτρικές ώσεις που μπορούν να μεταδοθούν στον εγκέφαλο.

Πώς λειτουργεί ένα σαλιγκάρι;

Σαλιγκάριγεμάτο υγρό, στο οποίο η βασική (κύρια) μεμβράνη φαίνεται να αιωρείται, που μοιάζει με λάστιχο, στερεωμένη στα άκρα της στα τοιχώματα. Η μεμβράνη καλύπτεται με χιλιάδες μικροσκοπικές τρίχες. Στη βάση αυτών των τριχών βρίσκονται μικρά νευρικά κύτταρα. Όταν οι δονήσεις των ραβδώσεων αγγίζουν το οβάλ παράθυρο, το υγρό και οι τρίχες αρχίζουν να κινούνται. Η κίνηση των τριχών διεγείρει τα νευρικά κύτταρα, τα οποία στέλνουν ένα μήνυμα, με τη μορφή ηλεκτρικής ώθησης, στον εγκέφαλο μέσω του ακουστικού, ή ακουστικού, νεύρου.

Λαβύρινθος είναιμια ομάδα τριών διασυνδεδεμένων ημικυκλικών καναλιών που ελέγχουν την αίσθηση της ισορροπίας. Κάθε κανάλι είναι γεμάτο με υγρό και βρίσκεται σε ορθή γωνία με τα άλλα δύο. Έτσι, ανεξάρτητα από το πώς κινείτε το κεφάλι σας, ένα ή περισσότερα κανάλια καταγράφουν αυτή την κίνηση και μεταδίδουν πληροφορίες στον εγκέφαλο.

Εάν είχατε ποτέ κρυολόγημα στο αυτί σας ή είχατε φυσήξει πολύ τη μύτη σας, έτσι ώστε το αυτί σας να «κουμπώσει», τότε προκύπτει μια εικασία: το αυτί κατά κάποιο τρόπο συνδέεται με το λαιμό και τη μύτη. Και αυτό είναι αλήθεια. Ευσταχιανή σάλπιγγασυνδέει απευθείας το μέσο αυτί με τη στοματική κοιλότητα. Ο ρόλος του είναι να επιτρέπει στον αέρα στο μέσο αυτί, εξισορροπώντας την πίεση και στις δύο πλευρές του τυμπάνου.

Οι βλάβες και οι διαταραχές σε οποιοδήποτε μέρος του αυτιού μπορούν να βλάψουν την ακοή εάν επηρεάσουν τη διέλευση και την ερμηνεία των ηχητικών δονήσεων.

Πώς λειτουργεί το αυτί;

Ας εντοπίσουμε τη διαδρομή του ηχητικού κύματος. Εισέρχεται στο αυτί μέσω του πτερυγίου και κατευθύνεται μέσω του ακουστικού πόρου. Εάν η κόγχη παραμορφωθεί ή το κανάλι είναι φραγμένο, η διαδρομή του ήχου προς το τύμπανο παρεμποδίζεται και η ικανότητα ακοής μειώνεται. Εάν το ηχητικό κύμα φτάσει με επιτυχία στο τύμπανο, αλλά έχει υποστεί ζημιά, ο ήχος μπορεί να μην φτάσει στα ακουστικά οστάρια.

Οποιαδήποτε διαταραχή που εμποδίζει τα οστάρια να δονούνται θα εμποδίσει τον ήχο να φτάσει στο εσωτερικό αυτί. Στο εσωτερικό αυτί, τα ηχητικά κύματα προκαλούν το υγρό να πάλλεται, μετακινώντας μικροσκοπικές τρίχες στον κοχλία. Η βλάβη στις τρίχες ή στα νευρικά κύτταρα με τα οποία συνδέονται θα αποτρέψει τη μετατροπή των ηχητικών δονήσεων σε ηλεκτρικές δονήσεις. Αλλά όταν ο ήχος έχει μετατραπεί επιτυχώς σε ηλεκτρική ώθηση, πρέπει ακόμα να φτάσει στον εγκέφαλο. Είναι σαφές ότι η βλάβη στο ακουστικό νεύρο ή στον εγκέφαλο θα επηρεάσει την ικανότητα της ακοής.

Πληροφορίες . Φυσιολογία VNI και αισθητηριακά συστήματα . Βασικές αρχές νευροφυσιολογίας και ΑΕΕ .

Το περιφερικό τμήμα του ακουστικού αναλυτή συνδυάζεται μορφολογικά στον άνθρωπο με το περιφερικό τμήμα του αιθουσαίου αναλυτή και οι μορφολόγοι ονομάζουν αυτή τη δομή organum vestibulo-cochleare. Έχει τρεις ενότητες:

· εξωτερικό αυτί (εξωτερικός ακουστικός πόρος, αυτί με μύες και συνδέσμους).

μέσο αυτί (τυμπανική κοιλότητα, μαστοειδή εξαρτήματα, ακουστικός σωλήνας)

· εσωτερικό αυτί (μεμβρανώδης λαβύρινθος που βρίσκεται στον οστέινο λαβύρινθο μέσα στην πυραμίδα του κροταφικού οστού).

Εξωτερικό αυτί (εξωτερικός ακουστικός πόρος, πτερύγιο με μύες και συνδέσμους)

Μέσο αυτί (τυμπανική κοιλότητα, μαστοειδή εξαρτήματα, ακουστικός σωλήνας)

Εσωτερικό αυτί (μεμβρανώδης λαβύρινθος που βρίσκεται στον οστέινο λαβύρινθο μέσα στην πυραμίδα του κροταφικού οστού)

1. Το εξωτερικό αυτί συγκεντρώνει τις ηχητικές δονήσεις και τις κατευθύνει στο εξωτερικό ακουστικό άνοιγμα.

2. Ο ακουστικός πόρος μεταφέρει ηχητικές δονήσεις στο τύμπανο

3. Το τύμπανο είναι μια μεμβράνη που δονείται όταν εκτίθεται στον ήχο.

4. Ο σφυρός με τη λαβή του είναι προσαρτημένος στο κέντρο του τυμπάνου με τη βοήθεια συνδέσμων και η κεφαλή του συνδέεται με τον κολπίσκο (5), ο οποίος, με τη σειρά του, συνδέεται με τους ραβδώσεις (6).

Οι μικροσκοπικοί μύες βοηθούν στη μετάδοση του ήχου ρυθμίζοντας την κίνηση αυτών των οστών.

7. Η ευσταχιανή (ή ακουστική) σάλπιγγα συνδέει το μέσο αυτί με τον ρινοφάρυγγα. Όταν η πίεση του αέρα του περιβάλλοντος αλλάζει, η πίεση και στις δύο πλευρές του τυμπάνου εξισώνεται μέσω του ακουστικού σωλήνα.

8. Αιθουσαίο σύστημα. Το αιθουσαίο σύστημα στο αυτί μας είναι μέρος του συστήματος ισορροπίας του σώματος. Τα αισθητήρια κύτταρα παρέχουν πληροφορίες για τη θέση και την κίνηση του κεφαλιού μας.

9. Ο κοχλίας είναι το όργανο της ακοής που συνδέεται άμεσα με το ακουστικό νεύρο. Το όνομα του σαλιγκαριού καθορίζεται από το σπειροειδώς τυλιγμένο σχήμα του. Πρόκειται για ένα οστικό κανάλι που σχηματίζει δυόμισι στροφές σπείρας και είναι γεμάτο με υγρό. Η ανατομία του κοχλία είναι πολύ περίπλοκη και ορισμένες από τις λειτουργίες του είναι ακόμη ανεξερεύνητες.

Όργανο του Corti

Το όργανο του Corti αποτελείται από έναν αριθμό αισθητήριων, τριχωτών κυττάρων (12) που καλύπτουν τη βασική μεμβράνη (13). Τα ηχητικά κύματα συλλαμβάνονται από τα τριχωτά κύτταρα και μετατρέπονται σε ηλεκτρικές ώσεις. Αυτά τα ηλεκτρικά ερεθίσματα στη συνέχεια μεταδίδονται κατά μήκος του ακουστικού νεύρου (11) στον εγκέφαλο. Το ακουστικό νεύρο αποτελείται από χιλιάδες μικροσκοπικές νευρικές ίνες. Κάθε ίνα προέρχεται από μια συγκεκριμένη περιοχή του κοχλία και εκπέμπει μια συγκεκριμένη συχνότητα ήχου. Οι ήχοι χαμηλής συχνότητας μεταδίδονται μέσω ινών που προέρχονται από την κορυφή του κοχλία (14) και οι ήχοι υψηλής συχνότητας μεταδίδονται μέσω ινών που συνδέονται με τη βάση του. Έτσι, η λειτουργία του εσωτερικού αυτιού είναι να μετατρέπει τις μηχανικές δονήσεις σε ηλεκτρικές, αφού ο εγκέφαλος μπορεί να αντιληφθεί μόνο ηλεκτρικά σήματα.

Εξωτερικό αυτίείναι μια συσκευή συλλογής ήχου. Ο εξωτερικός ακουστικός πόρος μεταφέρει ηχητικές δονήσεις στο τύμπανο. Το τύμπανο, το οποίο χωρίζει το εξωτερικό αυτί από την τυμπανική κοιλότητα, ή το μέσο αυτί, είναι ένα λεπτό χώρισμα (0,1 mm) σε σχήμα χοάνης προς τα μέσα. Η μεμβράνη δονείται υπό τη δράση ηχητικών δονήσεων που έρχονται σε αυτήν μέσω του εξωτερικού ακουστικού πόρου.

Οι ηχητικές δονήσεις συλλαμβάνονται από τα αυτιά (στα ζώα μπορούν να στραφούν προς την πηγή ήχου) και μεταδίδονται μέσω του εξωτερικού ακουστικού πόρου στο τύμπανο, το οποίο χωρίζει το εξωτερικό αυτί από το μέσο αυτί. Η σύλληψη του ήχου και η όλη διαδικασία ακρόασης με δύο αυτιά - η λεγόμενη διφωνική ακοή - είναι σημαντική για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης του ήχου. Οι ηχητικές δονήσεις που προέρχονται από το πλάι φτάνουν στο πλησιέστερο αυτί μερικά δέκατα χιλιοστά του δευτερολέπτου (0,0006 δευτ.) νωρίτερα από το άλλο. Αυτή η ασήμαντη διαφορά στον χρόνο άφιξης του ήχου και στα δύο αυτιά είναι αρκετή για να καθορίσει την κατεύθυνσή του.

Μέσο αυτίείναι μια συσκευή ηχοαγωγής. Είναι μια κοιλότητα αέρα που συνδέεται με την κοιλότητα του ρινοφάρυγγα μέσω της ακουστικής (ευσταχιανής) σάλπιγγας. Οι κραδασμοί από το τύμπανο μέσω του μέσου αυτιού μεταδίδονται από 3 ακουστικά οστάρια συνδεδεμένα μεταξύ τους - το σφυρί, ο κολπίσκος και οι ραβδώσεις, και ο τελευταίος, μέσω της μεμβράνης του ωοειδούς παραθύρου, μεταδίδει αυτούς τους κραδασμούς στο υγρό που βρίσκεται στο εσωτερικό αυτί - περίλυμφος.

Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της γεωμετρίας των ακουστικών οστών, οι δονήσεις του τυμπάνου του αυτιού μειωμένου πλάτους αλλά αυξημένης αντοχής μεταδίδονται στους ραβδώσεις. Επιπλέον, η επιφάνεια των ραβδώσεων είναι 22 φορές μικρότερη από το τύμπανο, γεγονός που αυξάνει την πίεσή του στην οβάλ μεμβράνη του παραθύρου κατά την ίδια ποσότητα. Ως αποτέλεσμα αυτού, ακόμη και αδύναμα ηχητικά κύματα που δρουν στο τύμπανο μπορούν να υπερνικήσουν την αντίσταση της μεμβράνης του ωοειδούς παραθύρου του προθαλάμου και να οδηγήσουν σε δονήσεις του υγρού στον κοχλία.

Κατά τους δυνατούς ήχους, ειδικοί μύες μειώνουν την κινητικότητα του τυμπάνου και των ακουστικών οστών, προσαρμόζοντας το ακουστικό βαρηκοΐας σε τέτοιες αλλαγές στο ερέθισμα και προστατεύοντας το εσωτερικό αυτί από την καταστροφή.

Χάρη στη σύνδεση της κοιλότητας αέρα του μέσου αυτιού με την κοιλότητα του ρινοφάρυγγα μέσω του ακουστικού σωλήνα, καθίσταται δυνατή η εξισορρόπηση της πίεσης και στις δύο πλευρές του τυμπάνου, γεγονός που εμποδίζει τη ρήξη του κατά τη διάρκεια σημαντικών μεταβολών της πίεσης στο εξωτερικό περιβάλλον - κατά την κατάδυση κάτω από το νερό, την αναρρίχηση σε ύψος, τη σκοποβολή κ.λπ. Αυτή είναι η βαρη λειτουργία του αυτιού.

Υπάρχουν δύο μύες στο μέσο αυτί: ο τανυστής τυμπανικός και ο σταπέδιος. Το πρώτο από αυτά, συστέλλοντας, αυξάνει την τάση του τυμπάνου και έτσι περιορίζει το εύρος των κραδασμών του κατά τους δυνατούς ήχους, και το δεύτερο στερεώνει τους ραβδώσεις και επομένως περιορίζει τις κινήσεις του. Η αντανακλαστική σύσπαση αυτών των μυών συμβαίνει 10 ms μετά την έναρξη ενός δυνατού ήχου και εξαρτάται από το πλάτος του. Αυτό προστατεύει αυτόματα το εσωτερικό αυτί από υπερφόρτωση. Σε περίπτωση στιγμιαίων ισχυρών ερεθισμών (κρούσεις, εκρήξεις κ.λπ.), αυτός ο προστατευτικός μηχανισμός δεν έχει χρόνο να λειτουργήσει, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα ακοής (για παράδειγμα, μεταξύ βομβαρδιστικών και πυροβολικών).

Εσωτερικό αυτίείναι μια συσκευή αντίληψης ήχου. Βρίσκεται στην πυραμίδα του κροταφικού οστού και περιέχει τον κοχλία, ο οποίος στον άνθρωπο σχηματίζει 2,5 σπειροειδές πηνίο. Ο κοχλιακός πόρος χωρίζεται από δύο χωρίσματα, την κύρια μεμβράνη και την αιθουσαία μεμβράνη σε 3 στενές διόδους: την άνω (αιθουσαία σκάλα), τη μέση (μεμβρανώδης σωλήνας) και την κάτω (σκάλα τυμπανική). Στην κορυφή του κοχλία υπάρχει μια τρύπα που συνδέει το άνω και το κάτω κανάλι σε ένα ενιαίο, πηγαίνοντας από το οβάλ παράθυρο στην κορυφή του κοχλία και μετά στο στρογγυλό παράθυρο. Η κοιλότητα του είναι γεμάτη με υγρό - περι-λέμφο, και η κοιλότητα του μεσαίου μεμβρανώδους καναλιού είναι γεμάτη με υγρό διαφορετικής σύνθεσης - ενδολέμφο. Στο μεσαίο κανάλι υπάρχει μια συσκευή αντίληψης ήχου - το όργανο του Corti, στο οποίο υπάρχουν μηχανικοί υποδοχείς ηχητικών δονήσεων - τριχωτά κύτταρα.

Ένας άλλος τρόπος μεταφοράς ήχων στον κοχλία είναι αγωγιμότητα ιστού ή οστού . Σε αυτή την περίπτωση, ο ήχος δρα απευθείας στην επιφάνεια του κρανίου, προκαλώντας δόνηση. Οστική διαδρομή για μετάδοση ήχου αποκτά μεγάλη σημασία εάν ένα δονούμενο αντικείμενο (για παράδειγμα, το στέλεχος ενός πιρουνιού συντονισμού) έρθει σε επαφή με το κρανίο, καθώς και σε ασθένειες του συστήματος του μέσου ωτός, όταν διαταράσσεται η μετάδοση ήχων μέσω της αλυσίδας των ακουστικών οστών. . Εκτός από τη διαδρομή αέρα για τη διεξαγωγή ηχητικών κυμάτων, υπάρχει μια διαδρομή ιστού ή οστού.

Υπό την επίδραση των εναέριων ηχητικών δονήσεων, καθώς και όταν οι δονητές (για παράδειγμα, ένα τηλέφωνο με κόκκαλο ή ένα πιρούνι συντονισμού οστών) έρχονται σε επαφή με το περίβλημα του κεφαλιού, τα οστά του κρανίου αρχίζουν να δονούνται (αρχίζει επίσης ο οστέινος λαβύρινθος να δονείται). Με βάση τα τελευταία δεδομένα (Bekesy και άλλοι), μπορεί να υποτεθεί ότι οι ήχοι που διαδίδονται κατά μήκος των οστών του κρανίου διεγείρουν το όργανο του Corti μόνο εάν, παρόμοια με τα κύματα αέρα, προκαλούν τόξο σε ένα συγκεκριμένο τμήμα της κύριας μεμβράνης.

Η ικανότητα των οστών του κρανίου να μεταφέρουν τον ήχο εξηγεί γιατί στο ίδιο το άτομο η φωνή του, ηχογραφημένη σε κασέτα, φαίνεται ξένη κατά την αναπαραγωγή της ηχογράφησης, ενώ άλλοι την αναγνωρίζουν εύκολα. Το γεγονός είναι ότι η ηχογράφηση δεν αναπαράγει ολόκληρη τη φωνή σας. Συνήθως, όταν μιλάτε, δεν ακούτε μόνο εκείνους τους ήχους που ακούνε και οι συνομιλητές σας (δηλαδή εκείνους τους ήχους που γίνονται αντιληπτοί λόγω αγωγιμότητας αέρα-υγρού), αλλά και εκείνους τους ήχους χαμηλής συχνότητας, των οποίων ο αγωγός είναι τα οστά σας. κρανίο. Ωστόσο, όταν ακούτε μια μαγνητοφωνική ηχογράφηση της δικής σας φωνής, ακούτε μόνο αυτό που θα μπορούσε να ηχογραφηθεί - ήχους των οποίων ο μαέστρος είναι ο αέρας.

Διφωνική ακοή. Οι άνθρωποι και τα ζώα έχουν χωρική ακοή, δηλαδή την ικανότητα να προσδιορίζουν τη θέση μιας πηγής ήχου στο διάστημα. Αυτή η ιδιότητα βασίζεται στην παρουσία διφωνικής ακοής ή ακρόασης με δύο αυτιά. Είναι επίσης σημαντικό για αυτόν να έχει δύο συμμετρικά μισά σε όλα τα επίπεδα του ακουστικού συστήματος. Η οξύτητα της διφωνικής ακοής στους ανθρώπους είναι πολύ υψηλή: η θέση της πηγής ήχου προσδιορίζεται με ακρίβεια 1 γωνιακού βαθμού. Η βάση για αυτό είναι η ικανότητα των νευρώνων στο ακουστικό σύστημα να αξιολογούν τις ενδοωτικές (ενδιάμεσες) διαφορές στο χρόνο άφιξης του ήχου στο δεξί και το αριστερό αυτί και την ένταση του ήχου σε κάθε αυτί. Εάν η πηγή ήχου βρίσκεται μακριά από τη μέση γραμμή του κεφαλιού, το ηχητικό κύμα φτάνει στο ένα αυτί λίγο νωρίτερα και έχει μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι στο άλλο αυτί. Η εκτίμηση της απόστασης μιας ηχητικής πηγής από το σώμα σχετίζεται με εξασθένηση του ήχου και αλλαγή της χροιάς του.

Όταν το δεξί και το αριστερό αυτί διεγείρονται χωριστά μέσω ακουστικών, μια καθυστέρηση μεταξύ των ήχων μόλις 11 μs ή μια διαφορά 1 dB στην ένταση των δύο ήχων έχει ως αποτέλεσμα μια εμφανή αλλαγή στον εντοπισμό της πηγής ήχου από τη μέση γραμμή προς προγενέστερο ή δυνατότερο ήχο. Τα ακουστικά κέντρα περιέχουν νευρώνες που συντονίζονται έντονα σε ένα συγκεκριμένο εύρος διαφωνικών διαφορών στο χρόνο και την ένταση. Έχουν επίσης βρεθεί κύτταρα που ανταποκρίνονται μόνο σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση κίνησης μιας ηχητικής πηγής στο διάστημα.

Το αυτί είναι το όργανο της ακοής και της ισορροπίας. Τα εξαρτήματά του εξασφαλίζουν τη λήψη ήχων και τη διατήρηση της ισορροπίας.

Ερεθιστικό της ακοής –μηχανική ενέργεια με τη μορφή ηχητικών δονήσεων, που είναι εναλλασσόμενες συμπυκνώσεις και αραιώσεις αέρα, που διαδίδεται προς όλες τις κατευθύνσεις από την πηγή ήχου με ταχύτητα περίπου 330 m/sec. Ο ήχος μπορεί να ταξιδέψει μέσω του αέρα, του νερού και των στερεών. Η ταχύτητα διάδοσης εξαρτάται από την ελαστικότητα και την πυκνότητα του μέσου.

Ο αναλυτής ακοής αποτελείται από:

1. Περιφερειακό τμήμα– περιλαμβάνει το εξωτερικό, το μέσο και το εσωτερικό αυτί (Εικ. 25);

2. Υποφλοιοειδές τμήμα– αποτελείται από το ραβδωτό σώμα της γέφυρας (4η κοιλία του εγκεφάλου), τα κατώτερα κολλύρια του μεσεγκεφάλου, το έσω (μεσαίο) γεννητικό σώμα και τον θάλαμο.

3. Ακουστική ζώνηεγκεφαλικός φλοιός, που βρίσκεται στην κροταφική περιοχή.

Εξωτερικό αυτί.Λειτουργία - σύλληψη ήχων και μεταφορά τους στο τύμπανο. Αποτελείται από το αυτί, χτισμένο από χόνδρινο ιστό και τον έξω ακουστικό πόρο, που εκτείνεται μέχρι το μέσο αυτί και είναι πλούσιος σε αδένες που εκκρίνουν κερί του αυτιού, που συσσωρεύεται στο εξωτερικό αυτί και από τον οποίο αφαιρείται η σκόνη και η βρωμιά. Ο έξω ακουστικός πόρος έχει μήκος έως 2,5 cm και πλάτος περίπου 1 cm 3. Στο όριο μεταξύ του εξωτερικού και του μέσου αυτιού, το τύμπανο τεντώνεται. Το πάχος του στον άνθρωπο είναι περίπου

Το αυτί συλλέγει ηχητικά κύματα. Λόγω του γεγονότος ότι το μέγεθος του αυτιού είναι 3 φορές μεγαλύτερο από το τύμπανο, η ηχητική πίεση στο τελευταίο είναι 3 φορές μεγαλύτερη από ότι στο αυτί. Το τύμπανο έχει ελαστικότητα, επομένως αντιστέκεται στο κύμα πίεσης, το οποίο συμβάλλει στην ταχεία εξασθένιση των κραδασμών του και μεταδίδει τέλεια την ηχητική πίεση, σχεδόν χωρίς να παραμορφώνει το σχήμα του ηχητικού κύματος.

Μέσο αυτίαντιπροσωπεύεται από την τυμπανική κοιλότητα ακανόνιστο σχήμακαι χωρητικότητας 0,75 cm 3, που βρίσκεται μέσα στο κροταφικό οστό. Επικοινωνεί με τον ρινοφάρυγγα χρησιμοποιώντας τον ακουστικό (Ευσταχιανό) σάλπιγγα και έχει μια αλυσίδα από αρθρωτά μικρά οστά - σφυρό σφυρό, κολπίσκο και αναβολέα, που μεταδίδουν με ακρίβεια και ενισχύουν τους κραδασμούς του τυμπάνου στη λεπτή ωοειδή πλάκα στο εσωτερικό αυτί.

Το οστεοειδές σύστημα αυξάνει την πίεση του ηχητικού κύματος όταν μεταδίδεται από το τύμπανο στη μεμβράνη του ωοειδούς παραθύρου περίπου 60-70 φορές. Αυτή η ενίσχυση του ήχου προκύπτει ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι η επιφάνεια του τυμπάνου του αυτιού (70 mm2) είναι 22-25 φορές μεγαλύτερη από την επιφάνεια των ραβδώσεων (3,2 mm2) που συνδέονται με το οβάλ παράθυρο, επομένως ο ήχος αυξάνεται κατά 22- 25 φορές. Δεδομένου ότι η συσκευή μοχλού των οστών μειώνει το πλάτος των ηχητικών κυμάτων κατά περίπου 2,5 φορές, εμφανίζεται η ίδια αύξηση των κραδασμών των ηχητικών κυμάτων στο οβάλ παράθυρο και η συνολική ενίσχυση του ήχου προκύπτει πολλαπλασιάζοντας το 22-25 επί 2,5. Το εξωτερικό και το μεσαίο αυτί διεξάγουν ηχητική πίεση, μειώνοντας τους κραδασμούς του ηχητικού κύματος. Χάρις σε ευσταχιανή σάλπιγγαδιατηρείται ίση πίεση και στις δύο πλευρές του τυμπάνου. Αυτή η πίεση εξισορροπείται κατά τις κινήσεις κατάποσης.

Ο μόνος τρόπος εισόδου και εξόδου αέρα από το μέσο αυτί είναι μέσω Ευσταχιανή σάλπιγγα- ένα κανάλι που πηγαίνει στο πίσω μέρος της ρινικής κοιλότητας και επικοινωνεί με το ρινοφάρυγγα. Χάρη σε αυτό το κανάλι, η πίεση του αέρα στο μέσο αυτί εξισώνεται με την ατμοσφαιρική πίεση και έτσι η πίεση του αέρα στο τύμπανο εξισώνεται. Όταν πετάτε σε ένα αεροπλάνο, τα αυτιά σας φράζουν κατά την αναρρίχηση ή την κατάβαση. Αυτό οφείλεται σε μια απότομη αλλαγή της ατμοσφαιρικής πίεσης, η οποία προκαλεί πτώση του τυμπάνου. Στη συνέχεια, ένα χασμουρητό ή απλή κατάποση σάλιου οδηγεί στο άνοιγμα της βαλβίδας που βρίσκεται στην ευσταχιανή σάλπιγγα και η πίεση στο μέσο αυτί εξισώνεται με την ατμοσφαιρική πίεση. Ταυτόχρονα, το τύμπανο επιστρέφει στην κανονική του θέση και τα αυτιά «ανοίγουν».

Ο ήχος είναι δονήσεις, δηλ. περιοδική μηχανική διαταραχή σε ελαστικά μέσα - αέρια, υγρά και στερεά. Τέτοια αγανάκτηση, που αντιπροσωπεύει κάποιους φυσική αλλαγήσε ένα μέσο (για παράδειγμα, αλλαγή πυκνότητας ή πίεσης, μετατόπιση σωματιδίων), διαδίδεται σε αυτό με τη μορφή ηχητικού κύματος. Ένας ήχος μπορεί να μην ακουστεί εάν η συχνότητά του είναι πέρα από την ευαισθησία του ανθρώπινου αυτιού ή εάν ταξιδεύει μέσω ενός μέσου, όπως ένα στερεό, που δεν μπορεί να έχει άμεση επαφή με το αυτί, ή εάν η ενέργειά του διαχέεται γρήγορα στο μέσο. Έτσι, η διαδικασία αντίληψης του ήχου που είναι συνηθισμένη για εμάς είναι μόνο η μία πλευρά της ακουστικής.

Ηχητικά κύματα

ηχητικό κύμα

Τα ηχητικά κύματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως παράδειγμα ταλαντωτικής διαδικασίας. Οποιαδήποτε ταλάντωση σχετίζεται με παραβίαση της κατάστασης ισορροπίας του συστήματος και εκφράζεται στην απόκλιση των χαρακτηριστικών του από τις τιμές ισορροπίας με επακόλουθη επιστροφή σε αρχική αξία. Για τις ηχητικές δονήσεις, αυτό το χαρακτηριστικό είναι η πίεση σε ένα σημείο του μέσου και η απόκλιση είναι η ηχητική πίεση.

Σκεφτείτε ένα μακρύ σωλήνα γεμάτο με αέρα. Ένα έμβολο που εφαρμόζει σφιχτά στα τοιχώματα εισάγεται σε αυτό στο αριστερό άκρο. Εάν το έμβολο μετακινηθεί απότομα προς τα δεξιά και σταματήσει, ο αέρας που βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση με αυτό θα συμπιεστεί για μια στιγμή. Στη συνέχεια, ο πεπιεσμένος αέρας θα επεκταθεί, ωθώντας τον αέρα που βρίσκεται δίπλα του προς τα δεξιά και η περιοχή συμπίεσης που δημιουργήθηκε αρχικά κοντά στο έμβολο θα κινηθεί μέσω του σωλήνα με σταθερή ταχύτητα. Αυτό το κύμα συμπίεσης είναι το ηχητικό κύμα στο αέριο.
Δηλαδή, μια απότομη μετατόπιση σωματιδίων ενός ελαστικού μέσου σε ένα μέρος θα αυξήσει την πίεση σε αυτό το μέρος. Χάρη στους ελαστικούς δεσμούς των σωματιδίων, η πίεση μεταδίδεται σε γειτονικά σωματίδια, τα οποία με τη σειρά τους επηρεάζουν τα επόμενα και η περιοχή της αυξημένης πίεσης φαίνεται να κινείται σε ένα ελαστικό μέσο. Μια περιοχή υψηλής πίεσης ακολουθείται από μια περιοχή χαμηλής πίεσης και έτσι σχηματίζεται μια σειρά από εναλλασσόμενες περιοχές συμπίεσης και αραίωσης, που διαδίδονται στο μέσο με τη μορφή κύματος. Κάθε σωματίδιο του ελαστικού μέσου σε αυτή την περίπτωση θα εκτελεί ταλαντωτικές κινήσεις.

Ένα ηχητικό κύμα σε ένα αέριο χαρακτηρίζεται από υπερβολική πίεση, υπερβολική πυκνότητα, μετατόπιση των σωματιδίων και την ταχύτητά τους. Για τα ηχητικά κύματα, αυτές οι αποκλίσεις από τις τιμές ισορροπίας είναι πάντα μικρές. Ετσι, υπερπίεσηπου σχετίζεται με το κύμα είναι πολύ μικρότερη από τη στατική πίεση του αερίου. ΣΕ αλλιώςέχουμε να κάνουμε με ένα άλλο φαινόμενο - ένα ωστικό κύμα. Σε ένα ηχητικό κύμα που αντιστοιχεί στην κανονική ομιλία, η υπερβολική πίεση είναι μόνο περίπου το ένα εκατομμυριοστό της ατμοσφαιρικής πίεσης.

Το σημαντικό γεγονός είναι ότι η ουσία δεν παρασύρεται από το ηχητικό κύμα. Ένα κύμα είναι μόνο μια προσωρινή διαταραχή που διέρχεται από τον αέρα, μετά την οποία ο αέρας επιστρέφει σε κατάσταση ισορροπίας.
Η κυματική κίνηση, φυσικά, δεν είναι μοναδική στον ήχο: τα σήματα φωτός και ραδιοφώνου ταξιδεύουν με τη μορφή κυμάτων και όλοι είναι εξοικειωμένοι με τα κύματα στην επιφάνεια του νερού.

Έτσι, ο ήχος, με την ευρεία έννοια, είναι ελαστικά κύματα που διαδίδονται σε κάποιο ελαστικό μέσο και δημιουργούν μηχανικούς κραδασμούς σε αυτό. με στενή έννοια, η υποκειμενική αντίληψη αυτών των δονήσεων από τα ειδικά αισθητήρια όργανα των ζώων ή των ανθρώπων.
Όπως κάθε κύμα, ο ήχος χαρακτηρίζεται από πλάτος και φάσμα συχνοτήτων. Συνήθως, ένα άτομο ακούει ήχους που μεταδίδονται μέσω του αέρα στο εύρος συχνοτήτων από 16-20 Hz έως 15-20 kHz. Ο ήχος κάτω από το εύρος της ανθρώπινης ακρόασης ονομάζεται υπέρηχος. υψηλότερο: έως 1 GHz, - υπέρηχος, από 1 GHz - υπερήχος. Μεταξύ των ακουστικών ήχων, θα πρέπει να επισημάνουμε επίσης φωνητικούς, ήχους ομιλίας και φωνήματα (που απαρτίζουν τον προφορικό λόγο) και μουσικούς ήχους (που απαρτίζουν τη μουσική).

Τα διαμήκη και τα εγκάρσια ηχητικά κύματα διακρίνονται ανάλογα με την αναλογία της κατεύθυνσης διάδοσης του κύματος και την κατεύθυνση των μηχανικών δονήσεων των σωματιδίων του μέσου διάδοσης.
Σε υγρά και αέρια μέσα, όπου δεν υπάρχουν σημαντικές διακυμάνσεις στην πυκνότητα, τα ακουστικά κύματα έχουν διαμήκη φύση, δηλαδή η κατεύθυνση δόνησης των σωματιδίων συμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης του κύματος. Στα στερεά, εκτός από τις διαμήκεις παραμορφώσεις, εμφανίζονται και ελαστικές διατμητικές παραμορφώσεις, προκαλώντας διέγερση εγκάρσιων κυμάτων. Στην περίπτωση αυτή, τα σωματίδια ταλαντώνονται κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος. Η ταχύτητα διάδοσης των διαμήκων κυμάτων είναι πολύ μεγαλύτερη από την ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων διάτμησης.

Ο αέρας δεν είναι ομοιόμορφος για ήχο παντού. Είναι γνωστό ότι ο αέρας είναι συνεχώς σε κίνηση. Η ταχύτητα της κίνησής του σε διαφορετικά στρώματα δεν είναι η ίδια. Σε στρώματα κοντά στο έδαφος, ο αέρας έρχεται σε επαφή με την επιφάνειά του, τα κτίρια, τα δάση και επομένως η ταχύτητά του εδώ είναι μικρότερη από ό,τι στην κορυφή. Εξαιτίας αυτού, το ηχητικό κύμα δεν ταξιδεύει εξίσου γρήγορα στην κορυφή και στο κάτω μέρος. Εάν η κίνηση του αέρα, δηλαδή ο άνεμος, είναι συνοδός του ήχου, τότε στα ανώτερα στρώματα του αέρα ο άνεμος θα οδηγήσει το ηχητικό κύμα πιο δυνατά από ότι στα κατώτερα στρώματα. Όταν φυσάει αντίθετος άνεμος, ο ήχος στην κορυφή ταξιδεύει πιο αργά από ό,τι στο κάτω μέρος. Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα επηρεάζει το σχήμα του ηχητικού κύματος. Ως αποτέλεσμα της παραμόρφωσης των κυμάτων, ο ήχος δεν ταξιδεύει ευθεία. Με έναν ουραίο άνεμο, η γραμμή διάδοσης του ηχητικού κύματος κάμπτεται προς τα κάτω, και με έναν αντίθετο άνεμο, κάμπτεται προς τα πάνω.

Ένας άλλος λόγος για την ανομοιόμορφη διάδοση του ήχου στον αέρα. Αυτή είναι η διαφορετική θερμοκρασία των επιμέρους στρωμάτων του.

Ανομοιόμορφα θερμαινόμενα στρώματα αέρα, όπως ο άνεμος, αλλάζουν την κατεύθυνση του ήχου. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το ηχητικό κύμα κάμπτεται προς τα πάνω επειδή η ταχύτητα του ήχου στα χαμηλότερα, θερμότερα στρώματα είναι μεγαλύτερη από ότι στα ανώτερα στρώματα. Το βράδυ, όταν η γη, και μαζί της τα κοντινά στρώματα αέρα, κρυώνουν γρήγορα, τα ανώτερα στρώματα γίνονται θερμότερα από τα χαμηλότερα, η ταχύτητα του ήχου σε αυτά είναι μεγαλύτερη και η γραμμή διάδοσης των ηχητικών κυμάτων κάμπτεται προς τα κάτω. Επομένως, τα βράδια, εκτός απροόπτου, ακούτε καλύτερα.

Παρατηρώντας σύννεφα, μπορείτε συχνά να παρατηρήσετε πώς σε διαφορετικά υψόμετρα κινούνται όχι μόνο με διαφορετικές ταχύτητες, αλλά μερικές φορές σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Αυτό σημαίνει ότι ο άνεμος σε διαφορετικά ύψη από το έδαφος μπορεί να έχει διαφορετικές ταχύτητες και κατευθύνσεις. Το σχήμα του ηχητικού κύματος σε τέτοια στρώματα θα αλλάζει επίσης από στρώμα σε στρώμα. Αφήστε, για παράδειγμα, ο ήχος να έρθει κόντρα στον άνεμο. Σε αυτή την περίπτωση, η γραμμή διάδοσης του ήχου θα πρέπει να λυγίζει και να πηγαίνει προς τα πάνω. Αλλά αν ένα στρώμα αργά κινούμενου αέρα μπει στο δρόμο του, θα αλλάξει ξανά κατεύθυνση και μπορεί να επιστρέψει ξανά στο έδαφος. Τότε είναι που στον χώρο από το σημείο όπου το κύμα ανεβαίνει σε ύψος μέχρι το σημείο που επιστρέφει στο έδαφος, εμφανίζεται μια «ζώνη σιωπής».

Όργανα αντίληψης ήχου

Η ακοή είναι η ικανότητα των βιολογικών οργανισμών να αντιλαμβάνονται τους ήχους με τα όργανα ακοής τους. μια ειδική λειτουργία του ακουστικού βαρηκοΐας που διεγείρεται από ηχητικές δονήσεις περιβάλλο, για παράδειγμα αέρα ή νερό. Μία από τις βιολογικές πέντε αισθήσεις, που ονομάζεται επίσης ακουστική αντίληψη.

Το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται ηχητικά κύματα με μήκος περίπου 20 m έως 1,6 cm, που αντιστοιχεί σε 16 - 20.000 Hz (ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο) όταν οι δονήσεις μεταδίδονται μέσω του αέρα και έως 220 kHz όταν ο ήχος μεταδίδεται μέσω των οστών του το κρανίο. Αυτά τα κύματα έχουν σημαντική βιολογική σημασία, για παράδειγμα, τα ηχητικά κύματα στην περιοχή 300-4000 Hz αντιστοιχούν στην ανθρώπινη φωνή. Οι ήχοι άνω των 20.000 Hz έχουν μικρή πρακτική σημασία καθώς επιβραδύνονται γρήγορα. Οι δονήσεις κάτω των 60 Hz γίνονται αντιληπτές μέσω της αίσθησης δόνησης. Το εύρος των συχνοτήτων που μπορεί να ακούσει ένα άτομο ονομάζεται ακουστικό ή ακουστικό εύρος. Οι υψηλότερες συχνότητες ονομάζονται υπέρηχοι και οι χαμηλότερες συχνότητες ονομάζονται υπέρηχοι.
Η ικανότητα διάκρισης μεταξύ των συχνοτήτων ήχου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από συγκεκριμένο άτομο: ηλικία, φύλο, ευαισθησία σε ασθένειες ακοής, προπόνηση και κόπωση ακοής. Τα άτομα έχουν τη δυνατότητα να αντιλαμβάνονται ήχο έως και 22 kHz, και πιθανώς υψηλότερα.
Ένα άτομο μπορεί να διακρίνει πολλούς ήχους ταυτόχρονα λόγω του γεγονότος ότι μπορεί να υπάρχουν πολλά στάσιμα κύματα στον κοχλία ταυτόχρονα.

Το αυτί είναι ένα σύνθετο αιθουσαίο-ακουστικό όργανο που εκτελεί δύο λειτουργίες: αντιλαμβάνεται ηχητικές παρορμήσεις και είναι υπεύθυνο για τη θέση του σώματος στο χώρο και την ικανότητα διατήρησης της ισορροπίας. Αυτό είναι ένα ζευγαρωμένο όργανο που βρίσκεται στα κροταφικά οστά του κρανίου, που περιορίζεται εξωτερικά από τα αυτιά.

Το όργανο της ακοής και της ισορροπίας αντιπροσωπεύεται από τρία τμήματα: το εξωτερικό, το μέσο και το εσωτερικό αυτί, καθένα από τα οποία εκτελεί τις δικές του συγκεκριμένες λειτουργίες.

Το έξω αυτί αποτελείται από τον πτερύγιο και τον έξω ακουστικό πόρο. Το αυτί είναι ένας πολύπλοκος ελαστικός χόνδρος που καλύπτεται με δέρμα, το κάτω μέρος του, που ονομάζεται λοβός, είναι μια πτυχή δέρματος που αποτελείται από δέρμα και λιπώδη ιστό.
Το αυτί στους ζωντανούς οργανισμούς λειτουργεί ως δέκτης ηχητικών κυμάτων, τα οποία στη συνέχεια μεταδίδονται στο εσωτερικό του ακουστικού βαρηκοΐας. Η αξία του αυτιού στον άνθρωπο είναι πολύ μικρότερη από ότι στα ζώα, επομένως στους ανθρώπους είναι πρακτικά ακίνητος. Αλλά πολλά ζώα, κινώντας τα αυτιά τους, είναι σε θέση να προσδιορίσουν τη θέση της πηγής του ήχου με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από τους ανθρώπους.

Οι πτυχές του ανθρώπινου αυτιού εισάγουν παραμορφώσεις μικρής συχνότητας στον ήχο που εισέρχεται στον ακουστικό πόρο, ανάλογα με την οριζόντια και κάθετη εντόπιση του ήχου. Έτσι, ο εγκέφαλος λαμβάνει πρόσθετες πληροφορίες για να διευκρινίσει τη θέση της πηγής ήχου. Αυτό το εφέ χρησιμοποιείται μερικές φορές στην ακουστική, συμπεριλαμβανομένης της δημιουργίας της αίσθησης του ήχου surround όταν χρησιμοποιείτε ακουστικά ή βοηθήματα ακοής.
Η λειτουργία του αυτιού είναι να πιάνει ήχους. η συνέχειά του είναι ο χόνδρος του έξω ακουστικού πόρου, το μήκος του οποίου είναι κατά μέσο όρο 25-30 mm. Το χόνδρινο τμήμα του ακουστικού πόρου περνά στο οστό και ολόκληρος ο έξω ακουστικός πόρος είναι επενδεδυμένος με δέρμα που περιέχει σμηγματογόνους και θειούχους αδένες, οι οποίοι είναι τροποποιημένοι ιδρωτοποιοί αδένες. Αυτό το πέρασμα τελειώνει στα τυφλά: χωρίζεται από το μέσο αυτί με το τύμπανο. Τα ηχητικά κύματα που συλλαμβάνονται από το αυτί χτυπούν το τύμπανο και προκαλούν δόνηση.

Με τη σειρά τους, οι δονήσεις από το τύμπανο μεταδίδονται στο μέσο αυτί.

Μέσο αυτί
Το κύριο μέρος του μέσου αυτιού είναι η τυμπανική κοιλότητα - ένας μικρός χώρος με όγκο περίπου 1 cm³ που βρίσκεται στο κροταφικό οστό. Υπάρχουν τρία ακουστικά οστάρια: ο σφυρός, ο κόλπος και ο αναβολέας - μεταδίδουν ηχητικές δονήσεις από το εξωτερικό αυτί στο έσω αυτί, ενισχύοντάς τους ταυτόχρονα.

Τα ακουστικά οστάρια, ως τα μικρότερα θραύσματα του ανθρώπινου σκελετού, αντιπροσωπεύουν μια αλυσίδα που μεταδίδει δονήσεις. Η λαβή του σφυρού είναι στενά συγχωνευμένη με το τύμπανο, η κεφαλή του σφυρού συνδέεται με τον κόλπο και αυτός με τη σειρά του, με τη μακρά διαδικασία του, συνδέεται με τους ραβδώσεις. Η βάση του μπαστουνιού κλείνει το παράθυρο του προθαλάμου, συνδέοντας έτσι με το εσωτερικό αυτί.
Η κοιλότητα του μέσου αυτιού συνδέεται με τον ρινοφάρυγγα μέσω της ευσταχιανής σάλπιγγας, μέσω της οποίας εξισορροπείται η μέση πίεση αέρα μέσα και έξω από το τύμπανο. Όταν η εξωτερική πίεση αλλάζει, τα αυτιά μερικές φορές μπλοκάρονται, κάτι που συνήθως λύνεται με το χασμουρητό αντανακλαστικά. Η εμπειρία δείχνει ότι η συμφόρηση των αυτιών λύνεται ακόμη πιο αποτελεσματικά με τις κινήσεις κατάποσης ή με το φύσημα σε μια τσιμπημένη μύτη αυτή τη στιγμή.

Εσωτερικό αυτί
Από τα τρία τμήματα του οργάνου της ακοής και της ισορροπίας, το πιο περίπλοκο είναι το έσω αυτί, το οποίο, λόγω του περίπλοκου σχήματός του, ονομάζεται λαβύρινθος. Ο οστέινος λαβύρινθος αποτελείται από τον προθάλαμο, τον κοχλία και τα ημικυκλικά κανάλια, αλλά μόνο ο κοχλίας, γεμάτος με λεμφικά υγρά, σχετίζεται άμεσα με την ακοή. Μέσα στον κοχλία υπάρχει ένα μεμβρανώδες κανάλι, επίσης γεμάτο με υγρό, στο κάτω τοίχωμα του οποίου υπάρχει μια συσκευή υποδοχέα του ακουστικού αναλυτή, καλυμμένη με τριχωτά κύτταρα. Τα τριχωτά κύτταρα ανιχνεύουν δονήσεις του υγρού που γεμίζει το κανάλι. Κάθε τριχωτό κύτταρο συντονίζεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα ήχου, με κύτταρα συντονισμένα σε χαμηλές συχνότητες που βρίσκονται στην κορυφή του κοχλία και υψηλές συχνότητες συντονισμένα στα κύτταρα στο κάτω μέρος του κοχλία. Όταν τα τριχωτά κύτταρα πεθαίνουν από την ηλικία ή για άλλους λόγους, ένα άτομο χάνει την ικανότητα να αντιλαμβάνεται ήχους των αντίστοιχων συχνοτήτων.

Όρια Αντίληψης

Το ανθρώπινο αυτί ονομαστικά ακούει ήχους στην περιοχή από 16 έως 20.000 Hz. Το ανώτερο όριο τείνει να μειώνεται με την ηλικία. Οι περισσότεροι ενήλικες δεν μπορούν να ακούσουν ήχους άνω των 16 kHz. Το ίδιο το αυτί δεν ανταποκρίνεται σε συχνότητες κάτω των 20 Hz, αλλά γίνονται αισθητές μέσω των αισθήσεων της αφής.

Το εύρος της έντασης των αντιληπτών ήχων είναι τεράστιο. Αλλά το τύμπανο στο αυτί είναι ευαίσθητο μόνο στις αλλαγές της πίεσης. Το επίπεδο ηχητικής πίεσης συνήθως μετριέται σε ντεσιμπέλ (dB). Το κατώτερο κατώφλι ακρόασης ορίζεται ως 0 dB (20 μικροπασκάλ) και ο ορισμός του ανώτατου ορίου ακρόασης αναφέρεται μάλλον στο κατώφλι της δυσφορίας και στη συνέχεια σε προβλήματα ακοής, μώλωπες κ.λπ. Αυτό το όριο εξαρτάται από το πόσο καιρό ακούμε τον ήχο. Το αυτί μπορεί να ανεχθεί βραχυπρόθεσμες αυξήσεις της έντασης έως και 120 dB χωρίς συνέπειες, αλλά η μακροχρόνια έκθεση σε ήχους άνω των 80 dB μπορεί να προκαλέσει απώλεια ακοής.

Πιο προσεκτικές μελέτες του κατώτερου ορίου ακοής έχουν δείξει ότι το ελάχιστο όριο στο οποίο ο ήχος παραμένει ακουστός εξαρτάται από τη συχνότητα. Αυτό το γράφημα ονομάζεται απόλυτο κατώφλι ακοής. Κατά μέσο όρο, έχει μια περιοχή με τη μεγαλύτερη ευαισθησία στην περιοχή από 1 kHz έως 5 kHz, αν και η ευαισθησία μειώνεται με την ηλικία στο εύρος άνω των 2 kHz.
Υπάρχει επίσης ένας τρόπος αντίληψης του ήχου χωρίς τη συμμετοχή του τυμπάνου - το λεγόμενο ακουστικό φαινόμενο μικροκυμάτων, όταν η διαμορφωμένη ακτινοβολία στην περιοχή μικροκυμάτων (από 1 έως 300 GHz) επηρεάζει τον ιστό γύρω από τον κοχλία, αναγκάζοντας ένα άτομο να αντιληφθεί διάφορα ήχους.
Μερικές φορές ένα άτομο μπορεί να ακούσει ήχους στην περιοχή χαμηλής συχνότητας, αν και στην πραγματικότητα δεν υπήρχαν ήχοι αυτής της συχνότητας. Αυτό συμβαίνει επειδή οι δονήσεις της βασικής μεμβράνης στο αυτί δεν είναι γραμμικοί και μπορεί να συμβούν δονήσεις σε αυτό με διαφορά συχνότητας μεταξύ δύο υψηλότερων συχνοτήτων.

Συναισθησία

Ένα από τα πιο ασυνήθιστα ψυχονευρολογικά φαινόμενα, στο οποίο το είδος του ερεθίσματος και το είδος των αισθήσεων που βιώνει ένα άτομο δεν συμπίπτουν. Η συναισθητική αντίληψη εκφράζεται στο γεγονός ότι εκτός από τις συνηθισμένες ιδιότητες, μπορεί να προκύψουν πρόσθετες, απλούστερες αισθήσεις ή επίμονες «στοιχειώδεις» εντυπώσεις - για παράδειγμα, χρώμα, οσμή, ήχοι, γεύσεις, ιδιότητες ανάγλυφης επιφάνειας, διαφάνεια, όγκος και σχήμα, θέση στο χώρο και άλλες ποιότητες, που δεν λαμβάνονται μέσω των αισθήσεων, αλλά υπάρχουν μόνο με τη μορφή αντιδράσεων. Τέτοιες πρόσθετες ιδιότητες μπορεί είτε να προκύψουν ως μεμονωμένες αισθητηριακές εντυπώσεις είτε ακόμη και να εκδηλωθούν σωματικά.

Υπάρχει, για παράδειγμα, ακουστική συναισθησία. Αυτή είναι η ικανότητα ορισμένων ανθρώπων να «ακούνε» ήχους όταν παρατηρούν κινούμενα αντικείμενα ή φλας, ακόμα κι αν δεν συνοδεύονται από πραγματικά ηχητικά φαινόμενα.
Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η συναισθησία είναι μάλλον ψυχονευρολογικό χαρακτηριστικό ενός ατόμου και δεν είναι ψυχική διαταραχή. Αυτή η αντίληψη του κόσμου γύρω μας μπορεί να γίνει αισθητή από έναν απλό άνθρωπο μέσω της χρήσης ορισμένων ναρκωτικών ουσιών.

Δεν υπάρχει ακόμη γενική θεωρία της συναισθησίας (μια επιστημονικά αποδεδειγμένη, καθολική ιδέα για αυτήν). Επί του παρόντος, υπάρχουν πολλές υποθέσεις και πολλές έρευνες διεξάγονται σε αυτόν τον τομέα. Έχουν ήδη εμφανιστεί πρωτότυπες ταξινομήσεις και συγκρίσεις και έχουν προκύψει ορισμένα αυστηρά πρότυπα. Για παράδειγμα, εμείς οι επιστήμονες έχουμε ήδη ανακαλύψει ότι οι συναισθητικοί έχουν ιδιαίτερη προσοχή - σαν «προσυνείδητο» - σε εκείνα τα φαινόμενα που προκαλούν συναισθησία σε αυτούς. Τα συναισθητικά έχουν μια ελαφρώς διαφορετική ανατομία του εγκεφάλου και μια ριζικά διαφορετική ενεργοποίηση του εγκεφάλου σε συναισθητικά «ερεθίσματα». Και ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης (Ηνωμένο Βασίλειο) διεξήγαγαν μια σειρά πειραμάτων κατά τη διάρκεια των οποίων διαπίστωσαν ότι η αιτία της συναισθησίας μπορεί να είναι υπερδιεγέρσιμοι νευρώνες. Το μόνο που μπορεί να ειπωθεί με βεβαιότητα είναι ότι μια τέτοια αντίληψη επιτυγχάνεται στο επίπεδο της εγκεφαλικής λειτουργίας και όχι στο επίπεδο της πρωτογενούς αντίληψης των πληροφοριών.

Σύναψη

Τα κύματα πίεσης διασχίζουν το εξωτερικό αυτί, το τύμπανο και τα οστάρια του μέσου αυτιού για να φτάσουν στο γεμάτο υγρό, κοχλιακού σχήματος εσωτερικό αυτί. Το υγρό, ταλαντούμενο, χτυπά μια μεμβράνη καλυμμένη με μικροσκοπικές τρίχες, βλεφαρίδες. Τα ημιτονοειδή συστατικά ενός σύνθετου ήχου προκαλούν δονήσεις σε διάφορα σημεία της μεμβράνης. Οι βλεφαρίδες που δονούνται μαζί με τη μεμβράνη διεγείρουν τις νευρικές ίνες που σχετίζονται με αυτές. Σε αυτά εμφανίζονται μια σειρά παλμών, στους οποίους «κωδικοποιούνται» η συχνότητα και το πλάτος κάθε στοιχείου ενός μιγαδικού κύματος. αυτά τα δεδομένα μεταδίδονται ηλεκτροχημικά στον εγκέφαλο.

Από ολόκληρο το φάσμα των ήχων, το ακουστικό εύρος διακρίνεται κυρίως: από 20 έως 20.000 hertz, υπέρηχοι (έως 20 hertz) και υπέρηχοι - από 20.000 hertz και άνω. Ένα άτομο δεν μπορεί να ακούσει υπέρηχους και υπερήχους, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν τον επηρεάζουν. Είναι γνωστό ότι οι υπέρηχοι, ειδικά κάτω από 10 hertz, μπορούν να επηρεάσουν την ανθρώπινη ψυχή και να προκαλέσουν κατάθλιψη. Τα υπερηχογραφήματα μπορεί να προκαλέσουν ασθενοφυτικά σύνδρομα κ.λπ.
Το ακουστικό τμήμα του εύρους ήχου χωρίζεται σε ήχους χαμηλής συχνότητας - έως 500 Hertz, μεσαίας συχνότητας - 500-10.000 Hertz και υψηλής συχνότητας - άνω των 10.000 Hertz.

Αυτή η διαίρεση είναι πολύ σημαντική, αφού το ανθρώπινο αυτί δεν είναι εξίσου ευαίσθητο σε διαφορετικούς ήχους. Το αυτί είναι πιο ευαίσθητο σε ένα σχετικά στενό εύρος ήχων μέσης συχνότητας από 1000 έως 5000 Hertz. Για τους ήχους χαμηλότερης και υψηλότερης συχνότητας, η ευαισθησία πέφτει απότομα. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι ένα άτομο μπορεί να ακούει ήχους με ενέργεια περίπου 0 ντεσιμπέλ στο εύρος μεσαίας συχνότητας και να μην ακούει ήχους χαμηλής συχνότητας 20-40-60 ντεσιμπέλ. Δηλαδή, ήχοι με την ίδια ενέργεια στο εύρος μεσαίας συχνότητας μπορούν να εκληφθούν ως δυνατοί, αλλά στο εύρος χαμηλής συχνότητας ως σιωπηλοί ή δεν ακούγονται καθόλου.

Αυτό το χαρακτηριστικό του ήχου δεν σχηματίστηκε από τη φύση τυχαία. Οι ήχοι που είναι απαραίτητοι για την ύπαρξή του: ομιλία, ήχοι της φύσης, βρίσκονται κυρίως στο εύρος της μεσαίας συχνότητας.
Η αντίληψη των ήχων επηρεάζεται σημαντικά εάν ακούγονται ταυτόχρονα άλλοι ήχοι, θόρυβοι παρόμοιοι σε συχνότητα ή αρμονική σύνθεση. Αυτό σημαίνει, αφενός, το ανθρώπινο αυτί δεν αντιλαμβάνεται καλά τους ήχους χαμηλής συχνότητας και, αφετέρου, εάν υπάρχει εξωτερικός θόρυβος στο δωμάτιο, τότε η αντίληψη τέτοιων ήχων μπορεί να διαταραχθεί περαιτέρω και να παραμορφωθεί.

εξωτερικό αυτί (εξωτερικός ακουστικός πόρος, αυτί με μύες και συνδέσμους).
μέσο αυτί (τυμπανική κοιλότητα, μαστοειδή εξαρτήματα, ακουστικός σωλήνας)
εσωτερικό αυτί (μεμβρανώδης λαβύρινθος που βρίσκεται στον οστέινο λαβύρινθο μέσα στην πυραμίδα του κροταφικού οστού).

1. Το εξωτερικό αυτί συγκεντρώνει τις ηχητικές δονήσεις και τις κατευθύνει στο εξωτερικό ακουστικό άνοιγμα.

2. Ο ακουστικός πόρος μεταφέρει ηχητικές δονήσεις στο τύμπανο

3. Το τύμπανο είναι μια μεμβράνη που δονείται όταν εκτίθεται στον ήχο.

Οι μικροσκοπικοί μύες βοηθούν στη μετάδοση του ήχου ρυθμίζοντας την κίνηση αυτών των οστών.

Εσωτερικό αυτίείναι μια συσκευή αντίληψης ήχου. Βρίσκεται στην πυραμίδα του κροταφικού οστού και περιέχει τον κοχλία, ο οποίος στον άνθρωπο σχηματίζει 2,5 σπειροειδείς στροφές. Ο κοχλιακός πόρος χωρίζεται από δύο χωρίσματα, την κύρια μεμβράνη και την αιθουσαία μεμβράνη σε 3 στενές διόδους: την άνω (αιθουσαία σκάλα), τη μέση (μεμβρανώδης σωλήνας) και την κάτω (σκάλα τυμπανική). Στην κορυφή του κοχλία υπάρχει ένα άνοιγμα που συνδέει το άνω και το κάτω κανάλι σε ένα ενιαίο, πηγαίνοντας από το οβάλ παράθυρο στην κορυφή του κοχλία και μετά στο στρογγυλό παράθυρο. Η κοιλότητα του είναι γεμάτη με υγρό - περι-λέμφο, και η κοιλότητα του μεσαίου μεμβρανώδους καναλιού είναι γεμάτη με υγρό διαφορετικής σύνθεσης - ενδολέμφο. Στο μεσαίο κανάλι υπάρχει μια συσκευή αντίληψης ήχου - το όργανο του Corti, στο οποίο υπάρχουν μηχανικοί υποδοχείς ηχητικών δονήσεων - τριχωτά κύτταρα.

Η κύρια οδός μεταφοράς των ήχων στο αυτί είναι αερομεταφερόμενη. Ο ήχος που πλησιάζει δονεί το τύμπανο και στη συνέχεια μέσω της αλυσίδας των ακουστικών οστών οι δονήσεις μεταδίδονται στο οβάλ παράθυρο. Ταυτόχρονα, προκύπτουν και κραδασμοί του αέρα στην τυμπανική κοιλότητα, οι οποίοι μεταδίδονται στη μεμβράνη του στρογγυλού παραθύρου. Ένας άλλος τρόπος μεταφοράς ήχων στον κοχλία είναι αγωγιμότητα ιστού ή οστού . Σε αυτή την περίπτωση, ο ήχος δρα απευθείας στην επιφάνεια του κρανίου, προκαλώντας δόνηση. Οστική διαδρομή για μετάδοση ήχου αποκτά μεγάλη σημασία εάν ένα δονούμενο αντικείμενο (για παράδειγμα, το στέλεχος ενός πιρουνιού συντονισμού) έρθει σε επαφή με το κρανίο, καθώς και σε ασθένειες του συστήματος του μέσου ωτός, όταν διαταράσσεται η μετάδοση ήχων μέσω της αλυσίδας των ακουστικών οστών. . Εκτός από τη διαδρομή αέρα για τη διεξαγωγή ηχητικών κυμάτων, υπάρχει μια διαδρομή ιστού ή οστού υπό την επίδραση των κραδασμών του ήχου, καθώς και όταν έρχονται σε επαφή δονητές (για παράδειγμα, ένα οστέινο τηλέφωνο ή ένα πιρούνι συντονισμού οστών). με το περικάλυμμα του κεφαλιού, τα οστά του κρανίου αρχίζουν να δονούνται (αρχίζει να δονείται και ο οστέινος λαβύρινθος) . Με βάση τα τελευταία δεδομένα (Bekesy και άλλοι), μπορεί να υποτεθεί ότι οι ήχοι που διαδίδονται κατά μήκος των οστών του κρανίου διεγείρουν το όργανο του Corti μόνο εάν, παρόμοια με τα κύματα αέρα, προκαλούν τόξο σε ένα συγκεκριμένο τμήμα της κύριας μεμβράνης. Η ικανότητα των οστών του κρανίου να μεταφέρουν τον ήχο εξηγεί γιατί στο ίδιο το άτομο η φωνή του, ηχογραφημένη σε κασέτα, φαίνεται ξένη κατά την αναπαραγωγή της ηχογράφησης, ενώ άλλοι την αναγνωρίζουν εύκολα. Το γεγονός είναι ότι η ηχογράφηση δεν αναπαράγει ολόκληρη τη φωνή σας. Συνήθως, όταν μιλάτε, δεν ακούτε μόνο εκείνους τους ήχους που ακούνε και οι συνομιλητές σας (δηλαδή εκείνους τους ήχους που γίνονται αντιληπτοί λόγω αγωγιμότητας αέρα-υγρού), αλλά και εκείνους τους ήχους χαμηλής συχνότητας, των οποίων ο αγωγός είναι τα οστά σας. κρανίο. Ωστόσο, όταν ακούτε μια μαγνητοφωνική ηχογράφηση της δικής σας φωνής, ακούτε μόνο αυτό που θα μπορούσε να ηχογραφηθεί - ήχους των οποίων ο μαέστρος είναι ο αέρας. Διφωνική ακοή . Οι άνθρωποι και τα ζώα έχουν χωρική ακοή, δηλαδή την ικανότητα να προσδιορίζουν τη θέση μιας πηγής ήχου στο διάστημα. Αυτή η ιδιότητα βασίζεται στην παρουσία διφωνικής ακοής ή ακρόασης με δύο αυτιά. Είναι επίσης σημαντικό για αυτόν να έχει δύο συμμετρικά μισά σε όλα τα επίπεδα του ακουστικού συστήματος. Η οξύτητα της διφωνικής ακοής στους ανθρώπους είναι πολύ υψηλή: η θέση της πηγής ήχου προσδιορίζεται με ακρίβεια 1 γωνιακού βαθμού. Η βάση για αυτό είναι η ικανότητα των νευρώνων στο ακουστικό σύστημα να αξιολογούν τις ενδοωτικές (ενδιάμεσες) διαφορές στο χρόνο άφιξης του ήχου στο δεξί και το αριστερό αυτί και την ένταση του ήχου σε κάθε αυτί. Εάν η πηγή ήχου βρίσκεται μακριά από τη μέση γραμμή του κεφαλιού, το ηχητικό κύμα φτάνει στο ένα αυτί λίγο νωρίτερα και έχει μεγαλύτερη ισχύ από ό,τι στο άλλο αυτί. Η εκτίμηση της απόστασης μιας ηχητικής πηγής από το σώμα σχετίζεται με εξασθένηση του ήχου και αλλαγή της χροιάς του.