Prolaz zvučnog vala kroz organ sluha čovjeka. Niz zvukova koji prolaze kroz organ sluha

Proces dobivanja zvučne informacije uključuje percepciju, prijenos i interpretaciju zvuka. Uho hvata i pretvara slušne valove u živčane impulse, koje mozak prima i tumači.

U uhu ima puno toga što se oku ne vidi. Ono što promatramo je samo dio vanjskog uha - mesnato-hrskavični izdanak, drugim riječima, ušna školjka. Vanjsko uho sastoji se od školjke i ušnog kanala, koji završava bubnjićom, koji omogućuje komunikaciju između vanjskog i srednjeg uha, gdje se nalazi slušni mehanizam.

ušna školjka usmjerava zvučne valove u ušni kanal, slično kao što je drevna Eustahijeva truba usmjeravala zvuk u pinnu. Kanal pojačava zvučne valove i usmjerava ih na bubnjić. Zvučni valovi koji udaraju u bubnjić uzrokuju vibracije koje se prenose kroz tri male slušne koščice: malleus, incus i stapes. Oni naizmjenično vibriraju, prenoseći zvučne valove kroz srednje uho. Najdublja od ovih kostiju, stapes, najmanja je kost u tijelu.

stapes, vibrirajući, udara u membranu koja se naziva ovalni prozor. Zvučni valovi putuju kroz njega do unutarnjeg uha.

Što se događa u unutarnjem uhu?

Ovdje se odvija osjetilni dio slušnog procesa. Unutarnje uho sastoji se od dva glavna dijela: labirinta i puža. Dio, koji počinje kod ovalnog prozora i zakrivljen je poput prave pužnice, djeluje kao prevoditelj, pretvarajući zvučne vibracije u električne impulse koji se mogu prenijeti u mozak.

Kako radi puž?

Puž ispunjena tekućinom, u kojoj bazilarna (glavna) membrana kao da visi, nalik gumenoj traci, pričvršćena svojim krajevima za stijenke. Membrana je prekrivena tisućama sitnih dlačica. U podnožju ovih dlačica nalaze se male živčane stanice. Kada vibracije stapesa dotaknu ovalni prozor, tekućina i dlake počinju se kretati. Kretanje dlačica stimulira živčane stanice koje putem slušnog, odnosno akustičnog živca, šalju poruku u obliku električnog impulsa u mozak.

Labirint je skupina od tri međusobno povezana polukružna kanala koji kontroliraju osjet ravnoteže. Svaki kanal je ispunjen tekućinom i nalazi se pod pravim kutom u odnosu na druga dva. Dakle, bez obzira na to kako mičete glavom, jedan ili više kanala bilježi taj pokret i prenosi informaciju u mozak.

Ako ste ikada bili prehlađeni u uhu ili previše ispuhivali nos pa vam je u uhu “škljocalo”, nameće se pretpostavka: uho je nekako povezano s grlom i nosom. I to je istina. Eustahijeva cijev izravno povezuje srednje uho s usnom šupljinom. Njegova je uloga dopustiti zraku u srednje uho, uravnotežujući pritisak s obje strane bubnjića.

Oštećenja i poremećaji u bilo kojem dijelu uha mogu oštetiti sluh ako utječu na prolazak i interpretaciju zvučnih vibracija.

Kako radi uho?

Pratimo putanju zvučnog vala. U uho ulazi kroz pinnu i usmjerava se kroz zvukovod. Ako je školjka deformirana ili je kanal začepljen, put zvuka do bubnjića je otežan i sposobnost sluha je smanjena. Ako zvučni val uspješno dođe do bubnjića, ali je on oštećen, zvuk možda neće doprijeti do slušnih koščica.

Svaki poremećaj koji sprječava vibriranje koščica spriječit će zvuk da dopre do unutarnjeg uha. U unutarnjem uhu zvučni valovi uzrokuju pulsiranje tekućine, pokrećući sitne dlačice u pužnici. Oštećenje dlačica ili živčanih stanica s kojima su povezane spriječit će zvučne vibracije da se pretvore u električne vibracije. Ali kada se zvuk uspješno pretvorio u električni impuls, još uvijek mora doći do mozga. Jasno je da će oštećenje slušnog živca ili mozga utjecati na sposobnost sluha.

Informacija . Fiziologija VNI i senzornih sustava . Osnove neurofiziologije i GNI .

Periferni dio slušnog analizatora morfološki je spojen u čovjeka s perifernim dijelom vestibularnog analizatora, a morfolozi tu strukturu nazivaju organum vestibulo-cochleare. Ima tri odjeljka:

· vanjsko uho (vanjski zvukovod, ušna školjka s mišićima i ligamentima);

srednje uho (bubna šupljina, mastoidni dodaci, slušna cijev)

· unutarnje uho (membranozni labirint smješten u koštanom labirintu unutar piramide temporalne kosti).

Vanjsko uho (vanjski zvukovod, pinna s mišićima i ligamentima)

Srednje uho (bubna šupljina, mastoidni dodaci, slušna cijev)

Unutarnje uho (membranozni labirint smješten u koštanom labirintu unutar piramide temporalne kosti)

1. Vanjsko uho koncentrira zvučne vibracije i usmjerava ih prema vanjskom slušnom otvoru.

2. Zvučni kanal provodi zvučne vibracije do bubnjića

3. Bubnjić je membrana koja vibrira kada je izložena zvuku.

4. Malleus je svojom ručicom pomoću ligamenata pričvršćen za središte bubnjića, a glavom je povezan s inkusom (5), koji je pak pričvršćen za streme (6).

Sićušni mišići pomažu u prijenosu zvuka regulirajući kretanje ovih koščica.

7. Eustahijeva (ili slušna) cijev povezuje srednje uho s nazofarinksom. Pri promjeni tlaka okolnog zraka dolazi do izjednačavanja tlaka s obje strane bubnjića kroz slušnu cijev.

8. Vestibularni sustav. Vestibularni sustav u našem uhu dio je tjelesnog sustava za ravnotežu. Senzorne stanice daju informacije o položaju i kretanju naše glave.

9. Pužnica je organ sluha izravno povezan sa slušnim živcem. Ime puža određeno je njegovim spiralno uvijenim oblikom. Ovo je koštani kanal koji tvori dva i pol zavoja spirale i ispunjen je tekućinom. Anatomija pužnice vrlo je složena, a neke njezine funkcije još su neistražene.

Cortijeve orgulje

Cortijev organ sastoji se od niza osjetnih stanica s dlakama (12) koje pokrivaju bazilarnu membranu (13). Zvučne valove hvataju stanice dlačica i pretvaraju ih u električne impulse. Ti se električni impulsi zatim prenose duž slušnog živca (11) do mozga. Slušni živac sastoji se od tisuća sićušnih živčanih vlakana. Svako vlakno polazi od određenog dijela pužnice i prenosi određenu frekvenciju zvuka. Niskofrekventni zvukovi prenose se vlaknima koja izlaze iz vrha pužnice (14), a visokofrekventni zvukovi se prenose vlaknima koja su povezana s njezinom bazom. Dakle, funkcija unutarnjeg uha je pretvaranje mehaničkih vibracija u električne, budući da mozak može percipirati samo električne signale.

Vanjsko uho je uređaj za prikupljanje zvuka. Vanjski zvukovod provodi zvučne vibracije do bubnjića. Bubnjić, koji odvaja vanjsko uho od bubne šupljine ili srednjeg uha, tanka je (0,1 mm) pregrada u obliku lijevka prema unutra. Membrana vibrira pod djelovanjem zvučnih vibracija koje do nje dolaze kroz vanjski zvukovod.

Zvučne vibracije hvataju uši (kod životinja se mogu okrenuti prema izvoru zvuka) i prenose kroz vanjski zvukovod do bubnjića koji odvaja vanjsko uho od srednjeg uha. Za određivanje smjera zvuka važno je hvatanje zvuka i cijeli proces slušanja s dva uha - tzv. binauralni sluh. Zvučne vibracije koje dolaze sa strane dopiru do najbližeg uha nekoliko desettisućinki sekunde (0,0006 s) prije drugog. Ta beznačajna razlika u vremenu dolaska zvuka do oba uha dovoljna je da se odredi njegov smjer.

Srednje uho je uređaj za provodenje zvuka. To je zračna šupljina koja se kroz slušnu (Eustahijevu) cijev povezuje sa šupljinom nazofarinksa. Vibracije iz bubnjića kroz srednje uho prenose 3 međusobno povezane slušne koščice - čekić, incus i stapes, a potonji, kroz membranu ovalnog prozora, prenosi te vibracije na tekućinu koja se nalazi u unutarnjem uhu - perilimfa.

Zbog osobitosti geometrije slušnih koščica, vibracije bubnjića smanjene amplitude, ali povećane snage prenose se na stapes. Osim toga, površina stapesa je 22 puta manja od bubnjića, što povećava njegov pritisak na membranu ovalnog prozora za isto toliko. Kao rezultat toga, čak i slabi zvučni valovi koji djeluju na bubnjić mogu nadvladati otpor membrane ovalnog prozora predvorja i dovesti do vibracija tekućine u pužnici.

Tijekom jakih zvukova posebni mišići smanjuju pokretljivost bubnjića i slušnih koščica, prilagođavajući slušni aparat takvim promjenama podražaja i štiteći unutarnje uho od uništenja.

Zahvaljujući povezivanju zračne šupljine srednjeg uha sa šupljinom nazofarinksa kroz slušnu cijev, postaje moguće izjednačiti tlak s obje strane bubnjića, čime se sprječava njegovo pucanje tijekom značajnih promjena tlaka u vanjskom okruženju. - kod ronjenja pod vodu, penjanja na visinu, pucanja itd. To je barofunkcija uha .

U srednjem uhu postoje dva mišića: tensor tympani i stapedius. Prvi od njih, kontrahirajući, povećava napetost bubnjića i time ograničava amplitudu njegovih vibracija tijekom jakih zvukova, a drugi fiksira streme i time ograničava njegove pokrete. Refleksna kontrakcija ovih mišića javlja se 10 ms nakon početka jakog zvuka i ovisi o njegovoj amplitudi. To automatski štiti unutarnje uho od preopterećenja. U slučaju trenutnih jakih iritacija (udarci, eksplozije itd.), Ovaj zaštitni mehanizam nema vremena za rad, što može dovesti do oštećenja sluha (na primjer, kod bombardera i topnika).

Unutarnje uho je aparat za opažanje zvuka. Nalazi se u piramidi sljepoočne kosti i sadrži pužnicu, koja kod ljudi čini 2,5 spiralna zavojnica. Kohlearni kanal podijeljen je s dvije pregrade, glavnom membranom i vestibularnom membranom u 3 uska prolaza: gornji (scala vestibular), srednji (membranozni kanal) i donji (scala tympani). Na vrhu pužnice nalazi se otvor koji spaja gornji i donji kanal u jedan, idući od ovalnog prozora do vrha pužnice i zatim do okruglog prozora. Njegova je šupljina ispunjena tekućinom - perilimfom, a šupljina srednjeg membranoznog kanala ispunjena je tekućinom različitog sastava - endolimfom. U srednjem kanalu nalazi se aparat za percepciju zvuka - Cortijev organ, u kojem se nalaze mehanoreceptori zvučnih vibracija - stanice kose.

Drugi način isporuke zvukova u pužnicu je tkivnu ili koštanu provodljivost . U ovom slučaju zvuk izravno djeluje na površinu lubanje, uzrokujući njezino vibriranje. Koštani put za prijenos zvuka postaje od velike važnosti ako predmet koji vibrira (na primjer, drška viljuške) dođe u dodir s lubanjom, kao i kod bolesti sustava srednjeg uha, kada je poremećen prijenos zvukova kroz lanac slušnih koščica . Osim zračnog puta za provođenje zvučnih valova, postoji tkivni, odnosno koštani put.

Pod utjecajem zvučnih vibracija u zraku, kao i kada vibratori (na primjer, koštani telefon ili koštana vilica za ugađanje) dođu u dodir s pokrovom glave, kosti lubanje počinju vibrirati (koštani labirint također počinje vibrirati). Na temelju najnovijih podataka (Bekesy i drugi) može se pretpostaviti da zvukovi koji se šire duž kostiju lubanje pobuđuju Cortijev organ samo ako, slično zračnim valovima, uzrokuju izvijanje određenog dijela glavne membrane.

Sposobnost kostiju lubanje da provode zvuk objašnjava zašto se samoj osobi njegov glas, snimljen na vrpci, čini stranim kada se snimka reproducira, dok ga drugi lako prepoznaju. Činjenica je da magnetofonska snimka ne reproducira cijeli vaš glas. Obično, kada razgovarate, čujete ne samo one zvukove koje čuju i vaši sugovornici (odnosno one zvukove koji se percipiraju zbog provođenja zrak-tekućina), već i one zvukove niske frekvencije, čiji su vodič kosti vašeg lubanja. No, kada slušate magnetofonski zapis vlastitog glasa, čujete samo ono što se može snimiti - zvukove čiji je dirigent zrak.

Binauralni sluh. Ljudi i životinje imaju prostorni sluh, odnosno sposobnost određivanja položaja izvora zvuka u prostoru. Ovo se svojstvo temelji na prisutnosti binauralnog sluha, odnosno slušanja s dva uha. Također mu je važno da ima dvije simetrične polovice na svim razinama slušnog sustava. Oštrina binauralnog sluha kod ljudi je vrlo visoka: položaj izvora zvuka određuje se s točnošću od 1 kutnog stupnja. Osnova za to je sposobnost neurona u slušnom sustavu da procijene interauralne (međuušne) razlike u vremenu dolaska zvuka u desno i lijevo uho te intenzitet zvuka u svakom uhu. Ako je izvor zvuka udaljen od središnje linije glave, zvučni val do jednog uha stiže nešto ranije i ima veću snagu nego do drugog uha. Procjena udaljenosti izvora zvuka od tijela povezana je sa slabljenjem zvuka i promjenom njegove boje.

Kada se desno i lijevo uho stimuliraju odvojeno putem slušalica, kašnjenje između zvukova od samo 11 μs ili razlika od 1 dB u intenzitetu dvaju zvukova rezultira prividnim pomakom u lokalizaciji izvora zvuka od središnje linije prema raniji ili jači zvuk. Slušni centri sadrže neurone koji su precizno podešeni na određeni raspon interauralnih razlika u vremenu i intenzitetu. Pronađene su i stanice koje reagiraju samo na određeni smjer kretanja izvora zvuka u prostoru.

Uho je organ sluha i ravnoteže. Njegove komponente osiguravaju prijem zvukova i održavanje ravnoteže.

Nadražuje sluh – mehanička energija u obliku zvučnih vibracija, koje su naizmjenične kondenzacije i razrijeđenosti zraka, šire se u svim smjerovima od izvora zvuka brzinom od oko 330 m/s. Zvuk može putovati kroz zrak, vodu i krute tvari. Brzina širenja ovisi o elastičnosti i gustoći medija.

Slušni analizator se sastoji od:

1. Periferni odjel– uključuje vanjsko, srednje i unutarnje uho (Sl. 25);

2. Subkortikalni odjel– sastoji se od striatuma ponsa (4. ventrikula mozga), inferiornih kolikula srednjeg mozga, medijalnog (srednjeg) genikulatnog tijela i talamusa.

3. Auditivna zona cerebralni korteks, smješten u temporalnoj regiji.

Vanjsko uho. Funkcija - hvatanje zvukova i njihovo provođenje do bubnjića. Sastoji se od ušne školjke građene od hrskavičnog tkiva i vanjskog zvukovoda koji se proteže do srednjeg uha i bogat je žlijezdama koje izlučuju ušni vosak koji se nakuplja u vanjskom uhu i iz kojeg se uklanjaju prašina i prljavština. Vanjski zvukovod dugačak je do 2,5 cm, a širok oko 1 cm 3 . Na granici između vanjskog i srednjeg uha bubnjić je rastegnut. Njegova debljina kod ljudi iznosi oko

Ušna školjka prikuplja zvučne valove. Zbog činjenice da je veličina ušne školjke 3 puta veća od bubnjića, zvučni tlak na potonjem je 3 puta veći nego na ušnoj školjki. Bubnjić ima elastičnost, pa se odupire tlačnom valu, što pridonosi brzom slabljenju njegovih vibracija, te savršeno prenosi zvučni pritisak, gotovo bez izobličenja oblika zvučnog vala.

Srednje uho koju predstavlja bubna šupljina nepravilnog oblika i kapacitetom od 0,75 cm 3, koji se nalazi unutar temporalne kosti. On komunicira s nazofarinksom pomoću slušne (Eustahijeve) cijevi i ima lanac zglobljenih malih kostiju - malleus, incus i stapes, koji prenose točne i pojačane vibracije bubnjića na tanku ovalnu ploču u unutarnjem uhu.

Osikularni sustav povećava pritisak zvučnog vala kada se prenosi od bubnjića do membrane ovalnog prozora otprilike 60-70 puta. Ovo pojačanje zvuka nastaje kao rezultat činjenice da je površina bubnjića (70 mm2) 22-25 puta veća od površine stapesa (3,2 mm2) pričvršćenog na ovalni prozor, stoga se zvuk povećava za 22- 25 puta. Budući da aparat poluge osikula smanjuje amplitudu zvučnih valova za približno 2,5 puta, dolazi do istog povećanja udarnih valova zvučnih valova na ovalnom prozoru, a ukupno pojačanje zvuka dobiva se množenjem 22-25 s 2,5. Vanjsko i srednje uho provode zvučni pritisak, smanjujući vibracije zvučnog vala. zahvaljujući eustahijeva cijev održava se jednak pritisak s obje strane bubnjića. Taj se pritisak izjednačava tijekom pokreta gutanja.

Jedini način da zrak uđe i izađe iz srednjeg uha je kroz njega Eustahijeva cijev- kanal koji ide u stražnji dio nosne šupljine i komunicira s nazofarinksom. Zahvaljujući ovom kanalu dolazi do izjednačavanja tlaka zraka u srednjem uhu s atmosferskim tlakom, a time se izjednačava i tlak zraka na bubnjiću. Kad letite u zrakoplovu, uši vam se začepe prilikom penjanja ili spuštanja. To je zbog oštre promjene atmosferskog tlaka, što uzrokuje spuštanje bubnjića. Tada zijevanje ili jednostavno gutanje sline dovodi do otvaranja ventila koji se nalazi u Eustahijevoj tubi, a tlak u srednjem uhu se izjednačava s atmosferskim tlakom; u isto vrijeme, bubnjić se vraća u normalan položaj i uši se "otvaraju".

Zvuk su vibracije, tj. periodični mehanički poremećaj u elastičnim medijima - plinovitim, tekućim i krutim. Takvo ogorčenje, koje predstavlja neki fizička promjena u mediju (na primjer, promjena gustoće ili tlaka, pomicanje čestica), širi se u njemu u obliku zvučnog vala. Zvuk može biti nečujan ako je njegova frekvencija izvan osjetljivosti ljudskog uha, ili ako putuje kroz medij, kao što je čvrsto tijelo, koje ne može imati izravan kontakt s uhom, ili ako se njegova energija brzo rasipa u mediju. Dakle, proces percepcije zvuka koji je za nas uobičajen samo je jedna strana akustike.

Zvučni valovi

zvučni val

Zvučni valovi mogu poslužiti kao primjer oscilatornog procesa. Svaka oscilacija povezana je s kršenjem ravnotežnog stanja sustava i izražava se u odstupanju njegovih karakteristika od ravnotežnih vrijednosti s naknadnim povratkom na izvorna vrijednost. Za zvučne vibracije ova karakteristika je tlak u nekoj točki medija, a njegovo odstupanje je zvučni tlak.

Razmotrimo dugu cijev ispunjenu zrakom. U njega je na lijevom kraju umetnut klip koji čvrsto priliježe uz zidove. Ako se klip naglo pomakne udesno i zaustavi, zrak u njegovoj neposrednoj blizini na trenutak će biti komprimiran. Komprimirani zrak će se zatim proširiti, gurajući zrak koji je uz njega udesno, a područje kompresije koje je inicijalno stvoreno u blizini klipa kretat će se kroz cijev konstantnom brzinom. Ovaj val kompresije je zvučni val u plinu.
To jest, naglo pomicanje čestica elastičnog medija na jednom mjestu će povećati pritisak na ovom mjestu. Zahvaljujući elastičnim vezama čestica, pritisak se prenosi na susjedne čestice, koje pak utječu na sljedeće, a područje povećanog pritiska kao da se kreće u elastičnom mediju. Nakon područja visokog tlaka slijedi područje niskog tlaka i tako nastaje niz naizmjeničnih područja kompresije i razrjeđenja koja se šire u mediju u obliku vala. Svaka čestica elastičnog medija će u ovom slučaju vršiti oscilatorna gibanja.

Zvučni val u plinu karakteriziraju prekomjerni tlak, prekomjerna gustoća, pomak čestica i njihova brzina. Za zvučne valove ta su odstupanja od ravnotežnih vrijednosti uvijek mala. Tako, nadpritisak povezan s valom mnogo je manji od statičkog tlaka plina. U inače imamo posla s još jednom pojavom – udarnim valom. U zvučnom valu koji odgovara normalnom govoru, prekomjerni tlak iznosi samo oko milijunti dio atmosferskog tlaka.

Važna činjenica je da tvar ne odnosi zvučni val. Val je samo privremeni poremećaj koji prolazi kroz zrak, nakon čega se zrak vraća u ravnotežno stanje.
Valno kretanje, naravno, nije jedinstveno za zvuk: svjetlosni i radio signali putuju u obliku valova, a svi su upoznati s valovima na površini vode.

Dakle, zvuk, u širem smislu, jesu elastični valovi koji se šire u nekom elastičnom mediju i stvaraju u njemu mehaničke vibracije; u užem smislu - subjektivna percepcija tih vibracija posebnim osjetilnim organima životinja ili ljudi.
Kao i svaki val, zvuk karakterizira amplituda i frekvencijski spektar. Tipično, osoba čuje zvukove koji se prenose zrakom u frekvencijskom rasponu od 16-20 Hz do 15-20 kHz. Zvuk ispod raspona ljudske čujnosti naziva se infrazvuk; viši: do 1 GHz, - ultrazvuk, od 1 GHz - hiperzvuk. Od zvučnih zvukova treba istaknuti i fonetske, govorne zvukove i foneme (koji čine govorni govor) te glazbene zvukove (koji čine glazbu).

Ovisno o omjeru smjera širenja vala i smjera mehaničkih vibracija čestica medija za širenje razlikuju se longitudinalni i transverzalni zvučni valovi.
U tekućim i plinovitim medijima, gdje nema značajnih fluktuacija gustoće, akustični valovi su longitudinalne prirode, odnosno smjer titranja čestica poklapa se sa smjerom gibanja vala. U krutim tijelima, osim uzdužnih, dolazi i do elastičnih posmičnih deformacija, koje uzrokuju pobudu transverzalnih (posmičnih) valova; u tom slučaju čestice osciliraju okomito na smjer širenja vala. Brzina širenja longitudinalnih valova mnogo je veća od brzine širenja posmičnih valova.

Zrak nije posvuda ujednačen za zvuk. Poznato je da je zrak stalno u pokretu. Brzina njegovog kretanja u različitim slojevima nije ista. U slojevima blizu tla zrak dolazi u kontakt s njegovom površinom, zgradama, šumama, pa je stoga njegova brzina ovdje manja nego na vrhu. Zbog toga zvučni val ne putuje jednako brzo na vrhu i na dnu. Ako je kretanje zraka, tj. vjetar, pratilac zvuka, tada će u gornjim slojevima zraka vjetar snažnije pokretati zvučni val nego u nižim slojevima. Kada postoji čeoni vjetar, zvuk na vrhu putuje sporije nego na dnu. Ova razlika u brzini utječe na oblik zvučnog vala. Kao rezultat izobličenja valova, zvuk ne putuje ravno. Kod stražnjeg vjetra linija širenja zvučnog vala savija se prema dolje, a kod čeonog vjetra prema gore.

Još jedan razlog za neravnomjerno širenje zvuka u zraku. To je različita temperatura njegovih pojedinačnih slojeva.

Neravnomjerno zagrijani slojevi zraka, poput vjetra, mijenjaju smjer zvuka. Tijekom dana zvučni val se savija prema gore jer je brzina zvuka u nižim, toplijim slojevima veća nego u gornjim slojevima. Navečer, kada se zemlja, a s njom i obližnji slojevi zraka, brzo ohlade, gornji slojevi postaju topliji od donjih, brzina zvuka u njima je veća, a linija širenja zvučnih valova savija se prema dolje. Stoga se navečer, iz vedra neba, bolje čuje.

Gledajući oblake, često možete primijetiti kako se na različitim visinama kreću ne samo različitim brzinama, već ponekad i u različitim smjerovima. To znači da vjetar na različitim visinama od tla može imati različite brzine i smjerove. Oblik zvučnog vala u takvim slojevima također će se mijenjati od sloja do sloja. Neka, na primjer, zvuk dolazi protiv vjetra. U tom slučaju, linija za širenje zvuka trebala bi se saviti i ići prema gore. Ali ako mu se na putu nađe sloj zraka koji se sporo kreće, ponovno će promijeniti smjer i možda se ponovno vratiti na tlo. Tada se u prostoru od mjesta gdje se val diže u visinu do mjesta gdje se vraća na tlo pojavljuje “zona tišine”.

Organi percepcije zvuka

Sluh je sposobnost bioloških organizama da svojim slušnim organima percipiraju zvukove; posebna funkcija slušnog aparata pobuđena zvučnim vibracijama okruženje, na primjer zrak ili voda. Jedno od pet bioloških osjetila, koje se naziva i akustična percepcija.

Ljudsko uho percipira zvučne valove duljine od približno 20 m do 1,6 cm, što odgovara 16 - 20 000 Hz (oscilacija u sekundi) kada se vibracije prenose zrakom, odnosno do 220 kHz kada se zvuk prenosi kroz kosti lubanja. Ti valovi imaju važno biološko značenje, na primjer, zvučni valovi u rasponu od 300-4000 Hz odgovaraju ljudskom glasu. Zvukovi iznad 20 000 Hz su od male praktične važnosti jer brzo usporavaju; vibracije ispod 60 Hz percipiraju se osjetilom vibracija. Raspon frekvencija koje osoba može čuti naziva se slušni ili zvučni raspon; više frekvencije nazivamo ultrazvuk, a niže frekvencije infrazvuk.
Sposobnost razlikovanja zvučnih frekvencija uvelike ovisi o konkretna osoba: njegova dob, spol, sklonost bolestima sluha, trening i zamor sluha. Pojedinci su sposobni osjetiti zvuk do 22 kHz, a možda i više.
Osoba može razlikovati nekoliko zvukova u isto vrijeme zbog činjenice da u pužnici može biti nekoliko stojećih valova u isto vrijeme.

Uho je složeni vestibularno-slušni organ koji obavlja dvije funkcije: percipira zvučne impulse i odgovoran je za položaj tijela u prostoru i sposobnost održavanja ravnoteže. Ovo je upareni organ koji se nalazi u temporalnim kostima lubanje, izvana ograničen ušnim školjkama.

Organ sluha i ravnoteže predstavljaju tri dijela: vanjsko, srednje i unutarnje uho, od kojih svaki obavlja svoje specifične funkcije.

Vanjsko uho sastoji se od pinne i vanjskog zvukovoda. Ušna školjka je elastična hrskavica složenog oblika prekrivena kožom, a njen donji dio, koji se naziva režanj, je kožni nabor koji se sastoji od kože i masnog tkiva.
Ušna školjka u živim organizmima radi kao prijamnik zvučnih valova, koji se zatim prenose u unutrašnjost slušnog aparata. Vrijednost ušne školjke kod ljudi je mnogo manja nego kod životinja, pa je kod ljudi praktički nepomična. Ali mnoge životinje pomicanjem ušiju mogu puno točnije od ljudi odrediti mjesto izvora zvuka.

Nabori ljudske ušne školjke unose male frekvencijske distorzije u zvuk koji ulazi u ušni kanal, ovisno o vodoravnoj i okomitoj lokalizaciji zvuka. Dakle, mozak prima dodatne informacije kako bi razjasnio mjesto izvora zvuka. Ovaj se efekt ponekad koristi u akustici, uključujući stvaranje dojma surround zvuka pri korištenju slušalica ili slušnih pomagala.
Funkcija ušne školjke je hvatanje zvukova; njegov nastavak je hrskavica vanjskog zvukovoda, čija je duljina u prosjeku 25-30 mm. Hrskavični dio zvukovoda prelazi u kost, a cijeli vanjski zvukovod je obložen kožom u kojoj se nalaze lojne i sumporne žlijezde, modificirane žlijezde znojnice. Ovaj prolaz završava slijepo: od srednjeg uha odijeljen je bubnjićom. Zvučni valovi koje hvata ušna školjka udaraju u bubnjić i uzrokuju njegovo vibriranje.

S druge strane, vibracije iz bubnjića prenose se u srednje uho.

Srednje uho
Glavni dio srednjeg uha je bubna šupljina - mali prostor s volumenom od oko 1 cm³ koji se nalazi u temporalnoj kosti. Tri su slušne koščice: malleus, incus i stremen - one prenose zvučne vibracije iz vanjskog u unutarnje uho, istovremeno ih pojačavajući.

Slušne koščice, kao najmanji fragmenti ljudskog kostura, predstavljaju lanac koji prenosi vibracije. Drška malleusa je tijesno srasla s bubnjićem, glava malleusa povezana je s inkusom, a on je pak svojim dugim nastavkom spojen sa stremenom. Baza stapesa zatvara prozor predvorja, povezujući se na taj način s unutarnjim uhom.
Šupljina srednjeg uha povezana je s nazofarinksom preko Eustahijeve cijevi, preko koje se izjednačava prosječni tlak zraka unutar i izvan bubnjića. Kod promjene vanjskog pritiska dolazi do začepljenja ušiju, što se obično rješava refleksnim zijevanjem. Iskustvo pokazuje da se začepljenost uha još učinkovitije rješava pokretima gutanja ili puhanjem u stisnuti nos u ovom trenutku.

Unutarnje uho
Od tri dijela organa sluha i ravnoteže najsloženije je unutarnje uho, koje se zbog svog zamršenog oblika naziva labirint. Koštani labirint sastoji se od predvorja, pužnice i polukružnih kanala, ali samo je pužnica, ispunjena limfnom tekućinom, izravno povezana sa sluhom. Unutar pužnice nalazi se membranski kanal, također ispunjen tekućinom, na čijoj se donjoj stijenci nalazi receptorski aparat slušnog analizatora, prekriven dlačicama. Stanice s dlačicama otkrivaju vibracije tekućine koja ispunjava kanal. Svaka stanica s dlačicama podešena je na određenu frekvenciju zvuka, pri čemu su stanice podešene na niske frekvencije smještene na vrhu pužnice, a visoke frekvencije podešene na stanice na dnu pužnice. Kada stanice dlačica odumiru zbog starosti ili iz drugih razloga, osoba gubi sposobnost opažanja zvukova odgovarajućih frekvencija.

Granice percepcije

Ljudsko uho nominalno čuje zvukove u rasponu od 16 do 20 000 Hz. Gornja granica ima tendenciju pada s godinama. Većina odraslih ne može čuti zvukove iznad 16 kHz. Samo uho ne reagira na frekvencije ispod 20 Hz, ali se one mogu osjetiti kroz osjetila dodira.

Raspon glasnoće percipiranih zvukova je ogroman. Ali bubnjić u uhu je osjetljiv samo na promjene tlaka. Razina zvučnog tlaka obično se mjeri u decibelima (dB). Donji prag čujnosti je definiran kao 0 dB (20 mikropaskala), a definicija gornje granice čujnosti odnosi se prije na prag neugode pa onda na oštećenje sluha, kontuziju itd. Ta granica ovisi o tome koliko dugo slušamo zvuk. Uho može podnijeti kratkotrajna povećanja glasnoće do 120 dB bez posljedica, no dugotrajna izloženost zvukovima iznad 80 dB može uzrokovati gubitak sluha.

Pažljivija istraživanja donje granice sluha pokazala su da minimalni prag na kojem zvuk ostaje čujan ovisi o frekvenciji. Ovaj grafikon se naziva apsolutni prag sluha. U prosjeku ima područje najveće osjetljivosti u rasponu od 1 kHz do 5 kHz, iako osjetljivost opada s godinama u rasponu iznad 2 kHz.
Postoji i način percepcije zvuka bez sudjelovanja bubnjića - takozvani mikrovalni zvučni efekt, kada modulirano zračenje u mikrovalnom rasponu (od 1 do 300 GHz) utječe na tkivo oko pužnice, uzrokujući da osoba percipira različite zvukovi.
Ponekad osoba može čuti zvukove u niskofrekventnom području, iako u stvarnosti nije bilo zvukova ove frekvencije. To se događa zato što vibracije bazilarne membrane u uhu nisu linearne i u njoj se mogu pojaviti vibracije s frekvencijom razlike između dvije više frekvencije.

Sinestezija

Jedan od najneobičnijih psihoneuroloških fenomena, u kojem se vrsta podražaja i vrsta osjeta koje osoba doživljava ne podudaraju. Sinestetička percepcija izražava se u činjenici da se uz uobičajene kvalitete mogu pojaviti dodatni, jednostavniji osjećaji ili trajni "elementarni" dojmovi - na primjer, boja, miris, zvukovi, okusi, svojstva teksturirane površine, prozirnost, volumen i oblik, položaj u prostoru i druge kvalitete, koje se ne primaju osjetilima, već postoje samo u obliku reakcija. Takve dodatne kvalitete mogu nastati kao izolirani osjetilni dojmovi ili se čak fizički manifestirati.

Postoji, na primjer, slušna sinestezija. To je sposobnost nekih ljudi da "čuju" zvukove pri promatranju objekata u pokretu ili bljeskalice, čak i ako nisu popraćeni stvarnim zvučnim fenomenima.
Treba imati na umu da je sinestezija psihoneurološka osobina osobe, a nije duševni poremećaj. Ovakvu percepciju svijeta koji nas okružuje običan čovjek može osjetiti korištenjem određenih narkotika.

Još ne postoji opća teorija sinestezije (znanstveno dokazana, univerzalna ideja o njoj). Trenutno postoje mnoge hipoteze i provode se mnoga istraživanja u ovom području. Već su se pojavile izvorne klasifikacije i usporedbe, a pojavili su se i određeni strogi obrasci. Na primjer, mi znanstvenici smo već otkrili da sinesteti imaju posebnu narav pažnje - kao da su "predsvjesne" - na one pojave koje kod njih izazivaju sinesteziju. Sinesteti imaju nešto drugačiju anatomiju mozga i radikalno drugačiju aktivaciju mozga na sinestetičke "podražaje". I istraživači sa Sveučilišta u Oxfordu (Velika Britanija) proveli su niz eksperimenata tijekom kojih su otkrili da uzrok sinestezije mogu biti preekscitabilni neuroni. Jedino što se sa sigurnošću može reći jest da se takva percepcija dobiva na razini moždane funkcije, a ne na razini primarne percepcije informacija.

Zaključak

Tlačni valovi putuju kroz vanjsko uho, bubnjić i koščice srednjeg uha kako bi došli do unutarnjeg uha u obliku pužnice ispunjenog tekućinom. Tekućina, oscilirajući, udara u membranu prekrivenu sitnim dlačicama, resicama. Sinusne komponente složenog zvuka uzrokuju vibracije u različitim dijelovima membrane. Trepetljike koje vibriraju zajedno s membranom pobuđuju živčana vlakna povezana s njima; u njima se pojavljuje niz impulsa u kojima su "kodirane" frekvencija i amplituda svake komponente složenog vala; ti se podaci elektrokemijski prenose u mozak.

Od cjelokupnog spektra zvukova prvenstveno se izdvaja zvučni raspon: od 20 do 20.000 herca, infrazvuk (do 20 herca) i ultrazvuk - od 20.000 herca i više. Osoba ne može čuti infrazvuk i ultrazvuk, ali to ne znači da oni ne utječu na njega. Poznato je da infrazvuci, posebno ispod 10 herca, mogu utjecati na ljudsku psihu i uzrokovati depresiju. Ultrazvuk može izazvati asteno-vegetativne sindrome itd.
Čujni dio raspona zvuka dijeli se na zvukove niske frekvencije - do 500 herca, srednje frekvencije - 500-10 000 herca i visoke frekvencije - preko 10 000 herca.

Ova podjela je vrlo važna, jer ljudsko uho nije jednako osjetljivo na različite zvukove. Uho je najosjetljivije na relativno uzak raspon zvukova srednje frekvencije od 1000 do 5000 herca. Na zvukove niže i više frekvencije, osjetljivost naglo opada. To dovodi do činjenice da osoba može čuti zvukove s energijom od oko 0 decibela u srednjem frekvencijskom rasponu, a ne čuti niskofrekventne zvukove od 20-40-60 decibela. To jest, zvukovi s istom energijom u srednjofrekventnom području mogu se percipirati kao glasni, ali u niskofrekventnom području kao tihi ili se uopće ne mogu čuti.

Ovu značajku zvuka priroda nije stvorila slučajno. Zvukovi potrebni za njegovo postojanje: govor, zvukovi prirode, uglavnom su u srednjem frekvencijskom području.
Percepcija zvukova je značajno oslabljena ako se istovremeno čuju drugi zvukovi, šumovi slične frekvencije ili harmonijskog sastava. To znači, s jedne strane, da ljudsko uho ne percipira dobro zvukove niske frekvencije, as druge strane, ako u prostoriji postoji strana buka, percepcija takvih zvukova može biti dodatno poremećena i iskrivljena.

Periferni dio slušnog analizatora morfološki je spojen u čovjeka s perifernim dijelom vestibularnog analizatora, a morfolozi tu strukturu nazivaju organum vestibulo-cochleare. Ima tri odjeljka:

vanjsko uho (vanjski zvukovod, ušna školjka s mišićima i ligamentima);
srednje uho (bubna šupljina, mastoidni dodaci, slušna cijev)
unutarnje uho (membranozni labirint smješten u koštanom labirintu unutar piramide temporalne kosti).

1. Vanjsko uho koncentrira zvučne vibracije i usmjerava ih prema vanjskom slušnom otvoru.

2. Zvučni kanal provodi zvučne vibracije do bubnjića

3. Bubnjić je membrana koja vibrira kada je izložena zvuku.

4. Malleus je svojom ručicom pomoću ligamenata pričvršćen za središte bubnjića, a glavom je povezan s inkusom (5), koji je pak pričvršćen za streme (6).

Sićušni mišići pomažu u prijenosu zvuka regulirajući kretanje ovih koščica.

7. Eustahijeva (ili slušna) cijev povezuje srednje uho s nazofarinksom. Pri promjeni tlaka okolnog zraka dolazi do izjednačavanja tlaka s obje strane bubnjića kroz slušnu cijev.

8. Vestibularni sustav. Vestibularni sustav u našem uhu dio je tjelesnog sustava za ravnotežu. Senzorne stanice daju informacije o položaju i kretanju naše glave.

Tijekom jakih zvukova posebni mišići smanjuju pokretljivost bubnjića i slušnih koščica, prilagođavajući slušni aparat takvim promjenama podražaja i štiteći unutarnje uho od uništenja.

Unutarnje uho je aparat za opažanje zvuka. Nalazi se u piramidi sljepoočne kosti i sadrži pužnicu, koja kod ljudi tvori 2,5 spiralna zavoja. Kohlearni kanal podijeljen je s dvije pregrade, glavnom membranom i vestibularnom membranom u 3 uska prolaza: gornji (scala vestibular), srednji (membranozni kanal) i donji (scala tympani). Na vrhu pužnice nalazi se otvor koji spaja gornji i donji kanal u jedan, idući od ovalnog prozora do vrha pužnice i zatim do okruglog prozora. Njegova je šupljina ispunjena tekućinom - perilimfom, a šupljina srednjeg membranoznog kanala ispunjena je tekućinom različitog sastava - endolimfom. U srednjem kanalu nalazi se aparat za percepciju zvuka - Cortijev organ, u kojem se nalaze mehanoreceptori zvučnih vibracija - stanice kose.

Glavni put isporuke zvukova do uha je zrakom. Zvuk koji se približava vibrira bubnjić, a zatim se kroz lanac slušnih koščica titraji prenose na ovalni prozorčić. Istodobno nastaju i vibracije zraka u bubnoj šupljini, koje se prenose na membranu okruglog prozora. Drugi način isporuke zvukova u pužnicu je tkivnu ili koštanu provodljivost . U ovom slučaju zvuk izravno djeluje na površinu lubanje, uzrokujući njezino vibriranje. Koštani put za prijenos zvuka postaje od velike važnosti ako predmet koji vibrira (na primjer, drška viljuške) dođe u dodir s lubanjom, kao i kod bolesti sustava srednjeg uha, kada je poremećen prijenos zvukova kroz lanac slušnih koščica . Osim zračnog puta za provođenje zvučnih valova, postoji i tkivni, odnosno koštani, put Pod utjecajem zračnih zvučnih vibracija, kao i kada vibratori (na primjer, koštani telefon ili koštana viljuška) dođu u kontakt. s omotačem glave počinju vibrirati kosti lubanje (počinje vibrirati i koštani labirint) . Na temelju najnovijih podataka (Bekesy i drugi) može se pretpostaviti da zvukovi koji se šire duž kostiju lubanje pobuđuju Cortijev organ samo ako, slično zračnim valovima, uzrokuju izvijanje određenog dijela glavne membrane. Sposobnost kostiju lubanje da provode zvuk objašnjava zašto se samoj osobi njegov glas, snimljen na vrpci, čini stranim kada se snimka reproducira, dok ga drugi lako prepoznaju. Činjenica je da magnetofonska snimka ne reproducira cijeli vaš glas. Obično, kada razgovarate, čujete ne samo one zvukove koje čuju i vaši sugovornici (odnosno one zvukove koji se percipiraju zbog provođenja zrak-tekućina), već i one zvukove niske frekvencije, čiji su vodič kosti vašeg lubanja. No, kada slušate magnetofonski zapis vlastitog glasa, čujete samo ono što se može snimiti - zvukove čiji je dirigent zrak. Binauralni sluh . Ljudi i životinje imaju prostorni sluh, odnosno sposobnost određivanja položaja izvora zvuka u prostoru. Ovo se svojstvo temelji na prisutnosti binauralnog sluha, odnosno slušanja s dva uha. Također mu je važno da ima dvije simetrične polovice na svim razinama slušnog sustava. Oštrina binauralnog sluha kod ljudi je vrlo visoka: položaj izvora zvuka određuje se s točnošću od 1 kutnog stupnja. Osnova za to je sposobnost neurona u slušnom sustavu da procijene interauralne (međuušne) razlike u vremenu dolaska zvuka u desno i lijevo uho te intenzitet zvuka u svakom uhu. Ako je izvor zvuka udaljen od središnje linije glave, zvučni val do jednog uha stiže nešto ranije i ima veću snagu nego do drugog uha. Procjena udaljenosti izvora zvuka od tijela povezana je sa slabljenjem zvuka i promjenom njegove boje.