СЛУХ, восприятие звуковых колебаний органами слуха

Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
(технический университет)
Самостоятельная работа
Восприятие слуха
Студент: Александрова А. Ю.
Преподаватель:
Группа: МФ-4-96
Москва 2000
Слух, восприятие звуковых колебаний органами слуха.
У человека и высших животных звуки улавливаются наружным
ухом и через барабанную перепонку и слуховые косточки (среднее
ухо) передаются в улитку лабиринта (внутреннее ухо), где
колебания т. н. основной перепонки вызывают возбуждение в
чувствительных нервных окончаниях кортиева органа, которое
передается в головной мозг. Человек воспринимает колебания
частотой от 10-20 Гц до 20 кГц, дельфины от 100 Гц до 200 кГц.
Ухо представляет собой сложный специализированный
орган, состоящий из трех отделов: наружного, среднего и
внутреннего уха.
Наружное ухо
Наружное ухо является звукоулавливающим аппаратом.
Звуковые
колебания
улавливаются
ушными
раковинами
и
передаются по наружному слуховому проходу к барабанной
перепонке,
которая
отделяет
наружное
ухо
от
среднего.
Улавливание звука и весь процесс слушания двумя ушами, так
называемый биниуральный слух, имеют значение для определения
направления звука. Звуковые колебания, идущие сбоку, доходят до
ближайшего уха на несколько десятичных долей секунды (0,0006 с)
раньше, чем до другого. Этой предельно малой разницы во времени
прихода звука к обоим ушам достаточно, чтобы определить его
направление.
Среднее ухо
Среднее ухо представляет собой воздушную полость,
которая через евстахиеву трубу соединяется с полостью носоглотки.
Колебания от барабанной перепонки через среднее ухо передают 3
слуховые косточки, соединенные друг с другом, — молоточек,
наковальня и стремечко, а последнее через перепонку овального
окна передает эти колебания жидкости, находящейся во внутреннем
ухе — перилимфе. Благодаря слуховым косточкам амплитуда
колебаний уменьшается, а сила их увеличивается, что позволяет
приводить в движение столб жидкости во внутреннем ухе. В
среднем ухе имеется особый механизм адаптации к изменениям
интенсивности звука. При сильных звуках специальные мышцы
увеличивают натяжение барабанной перепонки и уменьшают
подвижность
стремечка.
Тем
самым
снижается
амплитуда
колебаний, и внутреннее ухо предохраняется от повреждений.
Внутреннее ухо
Внутреннее ухо с расположенной в нем улиткой находится в
пирамидке височной кости. Улитка у человека образует 2,5
спиральных витка. Улитковый канал разделен двумя перегородками
(основной мембраной и вестибулярной мембраной) на 3 узких хода:
верхний (вестибулярная лестница), средний (перепончатый канал) и
нижний (барабанная лестница). На вершине улитки имеется
отверстие, соединяющее верхний и нижний каналы в единый,
идущий от овального окна к вершине улитки и далее к круглому
окну. Полость их заполнена жидкостью — перилимфой, а полость
среднего перепончатого канала заполнена жидкостью иного состава
—
эндолимфой.
В
среднем
канале
расположен
звуковоспринимающий аппарат — кортиев орган, в котором
находятся рецепторы звуковых колебаний — волосковые клетки.
Механизм восприятия звука
Физиологический механизм восприятия звука основан на
двух процессах, происходящих в улитке: 1) разделение звуков
различной частоты по месту их наибольшего воздействия на
основную мембрану улитки и 2) преобразование рецепторными
клетками
механических
колебаний
в
нервное
возбуждение.
Звуковые колебания, поступающие во внутреннее ухо через
овальное окно, передаются перилимфе, а колебания этой жидкости
приводят к смещениям основной мембраны. От высоты звука
зависит высота столба колеблющейся жидкости и, соответственно,
место наибольшего смещения основной мембраны. Таким образом,
при различных по высоте звуках возбуждаются разные волосковые
клетки и разные нервные волокна. Увеличение силы звука приводит
к увеличению числа возбужденных волосковых клеток и нервных
волокон,
что
позволяет
различать
интенсивность
звуковых
колебаний.
Преобразование
осуществляется
колебаний
специальными
в
процесс
рецепторами
возбуждения
—
волосковыми
клетками. Волоски этих клеток погружены в покровную мембрану.
Механические колебания при действии звука приводят к смещению
покровной
мембраны
изгибанию
волосков.
относительно
В
рецепторных
рецепторных
клетках
смещение волосков вызывает процесс возбуждений.
Проводимость звука
клеток
и
механическое
Различают воздушную и костную проводимость. В обычных
условиях
у
человека
преобладает
воздушная
проводимость:
звуковые волны улавливаются наружным ухом, и воздушные
колебания передаются через наружный слуховой проход в среднее и
внутреннее
ухо.
В
случае
костной
проводимости
звуковые
колебания передаются через кости черепа непосредственно улитке.
Этот механизм передачи звуковых колебаний имеет значение при
погружениях человека под воду.
Человек обычно воспринимает звуки с частотой от 15 до 20
000 Гц (в диапазоне 10-11 октав). У детей верхний предел достигает
22 000 Гц, с возрастом он понижается. Наиболее высокая
чувствительность обнаружена в области частот от 1000 до 3000 Гц.
Эта область соответствует наиболее часто встречающимся частотам
человеческой речи и музыки.
Влияние шума на организм человека
Реакция человека на шум различна. Некоторые люди
терпимы к шуму, у других он вызывает раздражение, стремление
уйти от источника шума. Психологическая оценка шума в основном
базируется на понятии восприятия, причем большое значение имеет
внутренняя настройка к источнику шума. Она определяет, будет ли
шум восприниматься как мешающий. Часто шум, воспроизводимый
самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой шум,
вызванный соседями или каким-нибудь другим источником,
оказывает сильный раздражающий эффект. Большую роль играет
характер шума и его периодичность.
На
степень
психологической
и
физиологической
восприимчивости к шуму оказывают влияние тип высшей нервной
деятельности, характер сна, уровень физической активности,
степень
нервного
и
физического
перенапряжения,
вредные
привычки (алкоголь и курение).
Звуковые
возникновения
возбуждения
в
или
раздражители
коре
создают
головного
торможения.
работоспособности, в
первую
мозга
Это
очередь
предпосылку
очагов
ведет
для
застойного
к
снижению
умственной, так
как
уменьшается концентрация внимания, увеличивается число ошибок,
развивается утомление.
Такое состояние неблагоприятно отражается на сердечнососудистой системе: изменяется частота сердечных сокращений,
повышается или понижается артериальное давление, повышается
тонус и снижается кровонаполнение сосудов головного мозга.
Существует зависимость между заболеваемостью центральной
нервной системы и сердечно-сосудистой системой, уровнями шума
и длительностью проживания в шумных городских условиях. Рост
общей
заболеваемости
проживания
при
населения
постоянном
отмечается
шумовом
после
10
воздействии
лет
с
интенсивностью в 70 дБА и выше.
Следовательно, городской шум можно отнести к факторам
риска
возникновения гипертонической
болезни, ишемической
болезни сердца.
При действии шума наиболее уязвима столь важная
функция организма, как сон. Порог влияния шума на спящих для
разных людей лежит в области спектра от 30 до 60 дБА.
Постоянное действие интенсивного шума (80 дБА и более)
может явиться причиной гастрита и даже язвенной болезни, так как
могут нарушаться секреторная и моторная функции желудка.
Громкая музыка (по радио, телевизору, воспроизводимая
специальной аппаратурой) может достигать 100 дБА, а на концертах
с использованием электроакустической аппаратуры до 115дБА.
Длительное воздействие звука высокой интенсивности и высокой
частоты может вызвать необратимую потерю слуха (тугоухость).
Для предотвращения неблагоприятного воздействия шума
на здоровье человека решающее значение имеют мероприятия по
разработке гигиенических нормативов допустимых уровней шума и
по устранению шума.