Видеоурок по биологии «Органы слуха и равновесия»

Органы слуха и равновесия.

На прошлых уроках мы с вами знакомились с преобразованием нашим организмом светового излучения в энергию нервного импульса. И как следствие, формированием у нас зрительного ощущения.

Сегодня обратимся к такому физическому явлению, как звук, который, как вы знаете, представляет собой звуковые волны разной частоты и длины и проследим, как же в нашем организме возникают слуховые ощущения.

Вначале немножко порассуждаем о значении органа слуха в жизни человека.

Помня о подавляющем преимуществе органа зрения в получении нами информации из окружающей среды, мы всё же не можем положиться на него полностью.

День на планете Земля периодически сменяется ночью, а человек зачастую попадает в ситуации с отсутствием прямой видимости до объекта, от которого нужно получить информацию.

И здесь на помощь приходит орган слуха, который по объёму воспринимаемой информации наверное, можно поставить на второе место.

С помощью слуха мы воспринимаем речь, общаемся между собой, учимся.

По аналогии со строением зрительного анализатора, периферическая часть которого (палочки и колбочки) находилась позади целого ряда структур для фокусировки изображения на сетчатке, рецепторы слухового анализатора также расположены на достаточном удалении от звуковых волн. Более того, непосредственно звуковые волны они не воспринимают.

Рассмотрим подробнее строение слухового анализатора.

Скачать видеоурок «Органы слуха и равновесия»

Орган слуха человека — ухо.

Ухо состоит из трёх отделов: наружного, среднего и внутреннего.

Наружный — это ушная раковина и наружный слуховой проход.

Ушная раковина состоит из хряща и её функция — улавливание и направление звуков в слуховой проход. При этом давление звуковой волны усиливается примерно в три раза.

Все мы когда-нибудь подносили ладони к ушам, чтобы лучше слышать. У человека это происходит не очень эффективно, по сравнению с другими млекопитающими, так как ушные мышцы у нас редуцированы, то есть частично утратили свои функции. Но не полностью, поэтому особо продвинутые индивиды могут ушами шевелить. Немножко.

Слуховой проход снабжен железами, выделяющими ушную серу, которая убивает микробов, а вместе с ней выводится наружу пыль и грязь. Благодаря слуховому проходу также обеспечивается постоянная температура и влажность барабанной перепонки.

Иногда сера может накапливаться с образованием пробки, при этом слух значительно снижается и для его восстановления нужно обратиться к врачу.

Звуковые волны, поступившие в слуховой проход, достигают барабанной перепонки (эллипсовидной пластинки толщиной 0,1 мм размерами 9 на 11 мм), которая отделяет наружное ухо от среднего и передаёт туда колебания.

Таким образом, уже здесь звуковые волны исчезают, а энергия звука превращается в энергию механических колебаний барабанной перепонки.

По законам физики, передача звуковых волн из воздуха в жидкие среды внутреннего уха сопровождается потерей до 99,9% звуковой энергии.

Поэтому в среднем ухе расположен механизм, который передаёт и усиливает механические колебания. Интересно, что усиление достигает 70 раз, а участвует в этом самая маленькая косточка нашего организма.

Итак, среднее ухо включает в себя барабанную полость, занимающую около 1 см³ и слуховую трубу.

В барабанной полости расположены три слуховые косточки: молоточек, наковальня и уже упомянутая нами самая маленькая косточка нашего организма — стремечко.

Молоточек прикреплён к барабанной перепонке, а стремечко примыкает к овальному окну преддверия улитки, которым начинается внутреннее ухо.

Слуховая, или евстахиева труба, соединяет полость среднего уха с носовой частью глотки. Она способствует выравниванию давления воздуха в барабанной полости по отношению к наружному. Тем самым обеспечивается нормальное функционирование барабанной перепонки и сохранение её целостности. Если среди мальчиков здесь есть будущие артиллеристы, то они знают, что при громких звуках нужно закрывать уши и открывать рот.

Внутреннее ухо находится внутри височной кости черепа.

Оно представлено костным лабиринтом и состоит из трёх частей: преддверия, улитки и полукружных каналов органа равновесия.

Внутри костного лабиринта располагается перепончатый лабиринт. Пространство между лабиринтами заполнено перилимфой.

Улитка представляет собой спирально закрученный канал с перепончатым лабиринтом внутри, который на три части разделён продольными перегородками. Перепончатый лабиринт заполнен эндолимфой.

В улитковом канале находится спиральный кортиев орган, который расположен на основной мембране и содержит волосковые клетки — рецепторы органа слуха.

Над волосковыми клетками нависает покровная мембрана.

Давайте проследим за тем, как к волосковым клеткам поступает раздражение и от чего в них возникает нервный импульс.

Звуковая волна направляется ушной раковиной в наружный слуховой проход, через который она достигает барабанной перепонки и вызывает её механические колебания.

Механические колебания барабанной перепонки передаются слуховым косточкам — сначала молоточку, затем наковальне и стремечку.

Стремечко прилегает к овальному окну преддверия улитки и вызывает колебания перилимфы. Колебания жидкости внутри улитки становятся возможыми, благодаря наличию круглого окна. Которое прогибается наружу в ответ на прогибание внутрь овального окна. Если бы круглое окно отсутствовало, ввиду несжимаемости жидкости, передача колебаний была бы невозможной.

Колебания перилимфы передаются эндолимфе. Эндолимфа прогибает основную мембрану, с расположенным на ней кортиевым органом, волосковые клетки которого изменяют своё расположение относительно покровной мембраны. При этом возникает нервный импульс.

По слуховому нерву нервный импульс передаётся, как мы знаем, сначала в ядра нижних бугров четверохолмия, оттуда в слуховые ядра таламуса и, наконец, в височные доли коры больших полушарий, где и находится высший центр слуховой чувствительности. Здесь формируются слуховые ощущения.

Таким образом, мы рассмотрели с вами три отдела слухового анализатора: периферический, представленный улиткой, проводниковый, здесь это слуховой нерв и центральный — височная зона коры больших полушарий.

А теперь совершим небольшой экскурс из биологии в основополагающую науку о Земле — физику. Без знания которой очень трудно стать настоящим биологом.

Мы уже упоминали, что звук представляет собой волны различной частоты и длины.

Орган слуха человека различает звуковые волны в диапазоне от 16 до 20 000 Герц.

Если вы любите слушать музыку, то должно быть обращали внимание на характеристики своей музыкальной аппаратуры. Где помимо всего прочего указывается диапазон воспроизводимых частот. Чем он шире, тем качественнее считается аппаратура.

Разные части улитки нашего уха, кстати, восприимчивы к звукам определённой частоты.

Высокочастотные колебания распознаются основанием улитки, низкочастотные — верхушкой, а средние — пространством между ними.

С возрастом высокие звуки человек начинает различать хуже.

Также нужно отметить, что поскольку огромное количество информации поступает в мозг через зрительный анализатор, львиная доля ресурсов головного мозга задействована в обработке именно зрительной информации. Поэтому, закрыв глаза, мы позволяем своему мозгу качественнее обработать слуховую информацию, видео концертов любимых исполнителей не приносит столько аудиоудовольствия, как прослушивание их записей ночью, либо с закрытыми глазами, а солидные производители звуковоспроизводящей аппаратуры обязательно оснащают свои продукты функцией отключения любых световых сигналов на дисплее.

Звуки, выходящие за границы слышимого диапазона, называются ультразвуками.

Их способны различать летучие мыши (до 210 000 Герц), дельфины (до 280 000 Герц).

А также инфразвуками. Которые мы способны различать в некоторой степени уже при помощи вестибулярного аппарата. К строению которого давайте и перейдём.

Вестибулярный аппарат, или орган равновесия — орган, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела. Является частью внутреннего уха.

Периферический отдел органа равновесия состоит из двух мешочков: овального и круглого, сообщающихся между собой, а также трёх полукружных каналов.

Полукружные каналы расположены в трёх взаимно перпендикулярных направлениях.

Мешочки и каналы заполнены жидкостью. Стенки мешочков

и стенки расширений основания каналов (ампулы) содержат рецепторные волосковые клетки, покрытые желеобразной массой.

В полости мешочков расположены отолиты — кристаллы солей кальция.

При изменении положения головы или всего тела в пространстве отолиты и жидкость перемещаются и давят на волосковые клетки, которые генерируют нервный импульс.

Далее возбуждение по вестибулярному нерву передаётся в ядра среднего мозга, мозжечок, ядра таламуса и теменную область коры больших полушарий. Так человек получает информацию о положении своего тела в пространстве и ускорении.

Три части вестибулярного анализатора выглядят следующим образом:

Положение головы распознаётся при помощи полукружных каналов, а ускорение — при помощи рецепторов овального и округлого мешочков.

Рецепторы и слухового, и вестибулярного анализатора находятся во внутреннем ухе, но в разных его частях. Слуховые — в улитке, а воспринимающие движение и положение тела в пространстве — в мешочках и полукружных каналах.

В заключение хотелось бы дать несколько рекомендаций, которые позволят вам наслаждаться звуками природы, прослушиванием приятной музыки и общением со сверстниками без проблем со слухом.

Во-первых, нужно быть внимательными при некоторых заболеваниях. Поскольку среднее ухо сообщается с носоглоткой, то микробы, вызывающие грипп, ангину, скарлатину, могут проникнуть даже во внутреннее ухо и вызвать воспалительный процесс. Что может привести к глухоте. Поэтому при болях в ухе следует немедленно обратиться к врачу.

Неблагоприятно влияет на слух и шум. Несмотря на то, что наш орган слуха и предназначен для того, чтобы слушать шум, чрезмерное его воздействие может приводить к сбоям в работе слухового анализатора.

Снова обратившись к физике, мы узнаем, что уровень шума измеряется в децибелах.

Но абсолютная тишина также вредна для человека, как и чрезмерный шум, который утомляет нервную систему и снижает работоспособность. Кроме того, нужно знать, что высокие частоты переносятся организмом хуже, чем низкие.

Поэтому шумовой фон считается благополучным при уровне шума от 20 до 40 децибел. Попробуйте проверить свои электроприборы. Например, в технических характеристиках холодильника указан максимальный уровень создаваемого компрессором шума.

Заботясь о своём здоровье не забывайте об окружающих. В некоторых ситуациях вы можете оказаться источником повышенного шума. Воспитанный человек не станет громко разговаривать и слушать музыку в общественных местах.

Не включайте на максимальную громкость и свои музыкальные проигрыватели, которые вы прослушиваете через наушники. Многие европейские страны даже законодательно ограничивают уровень громкости у смартфонов.

Европейская комиссия выпустила новый список стандартов, касающихся предельно допустимых уровней громкости MP3-плееров. Они обяжут производителей по умолчанию устанавливать не максимальный уровень громкости, а допустимый для безопасного прослушивания — 80 дБ.

Будем надеятся, что вы сделаете определённые выводы из этой информации, а теперь давайте обобщим наш урок.