Органы слуха и равновесия

Звук представляет собой звуковые волны разной частоты и длины.

Вначале немножко порассуждаем о значении органа слуха в жизни человека.

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.

Рецепторы слухового анализатора расположены на достаточном удалении от звуковых волн. Более того, непосредственно звуковые волны они не воспринимают.

Строение слухового анализатора.

Орган слуха человека – ухо.

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

Наружный отдел – 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.

Ушные мышцы у человека редуцированы, то есть частично утратили свои функции. Но не полностью, поэтому особо продвинутые индивиды могут ушами шевелить.

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.

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.

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.

Три отдела слухового анализатора: периферический, представленный улиткой, проводниковый, здесь это слуховой нерв и центральный – височная зона коры больших полушарий.

Орган слуха человека различает звуковые волны в диапазоне от 16 до 20000 Герц.

Разные части улитки 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.

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.

Слух у человека бинауральный.  (Вспомните бинокулярное зрение). То есть слышим мы двумя ушами и благодаря этому способны определять направление звука. Так как в ближайшее к источнику звука ухо звуковые волны поступают быстрее и разница фиксируется слуховым анализатором.

Благодаря тому, что звуки в более плотных средах, например воде, распространяются значительно быстрее, слуховой анализатор там уже не способен определить направление звука, так как звуковые волны поступают в уши с неразличимой для него разницей во времени.

Звуки, выходящие за границы слышимого диапазона, называются ультразвуками. Их способны различать летучие мыши (до 210000 Герц), дельфины (до 280000 Герц).

А также инфразвуками. Которые мы способны различать в некоторой степени уже при помощи вестибулярного аппарата.

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 и расположенных в преддверии улитки, 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.

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.

Рекомендаций.

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.

Громкость разных источников шума примерно такова:

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.