Слухова сенсорна система

Слух є органом чуття людини, який здатний сприймати і розрізняти звукові хвилі, що складаються з чергуються ущільнень і розрідження повітря з частотою від 16 до 20000 Гц. Частота в 1 Гц (герц) дорівнює 1 коливанню за 1 сек.). Інфразвуки (частота менше 20 Гц) і ультразвуки (частота понад 20000 Гц) орган слуху людини не здатний сприймати.

Слуховий аналізатор людини складається з трьох частин:

• рецепторного апарату, що міститься у внутрішньому вусі;

• нервових провідних шляхів (восьмий пари черепно-мозкових нервів);

• центру слуху, який розташований в скроневих частках кори великих півкуль.

Слухові рецептори (Фонорецептори, або Кортієв орган) містяться в равлику внутрішнього вуха, яка розташована в піраміді скроневої кістки. Звукові коливання, перш ніж дійти до слухових рецепторів, проходять через систему звукопроводящих і звукопідсилюючих пристосувань органу слуху яким з вухо.

Вухо в свою чергу складається з 3-х частин: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха.

Зовнішнє вухо призначене для вловлювання звуків і складається з вушної раковини і з зовнішнього слухового проходу. Вушна раковина утворена еластичним хрящем, зовні покрита шкірою, а внизу доповнена складкою, яка заповнена жировою тканиною і називається мочка.

Зовнішній слуховий прохід має довжину до 2,5 см, висланий шкірою з тонкими волоссям і видозміненими потовими залозами, які виробляють вушну сірку, що складається з жирових клітин і виконує функцію захисту порожнини вуха від пилу і води. Закінчується зовнішній слуховий прохід барабанною перетинкою, яка здатна сприймати звукові хвилі.

Середнє вухо складається з барабанної порожнини та слухової (євстахієвої) труби. На межі між зовнішнім і середнім вухом розташована барабанна перетинка, яка зовні покрита епітелієм, а зсередини слизовою оболонкою. Звукові коливання, що підходять до барабанної перетинки, змушують її коливатися з тією ж самою частотою. З внутрішньої сторони перетинки знаходиться барабанна порожнина, всередині якої розташовані з`єднані між собою слухові кісточки: молоточок (приростає до барабанної перетинки), ковадло і стремечко (закриває овальне вікно передодня внутрішнього вуха). Через систему слухових кісточок коливання барабанної перетинки передаються у внутрішнє вухо. Слухові кісточки розміщені так, що утворюють важелі, зменшують розмах звукових коливань, але сприяють їх посиленню.

Парні євстахієві труби з`єднують порожнини внутрішнього лівого і правого вуха з носоглоткою, що сприяє врівноважування атмосферного і звукового (при відкритому роті) тиску зовні і зсередини барабанної перетинки.

Внутрішнє вухо розташоване в порожнині піраміди скроневої кістки і ділиться на кістковий і перетинчастий лабіринт. Перший являє собою кісткові порожнини і складається з передодня, трьох півколових каналів (місце розташування вестибулярного апарату органу рівноваги, про який йтиметься далі) і завитка внутрішнього вуха. Перетинчастийлабіринт утворений сполучною тканиною і являє собою складну систему канальців, що містяться в порожнинах кісткових лабіринтів. Всі порожнини внутрішнього вуха заповнені рідиною, яка в середині перетинкового лабіринту називається ендолімфа, а поза ним - перилимфа. Напередодні є два перетинчастих тіла: круглий і овальний мішечки. Від овального мішечка (маточки) п`ятьма отворами починаються перетинчасті лабіринти трьох півколових каналів, утворюючи вестибулярний апарат, а з круглим мішечком пов`язаний перетинчастий улітковий хід.

Завиток внутрішнього вуха міжкісткових лабіринт равлики довжиною до 35 мм, що поздовжніми базальної і присінкової (Рейснера) мембранами ділиться на вестибулярні або передодня сходи (починаються від овального вікна передодня), барабанні сходи (закінчуються круглим вікном, або вторинної барабанної перетинкою прігінка, то робить можливим коливання перилимфе) і середні ступені або перетинчастий улітковий хід зі сполучної тканини. Порожнини вестибулярних і барабанних сходів на вершині равлики (що маг 2,5 обороту навколо своєї осі) з`єднані між собою тонким каналом (гечікотремою) і заповнені, як вказувалося, перилимфой, а порожнину перетинкового улиткового ходу заповнена ендолімфою. В середині перетинкового улиткового ходу, міститься звукосприймаючий апарат під назвою спірального, або кортиева органу (орган Корті). Цей орган має основну (базальну) мембрану, що складається приблизно з 24 тис. Фіброзних волоконец. На основній мембрані (Платівці), уздовж неї розташований ряд опорних і 4 ряди волоскових (чутливих) клітини, які і є слуховими рецепторами. Другий структурною частиною кортиевого органу є покривна, або волокниста пластинка, що нависає над волоскових клітин і яку підтримують клітини-стовпи, або палички Корті. Специфічною особливістю волоскових клітин є наявність на вершині кожної з них до 150 волосків (мікро-ворсинок). Виділяють один ряд (3,5 тис.) Внутрішніх і 3 ряди (до 20 тис.) Зовнішніх волоскових клітин, які відрізняються за рівнем чутливості (для збудження внутрішніх клітин потрібно більше енергії, так як їх волоски майже не контактують з покривною пластинкою). Волоски зовнішніх волоскових клітин омиваються ендолімфою і безпосередньо стикаються і частково занурені в речовину покривної пластинки. Основи волоскових клітин охоплюються нервовими відростками завитковом гілки слухового нерва. У довгастому мозку (в зоні ядра VIII пари черепно-мозкових нервів) міститься другий нейрон слухового тракту. Далі цей шлях йде в нижніх горбків чотиригорбикового тіла (даху) середнього мозку і, частково перехрещуючись на рівні медіальних колінчастих тіл таламуса, направляється до центрів первинної слухової кори (первинних слухових полів), що містяться в області сильвиевой борозни верхньої частини лівої і правої скроневої частин кори головного мозку. Асоціативні слухові поля, розрізняють тональність, тембр, інтонації і інші відтінки звуків, а також порівнюють поточну інформацію з тієї, що є в пам`яті людини (забезпечують "згадка" звукових образів) примикають до первинних і охоплюють значну площу.

Для органу слуху адекватним подразником є звукові хвилі, які виходять від вібрації пружних тел. Звукові коливання в повітрі, воді та інших середовищах поділяються на періодичні (які називаються тони і бувають високими і низькими) і неперіодичні (шуми) Основною характеристикою кожного звукового тону є довжина звукової хвилі, якій відповідає певна частота (кількість) коливань за 1 сек. Довжина звукової хвилі визначається шляхом ділення відстані, яку проходить звук за I сек на кількість повних коливань, що здійснюються тіло, яке звучить, за той же час. Як, вказувалося, людське вухо здатне сприймати звукові коливання в межах 16-20000 Гц, сила яких виражається в децибелах (дБ). Сила звуку залежить від розмаху (амплітуди) коливань повітряних частинок і характеризується тембром (забарвленням). Найбільшу збудливість вухо має до звуків з частотою коливань від 1000 до 4000 Гц. Нижче і вище цього показника збудливість вуха знижується.

У сучасній фізіології прийнято резонансне теорія слуху, яку свого часу запропонував К. Л. Гельмгольц (1863). Повітряні звукові хвилі, потрапляючи в зовнішній слуховий прохід, викликають коливання барабанної перетинки, що далі передається системі слухових кісточок, які механічно посилюють ці звукові коливання барабанної перетинки в 35-40 разів і через стремечко і овальне вікно передодня передають їх перилимфе, що міститься в порожнині вестибулярної і барабанної сходинок завитка. Коливання перилимфе в свою чергу обумовлюють синхронні коливання ендолімфи, що міститься в порожнині улиткового ходу. Це призводить відповідне коливання базальної (основний) мембрани, волокна якого мають різну довжину, налаштовані на різні тони і фактично являють собою набір резонаторів, вібруючі в унісон різним звуковим коливанням. Найкоротші хвилі сприймаються біля основи основної мембрани, а найдовші - у верхівки.

Під час коливання відповідних резонують ділянок основної мембрани коливаються і розташовані на ній базальні і чутливі волоскові клітини. Кінцеві микроворсинки волоскових клітин деформуються від покривної пластинки, що і веде до виникнення у цих клітинах збудження слухового відчуття і подальше проведення нервових імпульсів по волокнам улиткового нерва в центральну нервову систему. Оскільки повної ізоляції фіброзних волоконец основної мембрани немає, то одночасно починають коливатися волоски і сусідніх клітин, що створює обертони (звукові відчуття, викликані числом коливань, які в 2, 4, 8 і т. Д. Разів перевищують число коливань основного тону). Цей ефект обумовлює об`ємність і поліфонію звукових відчуттів.

При тривалому впливі сильних звуків збудливість звукового аналізатора знижується, а при тривалому перебуванні в тиші - зростає, що відображає адаптацію слуху. Найбільша адаптація спостерігається в зоні більш високих звуків.

Надмірний і тривалий шум веде не тільки до втрати слуху, але і може викликати у людей психічні порушення. Розрізняють специфічну і неспецифічну дію шуму на організм людини. Специфічна дія проявляється в порушеннях слуху різного ступеня, а неспецифічна - в різних відхиленнях в діяльності ЦНС, розладах вегетативної реактивності, функціонального стану серцево-судинної системи і травного тракту, ендокринних розладах і т.д .. У осіб молодого і середнього віку при рівні шуму 90 дБ, що триває протягом години, знижується збудливість клітин кори головного мозку, порушується координація рухів , гострота зору, стійкість ясного бачення, подовжується латентний період зорової і слухо-моторної реакції. За такою ж тривалості роботи в умовах впливу шуму на рівні 95-96 дБ, спостерігається ще більш різкі порушення мозкової коркової динаміки, розвивається позамежне гальмування, посилюються розлади вегетативних функцій, значно погіршуються показники м`язової працездатності (витривалості, стомлюваності) і показники роботи. Тривале перебування в умовах впливу шуму, рівень якого доходить 120 дБ, додатково до зазначеного викликає порушення у вигляді неврастенічних проявів: з`являються дратівливість, головні болі, безсоння, розлади ендокринної системи. При таких умовах також відбуваються значні зміни в стані серцево-судинної системи: порушується тонус судин, ритм серцевих скорочень, зростає артеріальний тиск.

Шум особливо негативно впливає на дітей і підлітків. Погіршення функціонального стану слухового та інших аналізаторів спостерігається у дітей вже під впливом "шкільного" шуму, рівень інтенсивності якого в основних приміщеннях школи коливається від 40 до 5О дБ. У класі рівень інтенсивності шуму в середньому становить 50-80 дБ, а під час перерв і в спортивних залах і майстерень може досягати 95-100 дБ. Важливе значення в зменшенні "шкільного" шуму має гігієнічно правильне розташування навчальних приміщень в будівлі школи, а також використання звукоізолюючих матеріалів при обробці приміщень, де генерується значний шум.

Улітковий орган функціонує з дня народження дитини але у новонароджених спостерігається відносна глухота, пов`язана з особливостями будови їх вуха: барабанна Перегінка товща, ніж у дорослих, і розташована майже горизонтально. Порожнина середнього вуха у новонароджених заповнена амніотичної рідиною, що ускладнює коливання слухових кісточок. Протягом "перші 1,5-2 місяців життя дитини ця рідина поступово розсмоктується, і замість неї з носоглотки через слухові (Евстахісві) труби проникає повітря. Слухова труба у дітей ширша і коротша (2-2,5 см), ніж у дорослих (3,5-4 см), що створює сприятливі умови для потрапляння мікробів, слизу і рідини під час відрижки, блювота, нежиті в порожнину середнього вуха, що може обумовлювати запалення середнього вуха (отит).

Цілком виразним слух у дітей стає в кінці 2-го на початку 3-го місяця. На другому місяці життя дитина вже стає здатним диференціювати різні тони звуків, в 3-4 місяці починає розрізняти висоту звуку в межах від 1 до 4 октав, а в 4-5 місяців звуки стають умовно-рефлекторними подразниками. Діти 5-6 місяців набувають здатність більш активно реагувати на звуки рідної мови, тоді як відповіді на неспецифічні звуки поступово зникають. У віці 1-2 років діти здатні диференціювати майже всі звуки.

У дорослої людини поріг чутливості дорівнює 10-12 дБ, у дітей 6-9 років 17-24 дБ, в 10-12 років - 14-19 дБ. Найбільша гострота слуху досягається у дітей середнього і старшого шкільного віку. Низькі тони діти сприймають краще.