Vonkajšie ucho zahŕňa ušnicu, zvukovodu a bubienka, ktorá uzatvára vnútorný koniec zvukovodu. Zvukovod má nepravidelný zakrivený tvar. U dospelého človeka má dĺžku asi 2,5 cm a priemer asi 8 mm. Povrch zvukovodu je pokrytý chĺpkami a obsahuje žľazy, ktoré vylučujú ušný maz, ktorý je potrebný na udržanie vlhkosti pokožky. Poskytuje aj zvukovod konštantná teplota a vlhkosťou ušný bubienok.
- Stredné ucho
Stredné ucho je vzduchom vyplnená dutina za bubienkom. Táto dutina je spojená s nosohltanom pomocou eustachova trubica- úzky chrupkový kanálik, ktorý je zvyčajne v uzavretom stave. Prehltnutie otvorí Eustachovu trubicu, ktorá umožní vstup vzduchu do dutiny a vyrovná tlak na oboch stranách bubienka pre optimálnu pohyblivosť. Stredné ucho obsahuje tri miniatúrne sluchové kostičky: kladívko, nákovku a strmienok. Jeden koniec malleusu je spojený s tympanickou membránou, jeho druhý koniec je spojený s nákovkou, ktorá je zase spojená so strmeňom a strmeň s kochleou vnútorného ucha. Bubienok neustále vibruje pod vplyvom zvukov zachytených uchom a sluchové kostičky prenášajú svoje vibrácie do vnútorné ucho.
- vnútorné ucho
In vnútorné ucho obsahuje niekoľko štruktúr, ale pre sluch je relevantná iba slimák, ktorý dostal svoj názov podľa svojho špirálovitého tvaru. Slimák je rozdelený na tri kanály naplnené lymfatickými tekutinami. Kvapalina v strednom kanáli sa svojím zložením líši od tekutiny v ostatných dvoch kanáloch. Orgán priamo zodpovedný za sluch (Cortiho orgán) sa nachádza v strednom kanáli. Cortiho orgán obsahuje asi 30 000 vláskových buniek, ktoré zachytávajú výkyvy tekutiny v kanáliku spôsobené pohybom strmeňa a vytvárajú elektrické impulzy, ktoré sluchový nerv prenášané do sluchovej kôry. Každá vlásková bunka reaguje na špecifickú zvukovú frekvenciu, pričom vysoké frekvencie zachytia bunky v dolnej kochlei a bunky naladené na nízke frekvencie umiestnené v hornej kochlei. Ak vlasové bunky z akéhokoľvek dôvodu odumrú, človek prestane vnímať zvuky zodpovedajúcich frekvencií.
- sluchové dráhy
Sluchové dráhy sú súborom nervové vlákna, vedenie nervových vzruchov z slimáka do sluchových centier mozgovej kôry, výsledkom čoho je sluchový vnem. Sluchové centrá sa nachádzajú v spánkových lalokoch mozgu. Čas potrebný na to, aby sa zvukový signál dostal z vonkajšieho ucha do sluchových centier mozgu, je približne 10 milisekúnd.
Ako funguje ľudské ucho (kresba s láskavým dovolením Siemens)
Vnímanie zvuku
Ucho postupne premieňa zvuky na mechanické vibrácie bubienka a sluchových kostičiek, potom na vibrácie tekutiny v kochlei a nakoniec na elektrické impulzy, ktoré sa prenášajú po dráhach centrálneho sluchového systému do spánkových lalokov mozgu. na rozpoznanie a spracovanie.
Mozog a medziľahlé uzly sluchových dráh extrahujú nielen informácie o výške a hlasitosti zvuku, ale aj ďalšie charakteristiky zvuku, napríklad časový interval medzi okamihmi, kedy je zvuk zachytený pravou a ľavou stranou. uši - to je základ pre schopnosť človeka určiť smer, ktorým zvuk prichádza. Zároveň mozog vyhodnocuje jednak informácie prijaté z každého ucha zvlášť a jednak všetky prijaté informácie spája do jediného vnemu.
Náš mozog ukladá vzorce pre zvuky okolo nás – známe hlasy, hudbu, nebezpečné zvuky atď. To pomáha mozgu v procese spracovania informácií o zvuku rýchlo rozlíšiť známe zvuky od neznámych. Pri strate sluchu mozog začína dostávať skreslené informácie (zvuky sa stávajú tichšími), čo vedie k chybám pri interpretácii zvukov. Na druhej strane poškodenie mozgu v dôsledku starnutia, úrazu hlavy alebo neurologických ochorení a porúch môžu byť sprevádzané príznakmi podobnými ako pri strate sluchu, ako je nepozornosť, odtrhnutie od okolia, neadekvátna reakcia. Na správne počutie a pochopenie zvukov je potrebná koordinovaná práca sluchového analyzátora a mozgu. Bez preháňania teda môžeme povedať, že človek nepočuje ušami, ale mozgom!
sluchových orgánov
Tento proces zahŕňa vnímanie, prenos a interpretáciu zvuku. Ucho zachytáva a premieňa sluchové vlny na nervové impulzy, ktoré mozog prijíma a interpretuje.
V uchu je veľa vecí, ktoré nie sú okom viditeľné. To, čo pozorujeme, je len časť vonkajšieho ucha – mäsitý chrupavkový výrastok, inými slovami ušnica. Vonkajšie ucho sa skladá z mušle a zvukovodu, ktorý končí pri bubienku, ktorý zabezpečuje spojenie medzi vonkajším a stredným uchom, kde sa nachádza sluchový mechanizmus.
Ušnica smeruje zvukové vlny do zvukovodu, podobne ako starodávna sluchová trubica vysielala zvuk do ušnice. Kanál zosilňuje zvukové vlny a nasmeruje ich do ušného bubienka. Zvukové vlny narážajúce na bubienok spôsobujú vibrácie, ktoré sa ďalej prenášajú cez tri malé sluchové kostičky: kladivo, nákovu a strmeň. Postupne vibrujú a prenášajú zvukové vlny cez stredné ucho. Najvnútornejšia z týchto kostí, strmeň, je najmenšou kosťou v tele.
Strmeň vibruje proti membráne nazývanej oválne okno. Zvukové vlny cez ňu prechádzajú do vnútorného ucha.
Čo sa deje vo vnútornom uchu?
Ide o zmyslovú časť sluchového procesu. Vnútorné ucho sa skladá z dvoch hlavných častí: labyrintu a slimáka. Časť, ktorá začína pri oválnom okienku a kriví sa ako skutočný slimák, funguje ako prekladač, ktorý premieňa zvukové vibrácie na elektrické impulzy, ktoré možno preniesť do mozgu.
Ako je usporiadaný slimák?
Je naplnená kvapalinou, v ktorej je bazilárna (základná) membrána akoby zavesená, pripomínajúca gumičku, pripevnená svojimi koncami k stenám. Membrána je pokrytá tisíckami drobných chĺpkov. Základom týchto chĺpkov sú malé nervové bunky. Keď vibrácie strmeňa zasiahnu oválne okienko, tekutina a chĺpky sa začnú pohybovať. Pohyb chĺpkov stimuluje nervové bunky, ktoré posielajú správu už vo forme elektrického impulzu do mozgu cez sluchový alebo akustický nerv.
Labyrint je skupina troch vzájomne prepojených polkruhové kanály ovládanie zmyslu pre rovnováhu. Každý kanál je naplnený kvapalinou a je umiestnený v pravom uhle k ostatným dvom. Takže bez ohľadu na to, ako pohybujete hlavou, jeden alebo viacero kanálov zachytí tento pohyb a prenesie informácie do mozgu.
Ak sa vám stane, že prechladnete v uchu alebo si zle vysmrkate, že vám to v uchu „cvakne“, potom sa objaví tušenie – ucho je nejako spojené s hrdlom a nosom. A je to tak. Eustachova trubica priamo spája stredné ucho ústna dutina. Jeho úlohou je prepúšťať vzduch do stredného ucha a vyrovnávať tlak na oboch stranách bubienka.
Poruchy a poruchy v ktorejkoľvek časti ucha môžu zhoršiť sluch, ak narúšajú prechod a interpretáciu zvukových vibrácií.
Poďme po ceste zvuková vlna. Do ucha sa dostáva cez ušnú kosť a prechádza cez zvukovod. Ak je škrupina zdeformovaná alebo je kanálik zablokovaný, cesta zvuku k bubienku je sťažená a sluchová schopnosť je znížená. Ak zvuková vlna bezpečne dosiahla ušný bubienok a je poškodený, zvuk sa nemusí dostať do sluchových kostičiek. Akákoľvek porucha, ktorá bráni kmitaniu kostičiek, zabráni zvuku dostať sa do vnútorného ucha. Zvukové vlny vo vnútornom uchu spôsobujú pulzovanie tekutiny, čím sa dávajú do pohybu drobné chĺpky v slimáku. Poškodenie chĺpkov alebo nervových buniek, s ktorými sú spojené, zabráni premene zvukových vibrácií na elektrické. Ale keď sa zvuk úspešne premení na elektrický impulz, stále sa musí dostať do mozgu. Je jasné, že poškodenie sluchového nervu alebo mozgu ovplyvní schopnosť počuť.
Prečo k takýmto poruchám a škodám dochádza?
Existuje veľa dôvodov, budeme o nich diskutovať neskôr. Najčastejšie však cudzie predmety v uchu, infekcie, choroby uší, iné choroby spôsobujúce komplikácie uší, poranenia hlavy, ototoxické (t.j. jedovaté látky pre ucho), zmeny atmosferický tlak, hluk, vekom podmienená degenerácia. To všetko spôsobuje dva hlavné typy straty sluchu.
Strata sluchu, príčiny, liečba, ďalšie... http://www.medeffect.ru/lor/#hear
Ako počujeme
Povedali sme vám teda o štruktúre ľudských rečových orgánov. Naučili ste sa používať hlasivky reč je naplnená zvukom a zoznámil sa aj s fonematickým a difonickým modelom reči.
Ľudia (a zvieratá) prijímajú najväčšie množstvo informácií o svete okolo seba cez oči a uši. Prítomnosť páru uší poskytuje "stereo sluch", pomocou ktorého môže človek rýchlo určiť smer k zdroju zvuku.
Uši zachytávajú vibrácie vo vzduchu a premieňajú ich na elektrické signály, ktoré sa posielajú do mozgu. V dôsledku spracovania nám doteraz neznámymi algoritmami sa tieto signály menia na obrázky. Vytvorenie takýchto algoritmov pre počítače je vedecká úloha, ktorej riešenie je nevyhnutné pre vývoj skutočne dobre fungujúcich systémov rozpoznávania reči.
V ďalšej časti prvej kapitoly sa dozvieme, ako fungujú ľudské sluchové orgány, ktoré mu umožňujú počuť reč a rôzne zvuky. Štúdium vnútorného ucha pomáha výskumníkom pochopiť mechanizmy, pomocou ktorých je človek schopný rozpoznať reč, hoci to nie je také jednoduché. Ako sme už povedali, veľa vynálezov človek odkuká od prírody. Takéto pokusy robia aj špecialisti v oblasti syntézy a rozpoznávania reči.
Čitateľov zaujímajúcich sa o detaily anatómie posielame na. Tam nájdete Celý popis ušné prístroje a najrôznejšie medicínske detaily ďaleko presahujúce rámec tejto knihy.
štruktúra ucha
Vidieť vnútorná štruktúraľudské ucho, treba sa odvolávať anatomický atlas. Na obr. ryža. 1-6 sme si v časti ukázali najdôležitejšie časti ľudského ucha.
Ryža. 1-6. Vnútorná štruktúra ucha
Študenti medicíny, ktorí študovali anatómiu, to dobre vedia anatomické ucho je rozdelená na tri časti:
vonkajšie ucho
· stredné ucho;
vnútorné ucho.
vonkajšie ucho
Vonkajšie ucho si môžete vyšetriť sami pomocou zrkadla. Skladá sa z ušnice a vonkajšieho zvukovodu.
Funkčne je vonkajšie ucho navrhnuté po prvé na zachytenie a zaostrenie zvukových vĺn (čo je nevyhnutné na zlepšenie sluchu) a po druhé na ochranu stredného a vnútorného ucha pred mechanickému poškodeniu. Čo sa týka premeny zvukových vibrácií vzduchu na elektrické impulzy, vonkajšie ucho nemá s týmto procesom nič spoločné.
Stredné ucho
Vnútorná štruktúra stredného ucha je znázornená na obr. 1-7. Stredné ucho je hermeticky oddelené od vonkajšieho ucha tympanickou membránou. Keď sa vám teda voda dostane do ucha, môže zaplaviť iba vonkajšie ucho, ale ďalej to už nepôjde.
Bubienok má hrúbku len 0,1 mm a ľahko sa poškodí. Preto berte rady lekárov vážne a nikdy si do uší nevkladajte cudzie predmety.
Ryža. 1-7. Stredné ucho
Vnútorná oblasť stredného ucha, nazývaná bubienková dutina, je spojená Eustachovou trubicou s nosohltanom. To udržuje tlak vo vnútri bubienková dutina rovná vonkajšiemu atmosférickému tlaku.
Vzduch vstupuje do bubienkovej dutiny cez Eustachovu trubicu, keď človek prehltne. Pred prudkou zmenou vonkajšieho tlaku (napríklad v lietadle) sa v ušiach objaví tlak. Oplatí sa však dať si pár dúškov – a problémy zmiznú, keďže sa tlak cez Eustachovu trubicu vyrovná.
V bubienkovej dutine sa nachádza systém takzvaných sluchových kostičiek, ktorý pozostáva z kladiva, nákovy a strmeňa. Tieto kosti sú vzájomne prepojené do jedného pohyblivého reťazca pozostávajúceho z pák.
Úlohou kostného systému je prenášať zvukové vibrácie z bubienka do oblasti vnútorného ucha.
vnútorné ucho
Vnútorné ucho najviac zaujíma špecialistov na rozpoznávanie reči, pretože je zodpovedné za premenu zvukových vibrácií na elektrické impulzy.
Vnútorné ucho je naplnené tekutinou. Pozostáva z dvoch častí: vestibulárny aparát a slimáky. Slimák dostal svoje meno kvôli svojmu tvaru - slimák je špirálovito stočený, ako ulita obyčajného slimáka.
Mechanizmus fungovania vnútorného ucha je pomerne zložitý a je opísaný v. Dôležité je, aby sa vo vnútri slimáka nachádzali citlivé chĺpky, „prepojené“ pomocou nervov s mozgom (obr. 1-8).
Ryža. 1-8. Citlivé chĺpky vo vnútri slimáka
Slimák je rozdelený elastickou priehradkou na dva kanály naplnené kvapalinou. Práve v tejto priehradke sa nachádzajú zmyslové chĺpky a nervy spomínané vyššie.
Frekvenčný rozsah zvukových vibrácií
Podľa , ľudské ucho vníma zvukové vlny s dĺžkou približne 1,6 cm až 20 m, čo zodpovedá frekvenčnému rozsahu 16-20 000 Hz. Zvieratá môžu počuť zvuky s nižšou alebo vyššou frekvenciou. Napríklad delfíny a netopiere komunikácia je dostupná pomocou ultrazvuku a veľryby - infrazvuk. Preto človek nepočuje celý frekvenčný rozsah zvukov, ktoré vydávajú tieto a niektoré ďalšie zvieratá.
Čo sa týka ľudskej reči, jej frekvenčný rozsah je 300-4000 Hz. Treba poznamenať, že zrozumiteľnosť reči zostane celkom uspokojivá, keď je tento rozsah obmedzený na 300-2400 Hz. Keď sme robili rádioamatérstvo, pridali sme do prijímačov vhodné pásmové filtre na zlepšenie príjmu v hlučných podmienkach. Musím povedať, že frekvenčný rozsah konvenčných telefónnych kanálov tiež nie je príliš široký, ale to výrazne neovplyvňuje zrozumiteľnosť reči.
To znamená, že na zlepšenie kvality rozpoznávania reči môžu počítačové systémy vylúčiť z analýzy frekvencie ležiace mimo rozsahu 300-4000 Hz alebo dokonca mimo rozsahu 300-2400 Hz.
ZDRAVÁ POKOŽKA – ZDRAVÝ SLUCH.
"Počul zvonenie - áno, nevie, kde je ..."
1. Zvukovodné a zvuk prijímajúce časti načúvacieho prístroja.
2. Úloha vonkajšieho ucha.
3. Úloha stredného ucha.
4. Úloha vnútorného ucha.
5. Určenie lokalizácie zdroja zvuku v horizontálnej rovine - binaurálny efekt.
6. Určenie lokalizácie zdroja zvuku vo vertikálnej rovine.
7. Načúvacie prístroje a protézy. Tympanometria.
8. Úlohy.
Povesť - vnímanie zvukových vibrácií, ktoré vykonávajú orgány sluchu.
4.1. Zvukovodné a zvuk prijímajúce časti načúvacieho prístroja
Ľudské ucho je komplexný systém, ktorý pozostáva z nasledujúcich prvkov:
1 - ušnica; 2 - vonkajší sluchový meatus; 3 - bubienok; 4 - kladivo; 5 - kovadlina; 6 - strmeň; 7 - oválne okno; 8 - vestibulárny rebrík; 9 - okrúhle okno; 10 - bubnové schody; 11 - kochleárny kanál; 12 - hlavná (bazilárna) membrána.
Štruktúra načúvacieho prístroja je znázornená na obr. 4.1.
Podľa anatomického znaku sa v ľudskom načúvacom prístroji rozlišuje vonkajšie ucho (1-3), stredné ucho (3-7) a vnútorné ucho (7-13). Podľa funkcií vykonávaných v ľudskom načúvacom prístroji sa rozlišujú zvukovo vodivé a zvuk prijímajúce časti. Toto rozdelenie je znázornené na obr. 4.2.
Ryža. 4.1.Štruktúra načúvacieho prístroja (a) a prvky sluchového orgánu (b)
Ryža. 4.2. Schematické znázornenie hlavných prvkov ľudského načúvacieho prístroja
4.2. Úloha vonkajšieho ucha
Funkcia vonkajšieho ucha
Vonkajšie ucho pozostáva z ušnice, zvukovodu (vo forme úzkej trubice) a bubienka. Ušnica hrá úlohu zberača zvuku, ktorý koncentruje zvuk
vlny na zvukovode, v dôsledku čoho sa akustický tlak na bubienku zvýši oproti akustickému tlaku v dopadajúcej vlne asi 3-krát. Vonkajší zvukovod s ušnica možno prirovnať k rúrkovému rezonátoru. Bubienok, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha, je platnička pozostávajúca z dvoch vrstiev kolagénových vlákien orientovaných rôznymi spôsobmi. Hrúbka membrány je cca 0,1 mm.
Dôvodom je najväčšia citlivosť ucha v oblasti 3 kHz
Zvuk sa do systému dostáva cez vonkajší zvukovod, čo je akustická trubica uzavretá z jednej strany s dĺžkou L = 2,5 cm.Zvuková vlna prechádza zvukovodom a čiastočne sa odráža od bubienka. V dôsledku toho dopadajúce a odrazené vlny interferujú a vytvárajú stojaté vlnenie. Dochádza k akustickej rezonancii. Podmienky pre jej prejav: vlnová dĺžka je 4-násobok dĺžky vzduchového stĺpca vo zvukovode. V tomto prípade bude vzduchový stĺpec vo vnútri kanála rezonovať so zvukom s vlnovou dĺžkou rovnajúcou sa štyrom jeho dĺžkam. Vo zvukovode bude rovnako ako v potrubí rezonovať vlna dĺžky λ = 4L = 4x0,025 = 0,1 m. Frekvencia, pri ktorej dochádza k akustickej rezonancii, sa určí takto: ν = v /λ = 340/(4x0,025) = 3,4 kHz. Tento rezonančný efekt vysvetľuje skutočnosť, že ľudské ucho je najcitlivejšie pri frekvencii približne 3 kHz (pozri krivky rovnakej hlasitosti v prednáške 3).
4.3. Úloha stredného ucha
Štruktúra stredného ucha
Stredné ucho je zariadenie určené na prenos zvukových vibrácií zo vzduchu vonkajšieho ucha do tekutého média vnútorného ucha. Stredné ucho (pozri obrázok 4.1) obsahuje tympanickú membránu, oválne a okrúhle okienka a sluchové kostičky (kladivo, nákovu, strmienok). Ide o akýsi bubienok (objem 0,8 cm 3), ktorý je od vonkajšieho ucha oddelený bubienkou a od vnútorného ucha oválnymi a okrúhlymi okienkami. Stredné ucho je naplnené vzduchom. Akýkoľvek rozdiel
tlak medzi vonkajším a stredným uchom vedie k deformácii bubienka. Bubienok je membrána lievikovitého tvaru vtlačená do stredného ucha. Z nej sa zvuková informácia prenáša do kostí stredného ucha (tvar bubienka zabezpečuje absenciu prirodzených vibrácií, čo je veľmi dôležité, keďže prirodzené vibrácie membrány by vytvárali hlukové pozadie).
Prienik zvukových vĺn cez rozhranie vzduch-kvapalina
Aby ste pochopili účel stredného ucha, zvážte priamy prechod zvuku zo vzduchu do kvapaliny. Na rozhraní medzi dvoma médiami sa jedna časť dopadajúcej vlny odráža a druhá časť prechádza do druhého média. Podiel energie prenesenej z jedného média do druhého závisí od hodnoty priepustnosti β (pozri vzorec 3.10).
To znamená, že pri prechode zo vzduchu do vody sa hladina intenzity zvuku zníži o 29 dB. Z energetického hľadiska je takýto prechod absolútne neefektívne. Z tohto dôvodu existuje špeciálny prenosový mechanizmus - systém sluchových kostičiek, ktoré plnia funkciu prispôsobenia vlnových odporov vzduchu a kvapalného média na zníženie energetických strát.
Fyzikálny základ fungovania sluchových kostičiek
Ossikulárny systém je sekvenčným článkom, ktorého začiatok (kladivo) spojené s tympanickou membránou vonkajšieho ucha, a koniec (stužka)- s oválnym okienkom vnútorného ucha (obr. 4.3).
Ryža. 4.3. Schéma šírenia zvukových vĺn z vonkajšieho ucha cez stredné ucho do vnútorného ucha:
1 - bubienok; 2 - kladivo; 3 - kovadlina; 4 - strmeň; 5 - oválne okno; 6 - okrúhle okno; 7 - zdvih bubna; 8 - pohyb slimáka; 9 - vestibulárny kurz
Ryža. 4.4. Schematické znázornenie umiestnenia tympanickej membrány a oválneho okna: S bp - oblasť tympanickej membrány; S oo - oblasť oválneho okna
Plocha tympanickej membrány sa rovná Bbp = 64 mm 2 a plocha oválneho okienka S oo = 3 mm 2. Schematicky ich
vzájomné usporiadanie je znázornené na obr. 4.4.
Akustický tlak P 1 pôsobí na bubienok a vytvára silu
Systém kostí funguje ako páka s pomerom ramien
L 1 /L 2 \u003d 1,3, čo dáva 1,3-násobné zvýšenie sily zo strany vnútorného ucha (obr. 4.5).
Ryža. 4.5. Schematické znázornenie fungovania kostného systému ako páky
Preto na oválne okienko pôsobí sila F 2 \u003d 1,3 F 1 a vytvára akustický tlak P 2 v kvapalnom médiu vnútorného ucha, ktorý sa rovná
Z vykonaných výpočtov vyplýva, že pri prechode zvuku stredným uchom sa úroveň jeho intenzity zvýši o 28 dB. Strata hladiny intenzity zvuku pri prechode zo vzduchu do kvapaliny je 29 dB. Celková strata intenzity je len 1 dB namiesto 29 dB, čo by bolo v prípade absencie stredného ucha.
Ďalšou funkciou stredného ucha je zníženie prenosu vibrácií v prípade zvuku veľkej intenzity. Pomocou svalov môže byť spojenie medzi kosťami pri príliš vysokých intenzitách zvuku reflexne oslabené.
Silná zmena tlaku v životné prostredie(napríklad spojené so zmenou výšky) môže spôsobiť natiahnutie ušného bubienka sprevádzané bolesťou, prípadne až jeho prasknutie. Na ochranu pred takýmito poklesmi tlaku je malý Eustachova trubica, ktorý spája stredné ucho s top hrdla (s atmosférou).
4.4. Úloha vnútorného ucha
Zvukovo vnímajúcim systémom načúvacieho prístroja je vnútorné ucho a slimák, ktorý do neho vstupuje.
Vnútorné ucho je uzavretá dutina. Táto dutina, nazývaná labyrint, má zložitý tvar a naplnené tekutinou – perilymfou. Pozostáva z dvoch hlavných častí: slimáka, ktorý premieňa mechanické vibrácie na elektrický signál, a polkruhu vestibulárneho aparátu, ktorý zabezpečuje rovnováhu tela v gravitačnom poli.
Štruktúra slimáka
Slimák je dutý tvorba kostí 35 mm dlhý a má tvar kužeľovej špirály s 2,5 lokňami.
Rez kochley je znázornená na obr. 4.6.
Po celej dĺžke slimáka po nej prebiehajú dve membránové prepážky, z ktorých jedna je tzv. vestibulárna membrána, a druhý - hlavná membrána. priestor medzi
Ryža. 4.6. Schematická štruktúra kochley obsahujúcej kanály: B - vestibulárny; B - bubon; U - kochleárne; RM - vestibulárna (Reissnerova) membrána; PM - krycia doska; OM - hlavná (bazilárna) membrána; KO - Cortiho orgán
ich - kochleárny priechod - je naplnený tekutinou nazývanou endolymfa.
Vestibulárne a tympanické kanály sú naplnené špeciálnou tekutinou nazývanou perilymfa. V hornej časti slimáka sú navzájom prepojené. Vibrácie strmeňa sa prenášajú na membránu oválneho okienka, z nej do perilymfy vestibulárneho priechodu a potom cez tenkú vestibulárnu membránu do endolymfy kochleárneho priechodu. Vibrácie endolymfy sa prenášajú na hlavnú membránu, na ktorej sa nachádza Cortiho orgán, obsahujúci citlivé vláskové bunky (asi 24 000), v ktorých vznikajú elektrické potenciály prenášané cez sluchový nerv do mozgu.
Bubienok končí okrúhlou okennou membránou, ktorá kompenzuje pohyb relymfy.
Dĺžka hlavnej membrány je približne 32 mm. Je veľmi heterogénny vo svojom tvare: rozširuje sa a stenčuje v smere od oválneho okienka k hornej časti slimáka. V dôsledku toho je modul pružnosti hlavnej membrány v blízkosti základne slimáka asi 100-krát väčší ako v hornej časti.
Frekvenčne selektívne vlastnosti hlavnej membrány kochley
Hlavná membrána je heterogénna prenosová linka mechanického budenia. Pôsobením akustického podnetu sa pozdĺž hlavnej membrány šíri vlna, ktorej stupeň útlmu závisí od frekvencie: čím nižšia je frekvencia stimulácie, tým ďalej od oválneho okienka sa vlna šíri pozdĺž hlavnej membrány. Takže napríklad vlna s frekvenciou 300 Hz sa bude šíriť približne 25 mm od oválneho okienka pred útlmom a vlna s frekvenciou 100 Hz sa bude šíriť približne 30 mm.
V súčasnosti sa verí, že vnímanie výšky tónu je určené polohou maximálnej vibrácie hlavnej membrány.
Oscilácie hlavnej membrány stimulujú receptorové bunky umiestnené v Cortiho orgáne, čo vedie k akčnému potenciálu prenášanému sluchovým nervom do mozgovej kôry.
4.5. Určenie lokalizácie zdroja zvuku v horizontálnej rovine - binaurálny efekt
binaurálny efekt- možnosť nastavenia smeru k zdroju zvuku v horizontálnej rovine. Podstata efektu je znázornená na obr. 4.7.
Zdroj zvuku nech je striedavo umiestnený v bodoch A, B a C. Z bodu A, ktorý je priamo pred tvárou, dopadá zvuková vlna rovnako na obe uši, pričom dráha zvukovej vlny do ušníc je rovnaká. t.j. pre obe uši sa dráhový rozdiel δ a fázový rozdiel Δφ zvukových vĺn rovnajú nule: δ = 0, Δφ = 0. Preto majú prichádzajúce vlny rovnakú fázu a intenzitu.
Z bodu B prichádza zvuková vlna do ľavého a pravého ušného ucha v rôznych fázach a s rôznou intenzitou, pretože k ušiam prechádza rôznymi vzdialenosťami.
Ak je zdroj umiestnený v bode C, oproti jednému z ušníc, potom v tomto prípade môže byť dráhový rozdiel δ rovnajúci sa vzdialenosti medzi ušnicami: δ ≈ L ≈ 17 cm = 0,17 m. rozdiel Δφ možno vypočítať podľa vzorca: Δφ = (2π/λ) δ. Pre frekvenciu ν = 1000 Hz a v« 340 m/s λ = v/ν = 0,34 m Odtiaľ dostaneme: Δφ = (2π/λ) δ = (2π/0,340)*0,17 = π. V tomto príklade prichádzajú vlny v protifáze.
Všetky skutočné smery k zdroju zvuku v horizontálnej rovine budú zodpovedať fázovému rozdielu od 0 do π (od 0
Teda fázový rozdiel a nerovnomernosť intenzít zvukových vĺn dopadajúcich rôzne uši poskytujú binaurálny efekt. Muž s
Ryža. 4.7. Rôzne umiestnenie zdroja zvuku (A, B, C) v horizontálnej rovine: L - vzdialenosť medzi ušnicami
pri obmedzenom sluchu dokáže fixovať smer k zdroju zvuku s fázovým rozdielom 6°, čo zodpovedá fixovaniu smeru k zdroju zvuku s presnosťou 3°.
4.6. Určenie lokalizácie zdroja zvuku vo vertikálnej rovine
Uvažujme teraz o prípade, keď je zdroj zvuku umiestnený vo vertikálnej rovine orientovanej kolmo na priamku spájajúcu obe uši. V tomto prípade je rovnako odstránený z oboch uší a neexistuje žiadny fázový rozdiel. Hodnoty intenzity zvuku vstupujúceho do pravého a ľavého ucha sú rovnaké. Obrázok 4.8 ukazuje dva takéto zdroje (A a C). Či to rozlišuje naslúchadlo tieto zdroje? Áno. V tomto prípade sa to stane kvôli špeciálnemu tvaru ušnice, ktorý (tvar) pomáha určiť lokalizáciu zdroja zvuku.
Zvuk pochádzajúci z týchto zdrojov dopadá na ušnice pod rôznymi uhlami. To vedie k tomu, že k difrakcii zvukových vĺn na ušných ušniciach dochádza rôznymi spôsobmi. Výsledkom je, že spektrum zvukového signálu vstupujúceho do vonkajšieho zvukovodu je superponované difrakčnými maximami a minimami v závislosti od polohy zdroja zvuku. Tieto rozdiely umožňujú určiť polohu zdroja zvuku vo vertikálnej rovine. Zdá sa, že v dôsledku rozsiahlych skúseností s počúvaním sa ľudia naučili spájať rôzne spektrálne charakteristiky s príslušnými smermi. Potvrdzujú to experimentálne údaje. Predovšetkým sa zistilo, že ucho môže byť „oklamané“ špeciálnym výberom spektrálneho zloženia zvuku. Takže človek vníma zvukové vlny obsahujúce hlavnú časť energie v oblasti 1 kHz,
Ryža. 4.8. Rôzna lokalizácia zdroja zvuku vo vertikálnej rovine
lokalizované „vzadu“ bez ohľadu na skutočný smer. Zvuková vlna s frekvenciami pod 500 Hz a v oblasti 3 kHz je vnímaná ako lokalizovaná „vpredu“. Zdroje zvuku, obsahujúce väčšinu energie v oblasti 8 kHz, sú rozpoznané ako lokalizované "zhora".
4.7. Načúvacie prístroje a protézy. Tympanometria
Stratu sluchu v dôsledku zhoršeného vedenia zvuku alebo čiastočného poškodenia vnímania zvuku je možné kompenzovať pomocou načúvacích prístrojov-zosilňovačov. IN posledné roky v tejto oblasti je veľký pokrok spojený s rozvojom audiológie a rýchlym zavádzaním výdobytkov v elektroakustických zariadeniach na báze mikroelektroniky. Boli vytvorené miniatúrne načúvacie prístroje pracujúce v širokom frekvenčnom rozsahu.
Pri niektorých ťažkých formách straty sluchu a hluchoty však načúvacie prístroje pacientom nepomáhajú. K tomu dochádza napríklad vtedy, keď je hluchota spojená s poškodením receptorového aparátu slimáka. V tomto prípade kochlea negeneruje elektrické signály, keď je vystavená mechanickým vibráciám. Takéto lézie môžu byť spôsobené nesprávnym dávkovaním liekov používaných na liečbu ochorení, ktoré vôbec nesúvisia s ochoreniami ORL. V súčasnosti je u takýchto pacientov možná čiastočná rehabilitácia sluchu. K tomu je potrebné implantovať elektródy do slimáka a aplikovať na ne elektrické signály zodpovedajúce tým, ktoré vznikajú pri vystavení mechanickému podnetu. Takáto protetika hlavnej funkcie kochley sa vykonáva pomocou kochleárnych protéz.
Tympanometria - spôsob merania poddajnosti zvukovodného aparátu sluchovej sústavy pod vplyvom hardvérových zmien tlaku vzduchu vo zvukovode.
Táto metóda umožňuje zhodnotiť funkčný stav bubienka, pohyblivosť reťazca kostičiek, tlak v strednom uchu a funkciu sluchovej trubice.
Ryža. 4.9. Stanovenie poddajnosti zvukovodného prístroja tympanometriou
Štúdia začína inštaláciou sondy s nasadenou ušnou formou, ktorá tesne pokrýva zvukovod na začiatku vonkajšieho zvukovodu. Cez sondu vo zvukovode sa vytvorí nadmerný (+) alebo nedostatočný (-) tlak a následne sa aplikuje zvuková vlna určitej intenzity. Po dosiahnutí ušného bubienka sa vlna čiastočne odrazí a vráti sa späť do sondy (obr. 4.9).
Meranie intenzity odrazenej vlny umožňuje posúdiť zvukovovodivé schopnosti stredného ucha. Čím väčšia je intenzita odrazenej zvukovej vlny, tým menšia je pohyblivosť zvukovodného systému. Meradlom mechanickej poddajnosti stredného ucha je parameter mobility, merané v ľubovoľných jednotkách.
Počas štúdie sa tlak v strednom uchu mení z +200 na -200 dPa. Pri každej hodnote tlaku sa určuje parameter mobility. Výsledkom štúdie je tympanogram odrážajúci závislosť parametra mobility od hodnoty pretlak vo zvukovode. Pri absencii patológie stredného ucha sa maximálna pohyblivosť pozoruje pri absencii nadmerného tlaku (P = 0) (obr. 4.10).
Ryža. 4.10. Tympanogramy s rôznym stupňom mobility systému
Zvýšená pohyblivosť naznačuje nedostatočnú elasticitu tympanickej membrány alebo dislokáciu sluchových ossicles. Znížená pohyblivosť poukazuje na nadmernú stuhnutosť stredného ucha spojenú napríklad s prítomnosťou tekutiny.
S patológiou stredného ucha sa mení vzhľad tympanogramu
4.8. Úlohy
1. Veľkosť ušnice je d = 3,4 cm Pri akej frekvencii budú pozorované difrakčné javy na ušnici? Riešenie
Fenomén difrakcie sa stáva viditeľným, keď je vlnová dĺžka porovnateľná s veľkosťou prekážky alebo medzery: λ ≤ d. o kratšie dĺžky vlny resp vysoké frekvencie difrakcia sa stáva zanedbateľnou.
λ \u003d v / ν \u003d 3,34, ν \u003d v / d \u003d 334 / 3,34 * 10 -2 \u003d 10 4 Hz. odpoveď: menej ako 104 Hz.
Ryža. 4.11. Hlavné typy tympanogramov v patológiách stredného ucha: A - žiadna patológia; B - exsudatívne zápal stredného ucha; C - porušenie priechodnosti sluchovej trubice; D- atrofické zmeny bubienok; E - prasknutie sluchových ossicles
2. Určte maximálnu silu pôsobiacu na ľudský bubienok (plocha S = 64 mm 2) pre dva prípady: a) prah sluchu; b) prahová hodnota pocit bolesti. Frekvencia zvuku sa rovná 1 kHz.
Riešenie
Zvukové tlaky zodpovedajúce prahom sluchu a bolesti sú ΔΡ0 = 3?10-5 Pa a ΔP m = 100 Pa. F = ΔΡ*S. Nahradením prahových hodnôt dostaneme: F 0 \u003d 310 -5? 64? 10 -6 \u003d 1,9-10 -9 H; Fm = 100? 64-10-6 \u003d 6,410-3 H.
odpoveď: a) F° = 1,9 nN; b) Fm = 6,4 mN.
3. Rozdiel medzi dráhami zvukových vĺn prichádzajúcich vľavo a pravé ucho osoba, je χ \u003d 1 cm. Určte fázový posun medzi oboma zvukovými vnemami pre tón s frekvenciou 1000 Hz.
Riešenie
Fázový rozdiel vyplývajúci z dráhového rozdielu je: Δφ = 2πνχ/ν = 6,28x1000x0,01/340 = 0,18. odpoveď:Δφ = 0,18.
A morfológovia túto štruktúru nazývajú organela a rovnováha (organum vestibulo-cochleare). Má tri oddelenia:
- vonkajšie ucho (vonkajší zvukovod, ušnica so svalmi a väzmi);
- stredné ucho (bubienková dutina, mastoidné prívesky, sluchová trubica)
- (membranózny labyrint, ktorý sa nachádza v kostnom labyrinte vo vnútri kostnej pyramídy).
1. Vonkajšie ucho sústreďuje zvukové vibrácie a smeruje ich do vonkajšieho sluchového otvoru.
2. Vo zvukovode vedie zvukové vibrácie do ušného bubienka
3. Ušný bubienok je membrána, ktorá pri vystavení zvuku vibruje.
4. Kladivo s rukoväťou je pripevnené k stredu bubienka pomocou väzov a jeho hlava je pripojená k nákove (5), ktorá je zase pripevnená k strmeňu (6).
Drobné svaly pomáhajú prenášať zvuk reguláciou pohybu týchto kostí.
7. Eustachovská (alebo sluchová) trubica spája stredné ucho s nosohltanom. Keď sa tlak okolitého vzduchu zmení, tlak na oboch stranách tympanickej membrány sa vyrovná sluchová trubica.
Cortiho orgán pozostáva z množstva citlivých vlasatých buniek (12), ktoré pokrývajú bazilárnu membránu (13). Zvukové vlny sú zachytené vlasovými bunkami a premenené na elektrické impulzy. Ďalej sa tieto elektrické impulzy prenášajú pozdĺž sluchového nervu (11) do mozgu. Sluchový nerv pozostáva z tisícok najjemnejších nervových vlákien. Každé vlákno začína zo špecifickej časti slimáka a prenáša špecifickú zvukovú frekvenciu. Nízkofrekvenčné zvuky sa prenášajú pozdĺž vlákien vychádzajúcich z hornej časti slimáka (14) a vysokofrekvenčné zvuky sa prenášajú pozdĺž vlákien spojených s jej základňou. Funkciou vnútorného ucha je teda premieňať mechanické vibrácie na elektrické, keďže mozog dokáže vnímať iba elektrické signály.
vonkajšie ucho je tlmič zvuku. Vonkajší zvukovod vedie zvukové vibrácie do ušného bubienka. Bubienok, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od bubienkovej dutiny alebo stredného ucha, je tenká (0,1 mm) prepážka v tvare lievika dovnútra. Membrána vibruje pôsobením zvukových vibrácií, ktoré k nej prichádzajú cez vonkajší zvukovod.
Zvukové vibrácie zachytávajú ušnice (u zvierat sa môžu otáčať smerom k zdroju zvuku) a prenášajú sa vonkajším zvukovodom do bubienka, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha. Pre určenie smeru zvuku je dôležité snímanie zvuku a celý proces počúvania dvoma ušami – takzvaný binaurálny sluch. Zvukové vibrácie prichádzajúce zo strany sa dostanú do najbližšieho ucha o niekoľko desaťtisícín sekundy (0,0006 s) skôr ako do druhého. Tento zanedbateľný rozdiel v čase, keď zvuk prichádza do oboch uší, stačí na určenie jeho smeru.
Stredné ucho je zvukovo vodivé zariadenie. Ide o vzduchovú dutinu, ktorá je cez sluchovú (Eustachovu) trubicu prepojená s nosohltanovou dutinou. Vibrácie z bubienka cez stredné ucho prenášajú 3 navzájom spojené sluchové kostičky - kladivko, nákovka a strmienok, ktorý cez membránu oválneho okienka prenáša tieto vibrácie tekutiny vo vnútornom uchu - perilymfe. .
Kvôli zvláštnostiam geometrie sluchových kostičiek sa na strmeň prenášajú vibrácie tympanickej membrány so zníženou amplitúdou, ale so zvýšenou silou. Povrch strmeňa je navyše 22-krát menší ako membrána bubienka, čo o rovnakú hodnotu zvyšuje jeho tlak na membránu oválneho okienka. Výsledkom je, že aj slabé zvukové vlny pôsobiace na blanu bubienka sú schopné prekonať odpor membrány oválneho okienka vestibulu a viesť k kolísaniu tekutiny v slimáku.
Pri silných zvukoch špeciálne svaly znižujú pohyblivosť ušného bubienka a sluchových kostičiek, prispôsobujú načúvací prístroj takýmto zmenám podnetu a chránia vnútorné ucho pred zničením.
Vďaka pripojeniu cez sluchovú trubicu vzduchová dutina stredného ucha s nosohltanovou dutinou je možné vyrovnať tlak na oboch stranách bubienka, čo zabráni jeho prasknutiu pri výrazných zmenách tlaku počas vonkajšie prostredie- pri potápaní pod vodou, lezení do výšky, streľbe a pod. Ide o barofunkciu ucha.
V strednom uchu sú dva svaly: napínacia tympanická membrána a strmeň. Prvý z nich, kontrakčný, zvyšuje napätie bubienka a tým obmedzuje amplitúdu jeho kmitov pri silných zvukoch, a druhý fixuje strmeň a tým obmedzuje jeho pohyb. Reflexná kontrakcia týchto svalov nastáva 10 ms po nástupe silného zvuku a závisí od jeho amplitúdy. Týmto spôsobom je vnútorné ucho automaticky chránené pred preťažením. Pri okamžitých silných podráždeniach (otrasy, výbuchy atď.) tento ochranný mechanizmus nestihne fungovať, čo môže viesť k poruchám sluchu (napríklad medzi výbušninami a strelcami).
vnútorné ucho je zariadenie na príjem zvuku. Nachádza sa v pyramíde spánkovej kosti a obsahuje slimák, ktorý u ľudí tvorí 2,5 špirálových závitov. Kochleárny kanál je rozdelený dvoma prepážkami hlavnou membránou a vestibulárnou membránou na 3 úzke priechody: horný (scala vestibularis), stredný (membranózny kanál) a dolný (scala tympani). V hornej časti slimáka je otvor spájajúci horný a spodný kanál do jedného, ktorý prechádza od oválneho okienka k hornej časti slimáka a ďalej k okrúhlemu okienku. Jeho dutina je vyplnená kvapalinou - perilymfou a dutina stredného membránového kanála je vyplnená kvapalinou iného zloženia - endolymfou. V strednom kanáli sa nachádza prístroj na vnímanie zvuku - Cortiho orgán, v ktorom sú mechanoreceptory zvukových vibrácií - vláskové bunky.
Hlavnou cestou prenosu zvuku do ucha je vzduch. Približujúci sa zvuk rozvibruje tympanickú membránu a potom sa vibrácie prenesú cez reťaz sluchových kostičiek do oválneho okienka. Zároveň vznikajú vzduchové vibrácie bubienkovej dutiny, ktoré sa prenášajú na membránu okrúhleho okienka.
Ďalším spôsobom dodania zvukov do slimáka je tkaniva resp kostného vedenia . V tomto prípade zvuk priamo pôsobí na povrch lebky, čo spôsobuje jej vibrácie. Kostná dráha na prenos zvuku získava veľký význam ak sa vibrujúci predmet (napríklad ladička) dostane do kontaktu s lebkou, ako aj pri ochoreniach stredoušného ústrojenstva, keď je narušený prenos zvukov reťazou kostičiek. Okrem vzduchovej dráhy, vedenia zvukových vĺn, existuje aj tkanivová, čiže kostná dráha.
Pod vplyvom vibrácií zvuku vzduchu, ako aj pri kontakte vibrátorov (napríklad kostného telefónu alebo kostnej ladičky) s kožou hlavy, kosti lebky začnú oscilovať (začína aj kostný labyrint oscilovať). Na základe najnovších údajov (Bekesy - Bekesy a iné) sa dá predpokladať, že zvuky šíriace sa kosťami lebky vzrušujú Cortiho orgán len vtedy, ak ako vzdušné vlny spôsobia vydutie určitej časti hlavnej membrány.
Schopnosť kostí lebky viesť zvuk vysvetľuje, prečo sa človek sám, jeho hlas zaznamenaný na páske, pri prehrávaní nahrávky javí ako cudzí, zatiaľ čo ostatní ho ľahko spoznajú. Faktom je, že nahrávka nereprodukuje váš hlas úplne. Zvyčajne pri rozprávaní počujete nielen tie zvuky, ktoré počujú vaši partneri (t. j. tie zvuky, ktoré sú vnímané v dôsledku vedenia vzduch-kvapalina), ale aj tie nízkofrekvenčné zvuky, ktorých vodičom sú kosti vašej lebky. Keď však počúvate magnetofónovú nahrávku vlastného hlasu, počujete len to, čo sa nahrať dalo – zvuky, ktoré sa nesú vzduchom.
binaurálne počúvanie . Človek a zvieratá majú priestorový sluch, teda schopnosť určiť polohu zdroja zvuku v priestore. Táto vlastnosť je založená na prítomnosti binaurálneho sluchu alebo sluchu dvoma ušami. Pre neho je dôležitá aj prítomnosť dvoch symetrických polovíc na všetkých úrovniach. Ostrosť binaurálneho sluchu u ľudí je veľmi vysoká: poloha zdroja zvuku sa určuje s presnosťou na 1 uhlový stupeň. Základom toho je schopnosť neurónov v sluchovom systéme vyhodnotiť interaurálne (intersticiálne) rozdiely v čase príchodu zvuku doprava a ľavé ucho a intenzitu zvuku v každom uchu. Ak je zdroj zvuku umiestnený ďalej od strednej čiary hlavy, zvuková vlna dorazí do jedného ucha o niečo skôr a má väčšiu silu ako do druhého ucha. Odhad vzdialenosti zdroja zvuku od tela je spojený so zoslabnutím zvuku a zmenou jeho farby.
Pri oddelenej stimulácii pravého a ľavého ucha cez slúchadlá vedie oneskorenie medzi zvukmi už 11 μs alebo rozdiel v intenzite dvoch zvukov o 1 dB k zjavnému posunu v lokalizácii zdroja zvuku od strednej čiary smerom k skorší alebo silnejší zvuk. V sluchových centrách dochádza s ostrým prispôsobením k určitému rozsahu interaurálnych rozdielov v čase a intenzite. Našli sa aj bunky, ktoré reagujú len na určitý smer pohybu zdroja zvuku v priestore.
Sluchový analyzátor vníma vibrácie vzduchu a transformuje mechanickú energiu týchto vibrácií na impulzy, ktoré sú vnímané v mozgovej kôre ako zvukové vnemy.
Recepčná časť sluchového analyzátora zahŕňa - vonkajšie, stredné a vnútorné ucho (obr. 11.8.). Vonkajšie ucho predstavuje ušnica (zberač zvuku) a vonkajšie zvukovodu, ktorého dĺžka je 21-27 mm a priemer je 6-8 mm. Vonkajšie a stredné ucho sú oddelené tympanickou membránou - mierne poddajnou a mierne roztiahnuteľnou membránou.
Stredné ucho pozostáva z reťaze vzájomne prepojených kostí: kladivka, nákovy a strmeňa. Rukoväť malleusu je pripevnená k tympanickej membráne, základňa strmeňa je pripevnená k oválnemu okienku. Ide o druh zosilňovača, ktorý zosilňuje vibrácie 20-krát. V strednom uchu sú navyše ku kostiam pripevnené dva malé svaly. Sťahovanie týchto svalov vedie k zníženiu oscilácií. Tlak v strednom uchu vyrovnáva Eustachova trubica, ktorá ústi do úst.
Vnútorné ucho je spojené so stredným uchom pomocou oválneho okienka, ku ktorému je pripevnený strmienok. Vo vnútornom uchu sa nachádza receptorový aparát dvoch analyzátorov – vnímacieho a sluchového (obr. 11.9.). Receptorový aparát sluchu predstavuje slimák. Slimák, dlhý 35 mm a má 2,5 kučier, pozostáva z kostnej a membránovej časti. Kostná časť je rozdelená dvoma membránami: hlavnou a vestibulárnou (Reissner) do troch kanálov (horný - vestibulárny, dolný - tympanický, stredný - tympanický). Stredná časť sa nazýva kochleárny priechod (webbed). Na vrchole sú horné a dolné kanály spojené helikotrémou. Horné a dolné kanály slimáka sú vyplnené perilymfou, stredné kanály endolymfou. Z hľadiska iónového zloženia perilymfa pripomína plazmu, endolymfa intracelulárnu tekutinu (100-krát viac iónov K a 10-krát viac iónov Na).
Hlavná membrána pozostáva z voľne natiahnutých elastických vlákien, takže môže kolísať. Na hlavnej membráne - v strednom kanáli sú receptory vnímajúce zvuk - Cortiho orgán (4 rady vláskových buniek - 1 vnútorný (3,5 tisíc buniek) a 3 vonkajšie - 25 - 30 tisíc buniek). Vrchná - tektoriálna membrána.
Mechanizmy na vedenie zvukových vibrácií. Zvukové vlny prechádzajúce vonkajším zvukovodom rozvibrujú bubienkovú membránu, ktorá uvádza do pohybu kosti a membránu oválneho okienka. Perilymfa sa rozkmitá a nahor oscilácie doznievajú. Vibrácie perilymfy sa prenášajú na vestibulárnu membránu a tá začne vibrovať endolymfu a hlavnú membránu.
V kochlei sa zaznamenáva: 1) Celkový potenciál (medzi Cortiho orgánom a stredným kanálom - 150 mV). Nesúvisí s vedením zvukových vibrácií. Je to spôsobené rovnicou redoxných procesov. 2) Akčný potenciál sluchového nervu. Vo fyziológii je známy aj tretí - mikrofónny - efekt, ktorý spočíva v tom, že ak sa elektródy vložia do slimáka a pripoja sa k mikrofónu, po jeho zosilnení a vyslovení rôznych slov v uchu mačky, mikrofón reprodukuje rovnaké slová. Mikrofónny efekt vytvára povrch vláskových buniek, pretože deformácia chĺpkov vedie k vzniku rozdielu potenciálov. Tento efekt však prevyšuje energiu zvukových vibrácií, ktoré ho spôsobili. Potenciál mikrofónu je teda náročnou transformáciou mechanickej energie na elektrickú energiu a je spojený s metabolické procesy vo vlasových bunkách. Miestom výskytu mikrofónneho potenciálu je oblasť korienkov chĺpkov vláskových buniek. Zvukové vibrácie pôsobiace na vnútorné ucho vyvolávajú vznikajúci mikrofónny efekt na endokochleárny potenciál.
Celkový potenciál sa od mikrofónneho líši tým, že neodráža tvar zvukovej vlny, ale jej obal a vzniká pri pôsobení vysokofrekvenčných zvukov na ucho (obr. 11.10.).
Akčný potenciál sluchového nervu je generovaný ako výsledok elektrickej excitácie, ktorá sa vyskytuje vo vláskových bunkách vo forme mikrofónového efektu a čistého potenciálu.
Medzi vláskovými bunkami a nervovými zakončeniami sú synapsie a prebiehajú chemické aj elektrické prenosové mechanizmy.
Mechanizmus na prenos zvuku rôznych frekvencií. Fyziológiu dlho ovládal rezonátor Helmholtzova teória: na hlavnej membráne sú natiahnuté struny rôznych dĺžok, ako harfa majú rôzne frekvencie vibrácií. Pôsobením zvuku začne oscilovať tá časť membrány, ktorá je naladená na rezonanciu s danou frekvenciou. Vibrácie natiahnutých nití dráždia príslušné receptory. Táto teória je však kritizovaná, pretože struny nie sú natiahnuté a ich vibrácie v každej tento moment obsahujú príliš veľa membránových vlákien.
Zaslúži si pozornosť Bekeshe teória. V slimáku dochádza k javu rezonancie, avšak rezonujúcim substrátom nie sú vlákna hlavnej membrány, ale stĺpec kvapaliny určitej dĺžky. Podľa Bekescheho platí, že čím väčšia je frekvencia zvuku, tým kratšia je dĺžka kmitajúceho stĺpca kvapaliny. Pôsobením nízkofrekvenčných zvukov sa dĺžka kmitajúceho stĺpca kvapaliny zväčšuje, zachytáva väčšinu hlavnej membrány a nevibrujú jednotlivé vlákna, ale ich významná časť. Každé ihrisko zodpovedá určitému počtu receptorov.
V súčasnosti je najbežnejšou teóriou vnímania zvuku rôznych frekvencií "teória miesta"“, podľa ktorej nie je vylúčená účasť vnímajúcich buniek na analýze sluchových signálov. Predpokladá sa, že vláskové bunky umiestnené na rôznych častiach hlavnej membrány majú rôznu labilitu, čo ovplyvňuje zvukové vnemy, teda hovoríme o ladení vláskových buniek na zvuky rôznych frekvencií.
Poškodenie v rôznych častiach hlavnej membrány vedie k oslabeniu elektrických javov, ktoré sa vyskytujú pri podráždení zvukmi rôznych frekvencií.
Podľa rezonančnej teórie rôzne sekcie hlavná platňa reaguje rozkmitaním svojich vlákien na zvuky rôznych výšok. Sila zvuku závisí od veľkosti vibrácií zvukových vĺn, ktoré sú vnímané ušným bubienkom. Zvuk bude tým silnejší, čím väčšia bude veľkosť vibrácií zvukových vĺn a tým aj ušného bubienka. Výška zvuku závisí od frekvencie vibrácií zvukových vĺn. Čím väčšia bude frekvencia vibrácií za jednotku času . vnímaný orgánom sluchu vo forme vyšších tónov (tenké, vysoké zvuky hlasu) Nižšiu frekvenciu vibrácií zvukových vĺn vníma orgán sluchu vo forme nízkych tónov (basy, drsné zvuky a hlasy) .
Vnímanie výšky tónu, intenzity zvuku a umiestnenia zdroja zvuku začína zvukovými vlnami vstupujúcimi do vonkajšieho ucha, kde uvedú do pohybu bubienok. Vibrácie bubienka sa cez systém sluchových kostičiek stredného ucha prenášajú na membránu oválneho okienka, čo spôsobuje kmity perilymfy vestibulárnej (hornej) šupiny. Tieto vibrácie sa prenášajú cez helikotrému do perilymfy bubienkovej (dolnej) šupiny a dostávajú sa do okrúhleho okienka, pričom jeho membránu posúvajú smerom k dutine stredného ucha. Vibrácie perilymfy sa prenášajú aj do endolymfy membranózneho (stredného) kanála, čo vedie k oscilačným pohybom hlavnej membrány, pozostávajúcej z jednotlivých vlákien natiahnutých ako struny klavíra. Pôsobením zvuku sa vlákna membrány dostanú do oscilačného pohybu spolu s receptorovými bunkami Cortiho orgánu, ktoré sa na nich nachádzajú. V tomto prípade sú chĺpky receptorových buniek v kontakte s tektoriálnou membránou, mihalnice vláskových buniek sú deformované. Najprv sa objaví receptorový potenciál a potom akčný potenciál (nervový impulz), ktorý sa potom prenáša pozdĺž sluchového nervu a prenáša sa do iných častí sluchového analyzátora.