Механизм слуховой рецепции

В целом физиологический механизм восприятия звука основывается на двух процессах, происходящих в улитке:

1) разделение звуков различной частоты в месте их наибольшего воздействия на основную мембрану улитки;

2) преобразование рецепторными клетками механических колебаний в нервное возбуждение.

Звуковые колебания, поступающие во внутреннее ухо через овальное окно, передаются перилимфе. Колебания её приводят к смещению основной мембраны. От высоты звука зависит высота столба колеблющейся жидкости и соответственно место наибольшего смещения основной мембраны: звуки высокой частоты дают наибольший эффект на начале основной мембраны, низких частот – доходят до вершины улитки, т.е. при различных по частоте звуках возбуждаются разные волосковые клетки и нервные волокна (осуществляется пространственный код). Увеличение силы звука приводит к росту числа возбуждённых волосковых клеток и нервных волокон, что создаёт различия интенсивности звуковых колебаний.

При колебаниях основной мембраны смещаются находящиеся на ней волосковые клетки (погружены в покровную мембрану), их волоски механически раздражаются покровной мембраной. В волосковых рецепторах возникает процесс возбуждения, который по афферентным волокнам направляется к нейронам спирального узла улитки и далее в ЦНС.

Нейроны слуховой сенсорной системы отличаются друг от друга по порогам реакций. В связи с этим при слабом звуке в реакцию вовлекается небольшое число наиболее чувствительных нейронов, при усилении звука в реакцию вступает большое число дополнительных нейронов с более высокими порогами реакции.

Тональность (диапазон) восприятия звуков у человека составляет от 16 до 20 000 Гц. Верхняя граница частоты воспринимаемых звуков зависит от возраста человека: с годами она постепенно понижается, и пожилые люди часто не слышат высоких тонов.

Слуховая чувствительность.Чувствительность можно измерить силой еле слышного звука. В зависимости от высоты звука чувствительность меняется. В области частот 1000 – 4000 Гц слух человека максимально чувствителен. В этих пределах слышен звук, имеющий минимальную энергию. При звуках ниже 1000 и выше 4000 Гц чувствительность резко уменьшается. Так, при 20 и при 20 000 Гц пороговая энергия звука в млн. раз выше.

Ощущение громкости звука.От объективной интенсивности звука следует отличать субъективное ощущение громкости звука. Субъективное ощущение громкости не идёт параллельно нарастанию интенсивности звука. Единицей громкости звука является бел. В практике в качестве единицы громкости обычно используют децибел (дБ), т.е. 0,1 бела. Дифференциальный порог по громкости в среднем диапазоне слышимых частот (1000 Гц) составляет всего 0,59 дБ, а на краях шкалы частот доходит до 3 дБ. Максимальный уровень громкости, когда звук переходит в болевое ощущение, равен 130 – 140 дБ.

Адаптация слухового аппарата человека проявляется при длительном действии раздражителя, а также зависит от силы и частоты звука. Сверхмаксимальный уровень громкости ведёт к падению слуховой чувствительности.