Слуховой анализатор

Строение и функции слухового анализатора. Орган слуха занимает важное место в получении информации организмом. От его нормального функционирования в значительной степени зависят успешность обучения, развитие речи, психическое состояние в целом. Орган слуха связан с органами сохранения равновесия, которые участвуют в поддержании определенной позы тела. Слуховой анализатор человека состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 11).

Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход. Ушная раковина предназначена для улавливания звуковых колебаний, которые далее передаются по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Наружный слуховой проход имеет длину около 24 мм, он выстлан кожей, снабженной тонкими волосками и особыми потовыми железами, которые выделяют ушную серу. Ушная сера состоит из жировых клеток, содержащих пигмент. Волоски и ушная сера выполняют защитную роль.

Барабанная перепонка находится на границе между наружным и средним ухом. Она очень тонкая (около 0,1 мм), снаружи покрыта эпителием, а изнутри - слизистой обо­рочкой. Барабанная перепонка расположена наклонно и при воздействии на нее звуковых волн начинает колебаться. И так как барабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний, то она колеблется при всяком звуке соответственно его частоте и амплитуде.

Среднее ухо представлено барабанной полостью неправильной формы в виде маленького плоского барабана, на который туго натянута колеблющаяся перепонка, и слуховой, или евстахиевой, трубой.

В полости среднего уха расположены сочленяющиеся между собой слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко. Среднее ухо отделено от внутреннего перепонкой овального окна.

Рукоятка молоточка одним концом соединена с барабанной перепонкой, другим — с наковальней, которая в свою очередь с помощью сустава подвижно соединена со стремечком. К стремечку прикреплена стременная мышца, удерживающая его у перепонки овального окна преддверия. Звук, пройдя наружное ухо, действует на барабанную перепонку, с которой соединен молоточек. Система этих трех косточек увеличивает давление звуковой волны в 30-40 раз и передает ее на перепонку овального окна преддверия, где она трансформируется в колебания жидкости — эндолимфы.

Посредством слуховой трубы барабанная полость соединена с носоглоткой. Функция евстахиевой трубы заключается в выравнивании давления на барабанную перепонку изнут­ри и снаружи, что создает наиболее благоприятные условия для ее колебания. Поступление воздуха в барабанную полость происходит во время глотания и зевания, когда просвет трубы открывается и давление в глотке и барабанной полости выравнивается.

Рис. 11. Орган слуха:

1 - наружный слуховой проход; 2 — барабанная перепонка; 3 — среднее ухо;

4 — молоточек; 3 — наковальня; 6 — стремечко; 7 —слуховой нерв;

8 —улитка; 9 — слуховая труба; 10 — костный лабиринт;

11 — перепончатый лабиринт;

12 — спиральный орган; 13 — основная перепонка; 14 — стержень;

15 — спиральная пластинка; 16—кость.

Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Между костным и перепончатым лабиринтом имеется жидкость — перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта - эндолимфа.

В центре костного лабиринта находится преддверие, спереди от него — улитка, а сзади — полукружные каналы. Костная улитка — спирально извитой канал, образующий 2,5 вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине — 0,5 мм. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части, или лестницы.

В улитковом ходе, внутри среднего канала улитки, находится звуковоспринимающий аппарат - спиральный, или кортиев, орган. Он имеет базальную (основную) пластинку, которая состоит из 24 тыс. тонких фиброзных волоконец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль нее в 5 рядов располагаются опорные волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.

Рецепторные клетки имеют удлиненную форму. Каждая волосковая клетка несет мельчайших волосков (длиной 4-5 мкм), которые омываются эндолимфой и контактируют с покровной пластинкой. Волосковые клетки охватываются нервными волокнами улитковой ветви слухового нерва, который несет нервный импульс в продолговатый мозг, далее, перекрещиваясь со вторым нейроном слухового пути, он направляется к задним буграм четверохолмия, а от них — в височную область коры, где располагается центральна часть слухового анализатора. Здесь имеется ряд слуховых центров, из которых одни при­способлены для восприятия более простых звуков — тонов и шумов (нижние височные извилины), а другие связаны со сложнейшими звуковыми ощущениями, возникающими, когда человек говорит сам, слушает речь или музыку (средняя височная извилина).

Механизм восприятия и передачи звука. Слуховой анализатор воспринимает звук различных тонов. Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны.

Длина звуковой волны определяется расстоянием, которое проходит звук за 1 с, деленным на число полных колебаний, совершаемых звучащим телом за это же время. Чем больше число колебаний, тем меньше длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких — длинная, измеряемая метрами.

Высота звука определяется его частотой, или числом колебаний за 1 с. Частота изме­ряется в герцах (Гц). Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в децибелах (дБ).

Человек в состоянии услышать звуки от 12-24 до 20 000 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22 000 Гц, у пожилых людей она ниже — около 15 000 Гц.

Любой звук имеет определенный тембр. Каждый источник звука, распространяя основные и дополнительные колебания, которые называются обертонами. Число колебаний обертона превосходит число колебаний основного тона. Благодаря этому любой звук имеет особую «окраску». Человеческий голос также имеет индивидуальный тембр, свои оберто­ны, свою «окраску», по которым его можно узнать.

Звук улавливается ушной раковиной, направляется по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо, в котором имеются три слуховые косточки. Через систему рычага они усиливают звуковые колебания и передают их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабирин­тами улитки. Волны, достигая основания улитки, вызывают смещение основной мембраны, с которой соприкасаются волосковые клетки. Клетки начинают колебаться, вследствие чего возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Эластич­ность основной мембраны на разных участках не одинакова. Вблизи овального окна мемб­рана уже и жестче, далее — шире и эластичнее. Волосковые клетки в узких отрезках вос­принимают звуки с высокими частотами, а в более широких — с низкими частотами.

Различение звуков происходит на уровне рецепторов. Сила звука кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Внутренние волосковые клетки воз­буждаются при большей силе звука, наружные — при меньшей. Далее возникшее возбуж­дение по нервным волокнам через систему переключательных ядер передается в слуховую кору, где соотносятся частота и сила звуковых стимулов и осуществляется распознавание сложных звуков. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных зонах коры. Таким образом, информация, содержащаяся в звуковом стимуле, в виде нейронного возбуж­дения проходит по различным уровням слуховой сенсорной системы.

При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора пони­жается, а при длительном пребывании в тишине возрастает. Это адаптация. Наибольшая адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.

Возрастные особенности слухового анализатора. Уже в 8-9 месяцев пренатального развития ребенок воспринимает звуки и реагирует на них движениями.

У новорожденных орган слуха не вполне развит, и нередко считают, что ребенок рождается глухим. В действительности имеет место относительная глухота, которая связана с особенностями строения уха. Наружный слуховой проход у новорожденных короткий и узкий и поначалу расположен вертикально. До 1 года он представлен хрящевой тканью, которая в дальнейшем окостеневает. Барабанная перепонка расположена почти горизон­тально, она намного толще, чем у взрослых. Полость среднего уха заполнена амниотической жидкостью, что затрудняет колебания слуховых косточек. С возрастом эта жидкость расса­сывается и полость заполняется воздухом. Слуховая (евстахиева) труба у детей шире и короче, чем у взрослых, и через нее в полость среднего уха могут попадать микробы, жидкости при насморке, рвоте и др. Этим объясняется довольно частое у детей воспаление среднего уха (отит).

С первых дней после рождения ребенок реагирует на громкие звуки вздрагиванием, изменением дыхания, прекращением плача. На втором месяце ребенок дифференцирует качественно разные звуки, в 3-4 месяца различает высоту звуков в пределах от 1 до 4 октав, в 4-5 месяцев звуки становятся условно-рефлекторными раздражителями. К 1-2 годам дети дифференцируют звуки, разница между которыми составляет 1-2, а к 4-5 годам — даже 3/4 и 1/2 музыкального тона.

Порог слышимости также изменяется с возрастом. У детей 6-9 лет он составляет 17-24 дБ, у 10-12-летних — 14-19 дБ. Наибольшая острота слуха достигается к среднему и старшему школьному возрасту (14-19 лет). У взрослого человека порог слышимости ле­жит в пределах 10-12 децибелл.

Чувствительность слухового анализатора к различным частотам неодинакова в разном возрасте. Дети лучше воспринимают низкие тоны, чем высокие. У взрослых до 40 лет наибольший порог слышимости отмечается при частоте 3000 Гц, в 40-50 лет — 2000 Гц, после 50 лет — 1000 Гц, причем с этого возраста понижается верхняя граница восприни­маемых звуковых колебаний.

Функциональное состояние слухового анализатора зависит от действия многих фак­торов окружающей среды. Специальной тренировкой можно добиться повышения его чувствительности. Например, занятия музыкой, танцами, фигурным катанием, спортивной и художественной гимнастикой вырабатывают тонкий слух. С другой стороны, физическое и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкие колебания температуры и дав­ления значительно снижают чувствительность органов слуха.

Действие шума на функциональное состояние организма. Шумы по-разному могут влиять на организм. Специфическое действие в той или иной степени проявляется наруше­нием слуха, неспецифическое — разного рода отклонениями со стороны ЦНС, вегетативной реактивности, эндокринными расстройствами, нарушением функционального состояния сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта.

Так, показано, что у лиц молодого и среднего возраста воздействие шума интенсив­ностью в 90 дБ в течение часа приводит к снижению остроты зрения, увеличивает латент­ный период зрительного и слухового анализаторов, ухудшает координацию движений. У де­тей наблюдаются более резкие нарушения нервных процессов в коре, формирование за­предельного торможения, появляются головные боли, бессонница и др.

Наибольшее отрицательное воздействие шум оказывает на неокрепший организм детей и подростков. Шум до 40 дБ не влияет на функциональное состояние центральной нервной системы, а воздействие шума в 50 дБ уже вызывает у учащихся повышение порога слуховой чувствительности, снижение внимания, вследствие чего они допускают много ошибок при выполнении различных заданий.

Педагогам и родителям необходимо помнить, что чрезмерные шумы могут вызвать нервно-психические расстройства у детей и подростков. Выполнение гигиенических мероприятий по снижению шума является обязательным условием гармоничного развития.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое анализаторы и какие анализаторы вам известны?

2. Каков общий принцип строения анализаторов?

3. Какие свойства анализаторов вам известны?

4. Как устроен зрительный анализатор? Какие нарушения зрения наиболее часто встречаются?

5. Как устроен слуховой анализатор?

6. Каковы возрастные особенности восприятия звука?

7. Какое влияние на организм оказывают чрезмер­ные шумы?

Глава 6