Vastaa alla

Etana on monimutkainen hydromekaaninen järjestelmä. Tämä on kartiomaisen muotoinen ohutseinäinen luuputki, joka on kierretty spiraaliksi. Putken onkalo on täytetty nesteellä ja jaettu koko pituudelta erityisellä monikerroksisella väliseinällä. Yksi tämän osion kerroksista on ns. basilaarinen kalvo, jolla varsinainen reseptorilaitteisto, Cortin elin, sijaitsee. Reseptorikarvasoluissa (niiden pinta on peitetty pienimmillä protoplasmisilla karvojen muodossa) tapahtuu hämmästyttävä, ei vielä täysin ymmärretty prosessi, jossa äänivärähtelyjen fyysinen energia muunnetaan näiden solujen viritykseksi. Lisäksi tiedot äänestä hermoimpulssien muodossa kuulohermon kuituja pitkin, joiden herkät päät lähestyvät karvasoluja, välittyvät aivojen kuulokeskuksiin.

On myös toinen tapa, jolla ääni, ohittaen ulko- ja välikorvan, saavuttaa simpukan - suoraan kallon luiden kautta. Mutta havaitun äänen intensiteetti tässä tapauksessa on paljon pienempi kuin ilmaäänen johtuessa (tämä johtuu osittain siitä, että kun se kulkee kallon luiden läpi, äänivärähtelyjen energia vaimenee). Siksi luun johtumisen arvo terveellä ihmisellä on suhteellisen pieni.

Kuulon heikkenemisen diagnosoinnissa käytetään kuitenkin kykyä havaita ääniä kaksinkertaisesti: jos tutkimuksessa käy ilmi, että äänien havaitseminen ilmaäänen johtuessa on heikentynyt ja luun kautta tapahtuva äänen johtuminen säilyy täysin, lääkäri voi päätellä, että vain välikorvan ääntä johtava laite on kärsinyt, kun taas ääntä vastaanottava laite etana ei ole vaurioitunut. Tässä tapauksessa luun äänen johtuminen osoittautuu eräänlaiseksi "taikasauvaksi": potilas voi käyttää kuulokojetta, josta äänivärähtelyt välittyvät suoraan kallon luiden kautta Cortin elimeen.

Sisäkorva ei vain havaitse ääntä ja muuntaa sen reseptorisolujen viritysenergiaksi, vaan, mikä ei ole vähemmän tärkeää, se suorittaa äänivärähtelyjen analysoinnin alkuvaiheet, erityisesti taajuusanalyysin.

Simpukan kanavaa pitkin, suunnassa soikeasta ikkunasta sen yläosaan, väliseinän leveys kasvaa vähitellen ja sen jäykkyys vähenee. Siksi väliseinän eri osat resonoivat eri taajuuksilla äänille: korkean vaikutuksen alaisena. -taajuusäänet, värähtelyjen maksimiamplitudi havaitaan simpukan tyvessä, lähellä soikeaa ikkunaa, ja matalataajuiset äänet vastaavat yläreunassa olevaa maksimiresonanssivyöhykettä. Tietyn taajuuden äänet ovat hallitsevassa asemassa tiettyyn sisäkorkean väliseinän osaan ja siksi ne vaikuttavat vain niihin hermosäikeisiin, jotka liittyvät Cortin elimen kiihtyneen alueen karvasoluihin. Siksi jokainen hermosäike reagoi rajoitetulle taajuusalueelle; tätä analyysimenetelmää kutsutaan ns. spatiaalinen tai paikan periaatteen mukaan.

Spatiaalisen lisäksi on olemassa myös ajallinen, jolloin äänitaajuus toistuu sekä reseptorisolujen reaktiossa että tiettyyn rajaan asti kuulohermon säikeiden reaktiossa. Kävi ilmi, että karvasoluilla on mikrofonin ominaisuudet: ne muuttavat äänivärähtelyn energian samantaajuisiksi sähkövärähtelyiksi (ns. sisäkorvamikrofoniefekti). Oletetaan, että on olemassa kaksi tapaa välittää viritystä karvasolusta hermosäikeeseen. Ensimmäinen on sähköinen, kun mikrofonivaikutuksesta aiheutuva sähkövirta saa suoraan aikaan hermokuidun virittymisen. Ja toinen, kemiallinen, kun karvasolun viritys välittyy kuidulle lähetinaineen, toisin sanoen välittäjän, avulla. Ajalliset ja spatiaaliset analyysimenetelmät tekevät yhdessä hyvän eron äänien välillä.

Äidin ääni, lintujen viserrys, lehtien kahina, autojen kolina, ukkosen jylinä, musiikki... Ihminen sukeltaa äänien valtamereen kirjaimellisesti elämänsä ensimmäisistä minuuteista lähtien. Äänet saavat meidät huolestumaan, iloitsemaan, huolehtimaan, täyttämään meidät rauhalla tai pelolla. Mutta kaikki tämä ei ole mitään muuta kuin ilmavärähtelyä, ääniaaltoja, jotka päästään ulkoisen kuulokäytävän kautta tärykalvoon saavat sen värähtelemään. Välikorvassa sijaitsevien kuuloluun järjestelmän (vasara, alasin ja jalustin) kautta äänivärähtelyt välittyvät edelleen etanankuoren muotoiseen sisäkorvaan.

Etana on monimutkainen hydromekaaninen järjestelmä. Tämä on kartiomaisen muotoinen ohutseinäinen luuputki, joka on kierretty spiraaliksi. Putken onkalo on täytetty nesteellä ja jaettu koko pituudelta erityisellä monikerroksisella väliseinällä. Yksi tämän osion kerroksista on ns. basilaarinen kalvo, jolla varsinainen reseptorilaitteisto, Cortin elin, sijaitsee. Reseptorikarvasoluissa (niiden pinta on peitetty pienimmillä protoplasmisilla karvojen muodossa) tapahtuu hämmästyttävä, ei vielä täysin ymmärretty prosessi, jossa äänivärähtelyjen fyysinen energia muunnetaan näiden solujen viritykseksi. Lisäksi tiedot äänestä hermoimpulssien muodossa kuulohermon kuituja pitkin, joiden herkät päät lähestyvät karvasoluja, välittyvät aivojen kuulokeskuksiin.

On myös toinen tapa, jolla ääni, ohittaen ulko- ja välikorvan, saavuttaa simpukan - suoraan kallon luiden kautta. Mutta havaitun äänen intensiteetti tässä tapauksessa on paljon pienempi kuin ilmaäänen johtuessa (tämä johtuu osittain siitä, että kun se kulkee kallon luiden läpi, äänivärähtelyjen energia vaimenee). Siksi luun johtumisen arvo terveellä ihmisellä on suhteellisen pieni.

Kuulon heikkenemisen diagnosoinnissa käytetään kuitenkin kykyä havaita ääniä kaksinkertaisesti: jos tutkimuksessa käy ilmi, että äänien havaitseminen ilmaäänen johtuessa on heikentynyt ja luun kautta tapahtuva äänen johtuminen säilyy täysin, lääkäri voi päätellä, että vain välikorvan ääntä johtava laite on kärsinyt, kun taas ääntä vastaanottava laite etana ei ole vaurioitunut. Tässä tapauksessa luun äänen johtuminen osoittautuu eräänlaiseksi "taikasauvaksi": potilas voi käyttää kuulokojetta, josta äänivärähtelyt välittyvät suoraan kallon luiden kautta Cortin elimeen.

Sisäkorva ei vain havaitse ääntä ja muuntaa sen reseptorisolujen viritysenergiaksi, vaan, mikä ei ole vähemmän tärkeää, se suorittaa äänivärähtelyjen analysoinnin alkuvaiheet, erityisesti taajuusanalyysin.

Tällainen analyysi voidaan suorittaa teknisten laitteiden - taajuusanalysaattoreiden - avulla. Etana tekee sen paljon nopeammin ja tietysti eri "teknisellä pohjalla".

Simpukan kanavaa pitkin, suunnassa soikeasta ikkunasta sen yläosaan, väliseinän leveys kasvaa vähitellen ja sen jäykkyys vähenee. Siksi väliseinän eri osat resonoivat eri taajuuksilla äänille: korkean vaikutuksen alaisena. -taajuusäänet, värähtelyjen maksimiamplitudi havaitaan simpukan tyvessä, lähellä soikeaa ikkunaa, ja matalataajuiset äänet vastaavat yläreunassa olevaa maksimiresonanssivyöhykettä. Tietyn taajuuden äänet ovat hallitsevassa asemassa tiettyyn sisäkorkean väliseinän osaan ja siksi ne vaikuttavat vain niihin hermosäikeisiin, jotka liittyvät Cortin elimen kiihtyneen alueen karvasoluihin. Siksi jokainen hermosäike reagoi rajoitetulle taajuusalueelle; tätä analyysimenetelmää kutsutaan ns. spatiaalinen tai paikan periaatteen mukaan.

Spatiaalisen lisäksi on olemassa myös ajallinen, jolloin äänitaajuus toistuu sekä reseptorisolujen reaktiossa että tiettyyn rajaan asti kuulohermon säikeiden reaktiossa. Kävi ilmi, että karvasoluilla on mikrofonin ominaisuudet: ne muuttavat äänivärähtelyn energian samantaajuisiksi sähkövärähtelyiksi (ns. sisäkorvamikrofoniefekti). Oletetaan, että on olemassa kaksi tapaa välittää viritystä karvasolusta hermosäikeeseen. Ensimmäinen on sähköinen, kun mikrofonivaikutuksesta aiheutuva sähkövirta saa suoraan aikaan hermokuidun virittymisen. Ja toinen, kemiallinen, kun karvasolun viritys välittyy kuidulle lähetinaineen, toisin sanoen välittäjän, avulla. Ajalliset ja spatiaaliset analyysimenetelmät tekevät yhdessä hyvän eron äänien välillä.

Joten äänitiedot välittyvät kuulohermon säikeeseen, mutta se ei saavuta välittömästi korkeampaa kuulokeskusta, joka sijaitsee aivokuoren ohimolohkossa. Kuulojärjestelmän keskusosa, joka sijaitsee aivoissa, koostuu useista keskuksista, joista jokaisessa on satoja tuhansia ja miljoonia hermosoluja. Näissä keskuksissa vallitsee eräänlainen hierarkia, ja alemmasta ylempään siirtyessä hermosolujen reaktio ääneen muuttuu.

Kuulojärjestelmän keskiosan alemmilla tasoilla, pitkittäisytimen kuulokeskuksissa, hermosolujen impulssivaste ääntä heijastaa hyvin sen fysikaalisia ominaisuuksia: reaktion kesto vastaa täsmälleen signaalin kestoa; mitä suurempi äänen intensiteetti on, sitä suurempi (tiettyyn rajaan asti) impulssien määrä ja taajuus sekä reaktioon osallistuvien hermosolujen määrä jne.

Siirtyessään alemmista kuulokeskuksista ylempiin hermosolujen impulssiaktiivisuus vähenee vähitellen, mutta tasaisesti. Näyttää siltä, ​​että hierarkian huipulle muodostavat neuronit toimivat paljon vähemmän kuin alempien keskusten neuronit.

Ja todellakin, jos korkeampi kuuloanalysaattori poistetaan koe-eläimestä, absoluuttinen kuuloherkkyys, eli kyky havaita erittäin heikkoja ääniä, eikä kyky erottaa äänet taajuuden, intensiteetin ja keston perusteella, ei juuri häiriinny.

Mikä sitten on kuulojärjestelmän ylempien keskusten rooli?

Osoittautuu, että korkeampien kuulokeskusten neuronit, toisin kuin alemmat, toimivat selektiivisyysperiaatteen mukaisesti, eli ne reagoivat vain ääniin, joilla on tietyt ominaisuudet. Samalla on ominaista, että ne voivat reagoida vain monimutkaisiin ääniin, esimerkiksi ääniin, jotka muuttuvat taajuudessa ajassa, liikkuviin ääniin tai vain yksittäisiin sanoihin ja puheääniin. Nämä tosiasiat antavat aihetta puhua korkeampien kuulokeskusten hermosolujen erikoistuneesta selektiivisestä reaktiosta monimutkaisiin äänisignaaleihin.

Ja tämä on erittäin tärkeää. Loppujen lopuksi näiden neuronien selektiivinen reaktio ilmenee suhteessa sellaisiin ääniin, jotka ovat biologisesti arvokkaita. Henkilölle tämä on ensisijaisesti puheen ääniä. Biologisesti tärkeä ääni ikään kuin poimitaan ympäröivien äänien lumivyörystä, ja erikoistuneet neuronit havaitsevat sen jopa sen erittäin alhaisella intensiteetillä ja äänihäiriölinjalla. Tämän ansiosta voimme erottaa esimerkiksi teräsvalssaamon jyrkässä keskustelukumppanin lausumat sanat.

Erikoistuneet neuronit havaitsevat äänensä, vaikka sen fysikaaliset ominaisuudet muuttuisivat. Mikä tahansa miehen tai naisen tai lapsellisen äänen äänekkäästi tai hiljaa, nopeasti tai hitaasti lausuma sana nähdään aina yhtenä ja samana sanana.

Tutkijoita kiinnosti kysymys siitä, kuinka korkeampien keskusten neuronien korkea selektiivisyys saavutetaan. Tiedetään, että hermosolut pystyvät reagoimaan stimulaatioon paitsi virityksellä, toisin sanoen hermoimpulssien virtauksella, myös inhiboimalla - tukahduttamalla kykyä tuottaa impulsseja. Estoprosessista johtuen signaalien alue, jolle hermosolu antaa viritysvasteen, on rajoitettu. On ominaista, että estoprosessit ilmenevät erityisen hyvin juuri kuulojärjestelmän yläkeskuksissa. Kuten tiedetään, esto- ja viritysprosessit vaativat energiankulutusta. Siksi ei voida olettaa, että ylempien keskusten neuronit ovat joutotilassa; he työskentelevät intensiivisesti, vain heidän työnsä on erilaista kuin alempien kuulokeskusten hermosolujen.

Ja mitä tapahtuu alemmista kuulokeskuksista tuleville hermoimpulssien virroille? Miten tätä tietoa käytetään, jos korkeammat keskukset hylkäävät sen?

Ensinnäkin kaikkea tietoa ei hylätä, vaan vain osa siitä. Toiseksi, impulssit alemmista keskuksista eivät mene vain ylempiin, ne menevät myös aivojen motorisiin keskuksiin ja niin kutsuttuihin epäspesifisiin järjestelmiin, jotka liittyvät suoraan erilaisten käyttäytymiselementtien (asento, liike, huomio) ja tunnetilat (kontakti, aggressio). Nämä aivojärjestelmät suorittavat toimintaansa eri aistikanavien kautta heille tulevan ulkomaailman tiedon integroitumisen perusteella.

Tämä on yleisesti ottaen monimutkainen ja kaukana täysin ymmärrettävä kuva kuulojärjestelmän toiminnasta. Nykyään tiedetään paljon äänien havaitsemisen aikana tapahtuvista prosesseista, ja kuten näet, asiantuntijat voivat suurelta osin vastata otsikossa esitettyyn kysymykseen "Kuinka me kuulemme?". Mutta silti on mahdotonta selittää, miksi jotkut äänet ovat miellyttäviä meille, kun taas toiset ovat epämiellyttäviä, miksi yksi ja sama musiikki on miellyttävää yhdelle ihmiselle ja ei toiselle, miksi jotkin puheäänten fysikaaliset ominaisuudet koemme ystävällisinä intonaatioina. , kun taas toiset töykeinä. Näitä ja muita ongelmia ratkaisevat tutkijat yhdellä fysiologian mielenkiintoisimmista alueista

Kaikkea kaikesta. Osa 3 Likum Arkady

Kuinka kuulemme erilaisia ​​ääniä?

Kaikki äänet tuottavat värisevät esineet, eli kohteet, jotka liikkuvat nopeasti eteenpäin. Tämä värähtely saa ilmassa olevat molekyylit liikkumaan, mikä saa niiden läheisyydessä olevat molekyylit liikkumaan, ja pian ilmassa olevat molekyylit alkavat liikkua eteenpäin tuottaen niin sanottuja ääniaaltoja.

Mutta värähtelyt ovat erilaisia, ja ne tuottavat erilaisia ​​ääniä. Äänet eroavat toisistaan ​​kolmella pääominaisuudella: äänenvoimakkuus, sävelkorkeus ja tonaliteetti. Äänen voimakkuus riippuu värähtelevän kohteen ja ihmiskorvan välisestä etäisyydestä sekä värisevän kohteen värähtelyn amplitudista. Mitä laajempi tämä liike on, sitä kovempi ääni on. Äänenkorkeus riippuu kuultavan kohteen värähtelyn nopeudesta (taajuudesta).

Tonaliteetti riippuu äänessä olevien ylisävelten määrästä ja voimakkuudesta. Tämä tapahtuu, kun korkeat ja matalat äänet sekoitetaan. Emme kuule mitään ennen kuin ääniaalto kulkee korvan aukon läpi ja saavuttaa tärykalvon. tärykalvo toimii kuten rummun pinta ja saa välikorvan kolme pientä luuta liikkumaan äänen mukana. Tämän seurauksena neste alkaa liikkua sisäkorvassa.

Ääniaallot liikuttavat nestettä, ja myös nesteen pienet karvasolut alkavat liikkua. Nämä hiussolut muuttavat liikkeen hermoimpulsseiksi, jotka kulkevat aivoihin, ja aivot tunnistavat ne ääneksi. Mutta erilaiset äänet tuottavat myös erilaisia ​​liikkeitä korvassamme, mikä johtaa erilaisiin hermoimpulsseihin, jotka tulevat aivoihin, mikä johtaa siihen, että kuulemme erilaisia ​​ääniä!

Miksi kuulemme kaikuja? Tällä hetkellä, kun olemme kiinnostuneita kaikesta luonnossa, haluamme saada oikean, tieteellisen vastauksen. Muinaisina aikoina ihmiset loivat legendoja selittääkseen kaikenlaisia ​​tapahtumia. Muinaiset kreikkalaiset keksivät hyvin kauniin legendan selittääkseen kaiun. Tässä