Vnímanie zvuku uchom. Fyziologický mechanizmus vnímania zvuku

Po zvážení teórie šírenia a mechanizmov výskytu zvukových vĺn je vhodné pochopiť, ako zvuk „interpretuje“ alebo ako človek vníma. Párový orgán, ucho, je zodpovedný za vnímanie zvukových vĺn v ľudskom tele. ľudské ucho- veľmi zložitý orgán, ktorý má dve funkcie: 1) vníma zvukové impulzy 2) pôsobí ako vestibulárny aparát celého ľudského tela, určuje polohu tela v priestore a dáva vitálnu schopnosť udržiavať rovnováhu. Priemerné ľudské ucho je schopné zachytiť kolísanie 20 - 20 000 Hz, existujú však odchýlky nahor alebo nadol. V ideálnom prípade je počuteľný frekvenčný rozsah 16 - 20 000 Hz, čomu zodpovedá aj vlnová dĺžka 16 m - 20 cm. Ucho je rozdelené na tri časti: vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Každé z týchto „oddelení“ plní svoju vlastnú funkciu, avšak všetky tri oddelenia sú navzájom úzko prepojené a v skutočnosti na seba realizujú prenos vlny zvukových vibrácií.

vonkajšie (vonkajšie) ucho

Vonkajšie ucho sa skladá z ušnice a vonkajšieho zvukovodu. Ušnica je elastická chrupavka zložitého tvaru, pokrytá kožou. V spodnej časti ušnice je lalok, ktorý pozostáva z tukového tkaniva a je tiež pokrytý kožou. Ušnica funguje ako prijímač zvukových vĺn z okolitého priestoru. Špeciálna forma štruktúry ušnice umožňuje lepšie zachytiť zvuky, najmä zvuky stredného frekvenčného rozsahu, ktorý je zodpovedný za prenos rečových informácií. Táto skutočnosť je do značnej miery spôsobená evolučnou nevyhnutnosťou, pretože človek trávi väčšinu svojho života ústnou komunikáciou so zástupcami svojho druhu. Ľudská ušnica je prakticky nehybná, na rozdiel od veľkého počtu zástupcov živočíšnych druhov, ktoré využívajú pohyby uší na presnejšie naladenie na zdroj zvuku.

Záhyby ľudského ušnice sú usporiadané tak, že robia korekcie (drobné skreslenia) vzhľadom na vertikálne a horizontálne umiestnenie zdroja zvuku v priestore. Vďaka tejto jedinečnej vlastnosti je človek schopný celkom jasne určiť polohu objektu v priestore vzhľadom na seba, pričom sa zameriava iba na zvuk. Táto funkcia je dobre známa aj pod pojmom „lokalizácia zvuku“. Hlavnou funkciou ušnice je zachytiť čo najviac zvukov v počuteľnom frekvenčnom rozsahu. O ďalšom osude „zachytených“ zvukových vĺn sa rozhoduje vo zvukovode, ktorého dĺžka je 25 – 30 mm. V ňom prechádza chrupavková časť vonkajšieho ušnice do kosti a povrch kože zvukovodu je vybavený mazovými a sírovými žľazami. Na konci zvukovodu je elastická bubienková membrána, ku ktorej sa dostávajú vibrácie zvukových vĺn, čím spôsobujú jej odozvu vibrácie. Tympanická membrána zasa prenáša tieto prijaté vibrácie do oblasti stredného ucha.

Stredné ucho

Vibrácie prenášané tympanickou membránou vstupujú do oblasti stredného ucha nazývanej „oblasť bubienka“. Ide o oblasť s objemom približne jeden kubický centimeter, v ktorej sa nachádzajú tri sluchové kostičky: kladivo, nákovu a strmeň. Práve tieto "medzi" prvky plnia najdôležitejšiu funkciu: prenos zvukových vĺn do vnútorného ucha a súčasné zosilnenie. Sluchové ossikuly sú mimoriadne zložitý reťazec prenosu zvuku. Všetky tri kosti sú navzájom úzko spojené, rovnako ako s bubienkom, vďaka čomu dochádza k prenosu vibrácií "po reťazi". Na prístupe do oblasti vnútorného ucha je okno predsiene, ktoré je blokované spodnou časťou strmeňa. Na vyrovnanie tlaku na oboch stranách bubienka (napríklad pri zmenách vonkajšieho tlaku) je oblasť stredného ucha spojená s nosohltanom cez Eustachovu trubicu. Všetci si dobre uvedomujeme efekt upchávania uší, ku ktorému dochádza práve kvôli takémuto jemnému ladeniu. Zo stredného ucha dopadajú zvukové vibrácie, už zosilnené, do oblasti vnútorného ucha, ktorá je najzložitejšia a najcitlivejšia.

vnútorné ucho

Najkomplexnejšou formou je vnútorné ucho, ktoré sa z tohto dôvodu nazýva labyrint. Kostný labyrint zahŕňa: vestibul, slimák a polkruhové kanály, ako aj vestibulárny aparát zodpovedný za rovnováhu. Je to slimák, ktorý priamo súvisí so sluchom v tomto zväzku. Slimák je špirálovitý membránový kanál naplnený lymfatickou tekutinou. Vo vnútri je kanál rozdelený na dve časti ďalšou membránovou priehradkou nazývanou „základná membrána“. Táto membrána pozostáva z vlákien rôznych dĺžok (spolu viac ako 24 000), natiahnutých ako struny, pričom každá struna rezonuje svojim špecifickým zvukom. Kanál je rozdelený membránou na horný a dolný rebrík, ktoré spolu komunikujú v hornej časti slimáka. Na opačnom konci sa kanál pripája k receptorovému aparátu sluchového analyzátora, ktorý je pokrytý drobnými vlasovými bunkami. Tento prístroj sluchového analyzátora sa tiež nazýva Cortiho orgán. Keď vibrácie zo stredného ucha vstúpia do slimáka, lymfatická tekutina, ktorá vypĺňa kanál, tiež začne vibrovať a prenáša vibrácie na hlavnú membránu. V tomto momente vstupuje do činnosti prístroj sluchového analyzátora, ktorého vláskové bunky umiestnené v niekoľkých radoch premieňajú zvukové vibrácie na elektrické „nervové“ impulzy, ktoré sa prenášajú pozdĺž sluchového nervu do časovej zóny mozgovej kôry. . Takýmto zložitým a zdobeným spôsobom človek nakoniec začuje požadovaný zvuk.

Vlastnosti vnímania a tvorby reči

Mechanizmus tvorby reči sa u ľudí formoval počas celého evolučného štádia. Význam tejto schopnosti je prenášať verbálne a neverbálne informácie. Prvý nesie verbálnu a sémantickú záťaž, druhý je zodpovedný za prenos emocionálnej zložky. Proces tvorby a vnímania reči zahŕňa: formuláciu správy; kódovanie do prvkov podľa pravidiel existujúceho jazyka; prechodné neuromuskulárne akcie; pohyby hlasiviek; vyžarovanie akustického signálu; Potom vstúpi do činnosti poslucháč, ktorý vykoná: spektrálnu analýzu prijatého akustického signálu a výber akustických prvkov v periférnom sluchovom systéme, prenos vybraných prvkov cez neurónové siete, rozpoznávanie jazykového kódu (lingvistická analýza), pochopenie významu správy.
Zariadenie na generovanie rečových signálov možno porovnať s komplexným dychovým nástrojom, avšak všestrannosť a flexibilita ladenia a schopnosť reprodukovať najmenšie jemnosti a detaily nemá v prírode analógy. Mechanizmus tvorby hlasu pozostáva z troch neoddeliteľných komponentov:

Generátor- pľúca ako zásobník objemu vzduchu. Prebytočná tlaková energia sa ukladá v pľúcach, následne cez vylučovací kanál, pomocou svalového aparátu, je táto energia odvádzaná cez priedušnicu spojenú s hrtanom. V tomto štádiu je prúd vzduchu prerušený a upravený;
Vibrátor- pozostáva z hlasiviek. Prúdenie ovplyvňujú aj turbulentné prúdy vzduchu (vytvárajú okrajové tóny) a zdroje impulzov (výbuchy);
Rezonátor- zahŕňa rezonančné dutiny zložitého geometrického tvaru (hltan, ústne a nosové dutiny).

V súhrne jednotlivých zariadení týchto prvkov sa vytvára jedinečný a individuálny timbre hlasu každého jednotlivca.

Energia vzduchového stĺpca sa vytvára v pľúcach, ktoré vytvárajú určitý prúd vzduchu pri nádychu a výdychu v dôsledku rozdielu atmosférického a intrapulmonálneho tlaku. Proces akumulácie energie sa uskutočňuje inhaláciou, proces uvoľňovania je charakterizovaný výdychom. Stáva sa to v dôsledku stláčania a rozširovania hrudníka, ktoré sa vykonáva pomocou dvoch svalových skupín: medzirebrové a bránice, pri hlbokom dýchaní a speve sa sťahujú aj brušné svaly, hrudník a krk. Pri nádychu sa bránica sťahuje a padá dole, kontrakcia vonkajších medzirebrových svalov dvíha rebrá a posúva ich do strán a hrudná kosť dopredu. Roztiahnutie hrudníka vedie k poklesu tlaku vo vnútri pľúc (v porovnaní s atmosférickým) a tento priestor sa rýchlo naplní vzduchom. Pri výdychu sa svaly zodpovedajúcim spôsobom uvoľnia a všetko sa vráti do predchádzajúceho stavu (hrudník sa vlastnou gravitáciou vráti do pôvodného stavu, bránica sa zdvihne, objem predtým rozšírených pľúc sa zníži, vnútropľúcny tlak sa zvýši). Inhaláciu možno opísať ako proces, ktorý vyžaduje výdaj energie (aktívny); výdych je proces akumulácie energie (pasívny). K riadeniu procesu dýchania a formovania reči dochádza nevedome, no pri speve si nastavenie dychu vyžaduje vedomý prístup a dlhodobý dodatočný tréning.

Množstvo energie, ktorá sa následne vynakladá na tvorbu reči a hlasu, závisí od objemu uloženého vzduchu a od množstva dodatočného tlaku v pľúcach. Maximálny tlak vyvinutý trénovaným operným spevákom môže dosiahnuť 100-112 dB. Modulácia prúdenia vzduchu vibráciou hlasiviek a vytváranie subfaryngeálneho pretlaku, tieto procesy prebiehajú v hrtane, čo je akýsi ventil umiestnený na konci priedušnice. Ventil plní dvojakú funkciu: chráni pľúca pred cudzími predmetmi a udržiava vysoký tlak. Práve hrtan pôsobí ako zdroj reči a spevu. Hrtan je súbor chrupaviek spojených svalmi. Hrtan má pomerne zložitú štruktúru, ktorej hlavným prvkom je pár hlasiviek. Práve hlasivky sú hlavným (nie však jediným) zdrojom tvorby hlasu či „vibrátora“. Počas tohto procesu sa hlasivky pohybujú, sprevádzané trením. Na ochranu pred tým sa vylučuje špeciálny slizničný sekrét, ktorý pôsobí ako lubrikant. Tvorba zvukov reči je určená vibráciami väzov, čo vedie k vytvoreniu prúdu vzduchu vydychovaného z pľúc, k určitému typu amplitúdovej charakteristiky. Medzi hlasivkami sú malé dutiny, ktoré v prípade potreby fungujú ako akustické filtre a rezonátory.

Vlastnosti sluchového vnímania, bezpečnosť počúvania, sluchové prahy, prispôsobenie, správna úroveň hlasitosti

Ako je zrejmé z opisu štruktúry ľudského ucha, tento orgán je veľmi jemný a má pomerne zložitú štruktúru. Ak vezmeme do úvahy túto skutočnosť, nie je ťažké určiť, že tento extrémne tenký a citlivý prístroj má súbor obmedzení, prahov atď. Sluchové ústrojenstvo človeka je prispôsobené na vnímanie tichých zvukov, ako aj zvukov strednej intenzity. Dlhodobé vystavenie hlasitým zvukom má za následok nezvratné posuny sluchových prahov, ako aj iné problémy so sluchom až po úplnú hluchotu. Stupeň poškodenia je priamo úmerný dobe expozície v hlučnom prostredí. V tomto momente vstupuje do platnosti aj adaptačný mechanizmus – t.j. pod vplyvom dlhotrvajúcich hlasitých zvukov sa postupne znižuje citlivosť, znižuje sa vnímaná hlasitosť, sluch sa prispôsobuje.

Adaptácia sa spočiatku snaží chrániť sluchové orgány pred príliš hlasnými zvukmi, práve vplyvom tohto procesu však človek najčastejšie nekontrolovateľne zvyšuje úroveň hlasitosti audiosystému. Ochrana je realizovaná vďaka mechanizmu stredného a vnútorného ucha: strmeň je stiahnutý z oválneho okienka, čím chráni pred nadmerne hlasnými zvukmi. Ochranný mechanizmus ale nie je ideálny a má časové oneskorenie, spúšťa sa len 30-40 ms po začiatku príchodu zvuku, navyše plná ochrana nie je dosiahnutá ani pri trvaní 150 ms. Ochranný mechanizmus sa aktivuje, keď úroveň hlasitosti prekročí úroveň 85 dB, navyše samotná ochrana je až 20 dB.
Za najnebezpečnejší možno v tomto prípade považovať fenomén „posunu prahu počutia“, ktorý sa v praxi zvyčajne vyskytuje v dôsledku dlhšieho vystavenia hlasitým zvukom nad 90 dB. Proces obnovy sluchového systému po takýchto škodlivých účinkoch môže trvať až 16 hodín. Prahový posun začína už na úrovni intenzity 75 dB a zvyšuje sa úmerne so zvyšujúcou sa úrovňou signálu.

Pri zvažovaní problému správnej úrovne intenzity zvuku je najhoršie si uvedomiť, že problémy (získané alebo vrodené) spojené so sluchom sú v tomto veku pomerne vyspelej medicíny prakticky neliečiteľné. Toto všetko by malo každého príčetného človeka priviesť k zamysleniu sa nad starostlivosťou o svoj sluch, pokiaľ sa samozrejme neplánuje zachovať jeho pôvodnú integritu a schopnosť počuť celý frekvenčný rozsah čo najdlhšie. Našťastie všetko nie je také strašidelné, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať a dodržaním množstva opatrení si svoj sluch ľahko zachránite aj vo vyššom veku. Pred zvažovaním týchto opatrení je potrebné pripomenúť jednu dôležitú črtu ľudského sluchového vnímania. Načúvací prístroj vníma zvuky nelineárne. Podobný jav spočíva v nasledujúcom: ak si predstavíme jednu frekvenciu čistého tónu, napríklad 300 Hz, potom sa objaví nelinearita, keď sa v ušnici objavia podtóny tejto základnej frekvencie podľa logaritmického princípu (ak sa základná frekvencia berie ako f, potom budú frekvenčné podtóny 2f, 3f atď. vo vzostupnom poradí). Táto nelinearita je tiež ľahšie pochopiteľná a mnohým je známa pod názvom "nelineárne skreslenie". Keďže v pôvodnom čistom tóne sa takéto harmonické (podtóny) nevyskytujú, ukazuje sa, že ucho samo vnáša do pôvodného zvuku vlastné korekcie a podtóny, ktoré sa však dajú určiť len ako subjektívne skreslenia. Pri úrovni intenzity pod 40 dB nedochádza k subjektívnemu skresleniu. So zvýšením intenzity od 40 dB sa úroveň subjektívnych harmonických začína zvyšovať, avšak už pri úrovni 80-90 dB je ich negatívny príspevok k zvuku relatívne malý (preto možno túto úroveň intenzity podmienečne považovať za akýsi „zlatý stred“ v hudobnej sfére).

Na základe týchto informácií môžete ľahko určiť bezpečnú a prijateľnú úroveň hlasitosti, ktorá nepoškodí sluchové orgány a zároveň umožní počuť absolútne všetky vlastnosti a detaily zvuku, napríklad v prípade práce s „hi-fi“ systémom. Táto úroveň "zlatého priemeru" je približne 85-90 dB. Práve pri tejto intenzite zvuku je naozaj možné počuť všetko, čo je vložené do zvukovej cesty, pričom je minimalizované riziko predčasného poškodenia a straty sluchu. Za takmer úplne bezpečnú možno považovať úroveň hlasitosti 85 dB. Aby sme pochopili, aké je nebezpečenstvo hlasitého počúvania a prečo príliš nízka úroveň hlasitosti neumožňuje počuť všetky nuansy zvuku, pozrime sa na tento problém podrobnejšie. Pokiaľ ide o nízke úrovne hlasitosti, nedostatok vhodnosti (ale častejšie subjektívna túžba) počúvania hudby pri nízkych úrovniach je spôsobený nasledujúcimi dôvodmi:

Nelinearita ľudského sluchového vnímania;
Vlastnosti psychoakustického vnímania, ktoré sa budú posudzovať samostatne.

Vyššie diskutovaná nelinearita sluchového vnímania má významný vplyv pri akejkoľvek hlasitosti pod 80 dB. V praxi to vyzerá takto: ak zapnete hudbu na tichej úrovni, napríklad 40 dB, potom bude stredofrekvenčný rozsah hudobnej kompozície najzreteľnejšie počuteľný, či už ide o vokály interpreta / interpret alebo nástroje hrajúce v tomto rozsahu. Zároveň bude zjavný nedostatok nízkych a vysokých frekvencií, a to práve kvôli nelineárnosti vnímania, ako aj skutočnosti, že rôzne frekvencie znejú pri rôznej hlasitosti. Je teda zrejmé, že pre plné vnímanie celého obrazu musí byť frekvenčná úroveň intenzity čo najviac zosúladená s jedinou hodnotou. Napriek tomu, že ani pri úrovni hlasitosti 85-90 dB nedochádza k idealizovanému vyrovnaniu hlasitosti rôznych frekvencií, úroveň sa stáva prijateľnou pre bežné každodenné počúvanie. Čím nižšia je zároveň hlasitosť, tým zreteľnejšie bude ucho vnímať charakteristickú nelineárnosť, a to pocit absencie správneho množstva vysokých a nízkych frekvencií. Zároveň sa ukazuje, že s takouto nelinearitou nemožno vážne hovoriť o reprodukcii „hi-fi“ zvuku s vysokou vernosťou, pretože presnosť prenosu pôvodného zvukového obrazu bude extrémne nízka. v tejto konkrétnej situácii.

Ak sa ponoríte do týchto záverov, je jasné, prečo je počúvanie hudby pri nízkej hlasitosti, hoci je zo zdravotného hľadiska najbezpečnejšie, mimoriadne negatívne vnímané sluchom v dôsledku vytvárania jasne nepravdepodobných obrazov hudobných nástrojov a hlasu. , chýbajúca stupnica zvukovej scény. Vo všeobecnosti je možné tiché prehrávanie hudby použiť ako sprievodné pozadie, ale je úplne kontraindikované počúvať vysokú kvalitu „hi-fi“ pri nízkej hlasitosti, z vyššie uvedených dôvodov nie je možné vytvárať naturalistické obrazy zvukovej scény, ktorú tvoril zvukár v štúdiu, vo fáze nahrávania. No nielen nízka hlasitosť prináša určité obmedzenia pre vnímanie výsledného zvuku, pri zvýšenej hlasitosti je situácia oveľa horšia. Pri dlhodobom počúvaní hudby s úrovňou nad 90 dB je možné a celkom jednoduché poškodiť si sluch a dostatočne znížiť citlivosť. Tieto údaje sú založené na veľkom počte lekárskych štúdií, ktoré dospeli k záveru, že hladina zvuku nad 90 dB spôsobuje skutočné a takmer nenapraviteľné poškodenie zdravia. Mechanizmus tohto javu spočíva v sluchovom vnímaní a štrukturálnych vlastnostiach ucha. Keď sa do zvukovodu dostane zvuková vlna s intenzitou nad 90 dB, do hry vstupujú orgány stredného ucha, čo spôsobuje jav nazývaný sluchová adaptácia.

Princíp toho, čo sa deje v tomto prípade, je tento: strmeň je stiahnutý z oválneho okienka a chráni vnútorné ucho pred príliš hlasnými zvukmi. Tento proces sa nazýva akustický reflex. Pre ucho je to vnímané ako krátkodobý pokles citlivosti, ktorý môže poznať každý, kto niekedy navštívil napríklad rockové koncerty v kluboch. Po takomto koncerte dochádza ku krátkodobému zníženiu citlivosti, ktorá sa po určitom čase vráti na predchádzajúcu úroveň. Obnovenie citlivosti však nebude vždy a priamo závisí od veku. Za tým všetkým sa skrýva veľké nebezpečenstvo počúvania hlasnej hudby a iných zvukov, ktorých intenzita presahuje 90 dB. Výskyt akustického reflexu nie je jediným „viditeľným“ nebezpečenstvom straty sluchovej citlivosti. Pri dlhšom vystavení príliš hlasným zvukom sa chĺpky nachádzajúce sa v oblasti vnútorného ucha (ktoré reagujú na vibrácie) veľmi silne odchyľujú. V tomto prípade dochádza k efektu, že vlasy zodpovedné za vnímanie určitej frekvencie sú vychýlené pod vplyvom zvukových vibrácií s veľkou amplitúdou. V určitom okamihu sa takýto vlas môže príliš odchýliť a už sa nevráti. To spôsobí zodpovedajúcu stratu efektu citlivosti pri špecifickej špecifickej frekvencii!

Najstrašnejšie na celej tejto situácii je, že choroby uší sú prakticky neliečiteľné ani najmodernejšími metódami, ktoré medicína pozná. To všetko vedie k vážnym záverom: zvuk nad 90 dB je zdraviu nebezpečný a takmer zaručene spôsobí predčasnú stratu sluchu alebo výrazné zníženie citlivosti. Ešte frustrujúcejšie je, že vyššie spomínaná vlastnosť prispôsobenia sa časom vstupuje do hry. Tento proces v ľudských sluchových orgánoch sa vyskytuje takmer nepostrehnuteľne; človek, ktorý pomaly stráca citlivosť, takmer 100% pravdepodobnosť, si to všimne až v momente, keď si okolie začne dávať pozor na neustále otázky typu: „Čo si to práve povedal?“. Záver je na záver veľmi jednoduchý: pri počúvaní hudby je životne dôležité nepovoliť úroveň intenzity zvuku nad 80-85 dB! Zároveň je tu aj pozitívna stránka: úroveň hlasitosti 80-85 dB približne zodpovedá úrovni zvukového záznamu hudby v štúdiovom prostredí. Vzniká teda koncept „zlatého priemeru“, nad ktorým je lepšie sa nepovyšovať, ak majú zdravotné problémy aspoň nejaký význam.

Aj krátkodobé počúvanie hudby na úrovni 110-120 dB môže spôsobiť problémy so sluchom, napríklad počas živého koncertu. Je zrejmé, že vyhnúť sa tomu je niekedy nemožné alebo veľmi ťažké, ale je mimoriadne dôležité pokúsiť sa to urobiť, aby sa zachovala integrita sluchového vnímania. Teoreticky krátkodobé vystavenie hlasitým zvukom (nepresahujúcim 120 dB), ešte pred nástupom "sluchovej únavy", nevedie k vážnym negatívnym následkom. Ale v praxi sa zvyčajne vyskytujú prípady dlhodobého vystavenia zvuku takej intenzity. Ľudia sa ohlušujú bez toho, aby si uvedomovali celý rozsah nebezpečenstva v aute pri počúvaní audiosystému, doma v podobných podmienkach alebo so slúchadlami na prenosnom prehrávači. Prečo sa to deje a prečo je zvuk stále hlasnejší? Na túto otázku existujú dve odpovede: 1) Vplyv psychoakustiky, o ktorom sa bude diskutovať samostatne; 2) Neustála potreba "vykričať" nejaké externé zvuky s hlasitosťou hudby. Prvý aspekt problému je celkom zaujímavý a podrobne o ňom budeme diskutovať neskôr, no druhá stránka problému vedie skôr k negatívnym myšlienkam a záverom o chybnom pochopení skutočných základov správneho počúvania zvuku „hi- trieda fi“.

Bez toho, aby sme zachádzali do podrobností, všeobecný záver o počúvaní hudby a správnej hlasitosti je nasledovný: počúvanie hudby by sa malo uskutočňovať pri úrovni intenzity zvuku nie vyššej ako 90 dB, nie nižšej ako 80 dB v miestnosti, v ktorej sú cudzie zvuky z externých zdrojov. sú silne tlmené alebo úplne chýbajú (ako napr.: rozhovory susedov a iný hluk za stenou bytu, zvuky z ulice a technické zvuky, ak ste v aute atď.). Raz a navždy by som chcel zdôrazniť, že práve v prípade dodržania takýchto, pravdepodobne prísnych požiadaviek, môžete dosiahnuť dlho očakávanú rovnováhu objemu, ktorá nespôsobí predčasné nežiaduce poškodenie sluchových orgánov, ako aj ktoré prinášajú skutočné potešenie z počúvania vašej obľúbenej hudby s najmenšími detailmi zvuku pri vysokých a nízkych frekvenciách a presnosťou, o ktorú sa usiluje samotný koncept „hi-fi“ zvuku.

Psychoakustika a črty vnímania

Aby bolo možné čo najúplnejšie odpovedať na niektoré dôležité otázky týkajúce sa konečného vnímania zvukovej informácie osobou, existuje celá veda, ktorá študuje obrovské množstvo takýchto aspektov. Táto sekcia sa nazýva „psychoakustika“. Faktom je, že sluchové vnímanie nekončí len pri práci sluchových orgánov. Po priamom vnímaní zvuku sluchovým orgánom (ucho) prichádza na rad najzložitejší a málo prebádaný mechanizmus na analýzu prijatých informácií, za ktorý je plne zodpovedný ľudský mozog, ktorý je navrhnutý tak, aby pri prevádzke generuje vlny určitej frekvencie a sú tiež udávané v Hertzoch (Hz). Rôzne frekvencie mozgových vĺn zodpovedajú určitým stavom človeka. Ukazuje sa teda, že počúvanie hudby prispieva k zmene frekvenčného ladenia mozgu a to je dôležité zvážiť pri počúvaní hudobných skladieb. Na základe tejto teórie existuje aj metóda zvukovej terapie priamym vplyvom na duševný stav človeka. Mozgové vlny sú piatich typov:

Delta vlny (vlny pod 4 Hz). Zodpovedá stavu hlbokého spánku bez snov, bez akýchkoľvek telesných pocitov.
Theta vlny (vlny 4-7 Hz). Stav spánku alebo hlboká meditácia.
Alfa vlny (vlny 7-13 Hz). Stavy relaxácie a relaxácie počas bdelosti, ospalosti.
Beta vlny (vlny 13-40 Hz). Stav aktivity, každodenné myslenie a duševná aktivita, vzrušenie a poznanie.
Gama vlny (vlny nad 40 Hz). Stav intenzívnej duševnej aktivity, strachu, vzrušenia a uvedomenia.

Psychoakustika ako vedný odbor hľadá odpovede na najzaujímavejšie otázky týkajúce sa konečného vnímania zvukovej informácie človekom. V procese štúdia tohto procesu sa odhaľuje veľké množstvo faktorov, ktorých vplyv sa vždy vyskytuje tak v procese počúvania hudby, ako aj v akomkoľvek inom prípade spracovania a analýzy akýchkoľvek zvukových informácií. Psychoakustické študujú takmer všetky možné vplyvy, počnúc emocionálnym a duševným stavom človeka v čase počúvania, končiac štrukturálnymi vlastnosťami hlasiviek (ak hovoríme o zvláštnostiach vnímania všetkých jemností hlasiviek výkon) a mechanizmus premeny zvuku na elektrické impulzy mozgu. Najzaujímavejšie a najdôležitejšie faktory (ktoré je dôležité zvážiť pri každom počúvaní obľúbenej hudby, ako aj pri budovaní profesionálneho audio systému) budú diskutované ďalej.

Pojem zhoda, hudobná zhoda

Zariadenie ľudského sluchového systému je jedinečné predovšetkým v mechanizme vnímania zvuku, nelineárnosti sluchového systému, schopnosti zoskupovať zvuky vo výške s pomerne vysokou presnosťou. Najzaujímavejšou črtou vnímania je nelinearita sluchového systému, ktorá sa prejavuje vo forme objavenia sa dodatočných neexistujúcich (v hlavnom tóne) harmonických, čo sa obzvlášť často prejavuje u ľudí s hudobnou alebo perfektnou výškou tónu. . Ak sa zastavíme podrobnejšie a analyzujeme všetky jemnosti vnímania hudobného zvuku, potom sa ľahko rozlíši pojem „konsonancia“ a „disonancia“ rôznych akordov a intervalov zvuku. koncepcie "súzvuk" je definovaný ako zvuk spoluhlásky (z francúzskeho slova „consent“) a naopak, resp. "disonancia"- nekonzistentný, nesúladný zvuk. Napriek rôznorodosti rôznych interpretácií týchto konceptov charakteristík hudobných intervalov je najvhodnejšie použiť „hudobno-psychologický“ výklad pojmov: súzvuk je definovaný a pociťovaný človekom ako príjemný a pohodlný, mäkký zvuk; disonancia na druhej strane ho možno charakterizovať ako zvuk vyvolávajúci podráždenie, úzkosť a napätie. Takáto terminológia je mierne subjektívna a tiež sa v dejinách vývoja hudby brali úplne iné intervaly pre „súhlásku“ a naopak.

V dnešnej dobe je tiež ťažké jednoznačne vnímať tieto pojmy, pretože medzi ľuďmi s rôznymi hudobnými preferenciami a vkusom existujú rozdiely a tiež neexistuje všeobecne uznávaná a dohodnutá koncepcia harmónie. Psychoakustický základ pre vnímanie rôznych hudobných intervalov ako súhlasných alebo disonantných priamo závisí od konceptu „kritickej kapely“. Kritický pásik- ide o určitú šírku pásma, v rámci ktorej sa dramaticky menia sluchové vnemy. Šírka kritických pásiem sa zvyšuje úmerne so zvyšujúcou sa frekvenciou. Preto pocit konsonancií a disonancií priamo súvisí s prítomnosťou kritických kapiel. Ľudský sluchový orgán (ucho), ako už bolo spomenuté, hrá v určitom štádiu analýzy zvukových vĺn úlohu pásmového filtra. Táto úloha je priradená bazilárnej membráne, na ktorej je 24 kritických pásiem s frekvenčne závislou šírkou.

Súlad a nesúlad (zhoda a nesúlad) teda priamo závisí od rozlišovacej schopnosti sluchového systému. Ukazuje sa, že ak znejú dva rôzne tóny v súzvuku alebo frekvenčný rozdiel je nulový, potom ide o dokonalú zhodu. Rovnaká zhoda nastane, ak je frekvenčný rozdiel väčší ako kritické pásmo. Disonancia nastáva iba vtedy, keď je frekvenčný rozdiel medzi 5 % a 50 % kritického pásma. Najvyšší stupeň disonancie v tomto segmente je počuť, ak je rozdiel jedna štvrtina šírky kritického pásma. Na základe toho je ľahké analyzovať akúkoľvek zmiešanú hudobnú nahrávku a kombináciu nástrojov na zhodu alebo nesúlad zvuku. Nie je ťažké uhádnuť, akú veľkú úlohu v tomto prípade zohráva zvukár, nahrávacie štúdio a ďalšie komponenty výslednej digitálnej či analógovej originálnej zvukovej stopy, a to všetko ešte pred pokusom o reprodukciu na zvukovej aparatúre.

Lokalizácia zvuku

Systém binaurálneho sluchu a priestorovej lokalizácie pomáha človeku vnímať plnosť priestorového zvukového obrazu. Tento mechanizmus vnímania je realizovaný dvoma sluchovými prijímačmi a dvoma zvukovodmi. Zvuková informácia, ktorá prichádza cez tieto kanály, je následne spracovaná v periférnej časti sluchového systému a podrobená spektrálnej a časovej analýze. Ďalej sa tieto informácie prenášajú do vyšších častí mozgu, kde sa porovnáva rozdiel medzi ľavým a pravým zvukovým signálom a vytvára sa aj jeden zvukový obraz. Tento opísaný mechanizmus sa nazýva binaurálne počúvanie. Vďaka tomu má človek také jedinečné príležitosti:

1) lokalizácia zvukových signálov z jedného alebo viacerých zdrojov pri vytváraní priestorového obrazu vnímania zvukového poľa
2) oddelenie signálov prichádzajúcich z rôznych zdrojov
3) výber niektorých signálov na pozadí iných (napríklad výber reči a hlasu z hluku alebo zvuku nástrojov)

Priestorová lokalizácia je ľahko pozorovateľná na jednoduchom príklade. Na koncerte, keď je pódium a na ňom určitý počet hudobníkov v určitej vzdialenosti od seba, je ľahké (ak si to želáte, aj zatvorením očí) určiť smer príchodu zvukového signálu každého nástroja, posúdiť hĺbku a priestorovosť zvukového poľa. Rovnako tak sa cení dobrý hi-fi systém, ktorý dokáže spoľahlivo „reprodukovať“ takéto efekty priestorovosti a lokalizácie, čím vlastne „oklame“ mozog, vďaka čomu pocítite plnú prítomnosť vášho obľúbeného interpreta na priamom prenose. výkon. Lokalizáciu zdroja zvuku zvyčajne určujú tri hlavné faktory: časová, intenzita a spektrálna. Bez ohľadu na tieto faktory existuje množstvo vzorov, ktoré možno použiť na pochopenie základov lokalizácie zvuku.

Najväčší efekt lokalizácie vnímaný ľudskými sluchovými orgánmi je v oblasti strednej frekvencie. Zároveň je takmer nemožné určiť smer zvukov frekvencií nad 8000 Hz a pod 150 Hz. Posledne menovaný fakt sa vo veľkej miere využíva najmä v hi-fi systémoch a systémoch domáceho kina pri výbere umiestnenia subwoofera (nízkofrekvenčné prepojenie), ktorého umiestnenie v miestnosti z dôvodu chýbajúcej lokalizácie frekvencií pod 150 Hz prakticky nevadí a poslucháč v každom prípade získa celistvý obraz zvukovej scény. Presnosť lokalizácie závisí od umiestnenia zdroja žiarenia zvukových vĺn v priestore. Najväčšia presnosť lokalizácie zvuku je teda zaznamenaná v horizontálnej rovine, dosahuje hodnotu 3°. Vo vertikálnej rovine ľudský sluchový systém určuje smer zdroja oveľa horšie, presnosť je v tomto prípade 10-15 ° (vzhľadom na špecifickú štruktúru ušných ušníc a zložitú geometriu). Presnosť lokalizácie sa mierne líši v závislosti od uhla zvukov vydávajúcich objektov v priestore s uhlami vzhľadom na poslucháča a výsledný efekt ovplyvňuje aj miera difrakcie zvukových vĺn hlavy poslucháča. Treba tiež poznamenať, že širokopásmové signály sú lepšie lokalizované ako úzkopásmový šum.

Oveľa zaujímavejšia je situácia s definíciou hĺbky smerového zvuku. Osoba môže napríklad určiť vzdialenosť k objektu zvukom, ale vo väčšej miere sa to deje v dôsledku zmeny akustického tlaku v priestore. Väčšinou platí, že čím ďalej je objekt od poslucháča, tým viac sa zvukové vlny tlmia vo voľnom priestore (v interiéri sa pridáva vplyv odrazených zvukových vĺn). Môžeme teda konštatovať, že presnosť lokalizácie je vyššia v uzavretej miestnosti práve z dôvodu výskytu reverbácie. Odrazené vlny, ktoré sa vyskytujú v uzavretých priestoroch, vyvolávajú také zaujímavé efekty ako expanzia zvukovej scény, obalenie atď. Tieto javy sú možné práve vďaka náchylnosti na trojrozmernú lokalizáciu zvuku. Hlavné závislosti, ktoré určujú horizontálnu lokalizáciu zvuku, sú: 1) rozdiel v čase príchodu zvukovej vlny do ľavého a pravého ucha; 2) rozdiel v intenzite v dôsledku difrakcie na hlave poslucháča. Na určenie hĺbky zvuku je dôležitý rozdiel v hladine akustického tlaku a rozdiel v spektrálnom zložení. Lokalizácia vo vertikálnej rovine je tiež silne závislá od difrakcie v ušnici.

Situácia je komplikovanejšia pri moderných systémoch priestorového zvuku založených na technológii dolby surround a analógoch. Zdalo by sa, že princíp budovania systémov domáceho kina jasne reguluje spôsob obnovenia celkom naturalistického priestorového obrazu 3D zvuku s vlastnou hlasitosťou a lokalizáciou virtuálnych zdrojov v priestore. Nie všetko je však také triviálne, pretože mechanizmy vnímania a lokalizácie veľkého počtu zdrojov zvuku sa zvyčajne neberú do úvahy. Transformácia zvuku orgánmi sluchu zahŕňa proces pridávania signálov z rôznych zdrojov, ktoré prišli do rôznych uší. Navyše, ak je fázová štruktúra rôznych zvukov viac-menej synchrónna, ucho vníma takýto proces ako zvuk vychádzajúci z jedného zdroja. Existuje aj množstvo ťažkostí vrátane zvláštností lokalizačného mechanizmu, ktorý sťažuje presné určenie smeru zdroja v priestore.

Vzhľadom na vyššie uvedené je najťažšou úlohou oddeliť zvuky z rôznych zdrojov, najmä ak tieto rôzne zdroje hrajú podobnú amplitúdovo-frekvenčný signál. A to je presne to, čo sa v praxi deje v každom modernom systéme priestorového zvuku a dokonca aj v bežnom stereo systéme. Keď človek počúva veľké množstvo zvukov vychádzajúcich z rôznych zdrojov, najprv sa zistí príslušnosť každého konkrétneho zvuku k zdroju, ktorý ho vytvára (zoskupenie podľa frekvencie, výšky tónu, zafarbenia). A až v druhej fáze sa povesť pokúša lokalizovať zdroj. Potom sú prichádzajúce zvuky rozdelené do prúdov na základe priestorových vlastností (rozdiel v čase príchodu signálov, rozdiel v amplitúde). Na základe prijatých informácií sa vytvára viac-menej statický a fixný sluchový obraz, z ktorého je možné určiť, odkiaľ každý konkrétny zvuk pochádza.

Je veľmi vhodné sledovať tieto procesy na príklade obyčajného javiska, na ktorom sú fixovaní hudobníci. Zároveň je veľmi zaujímavé, že ak sa vokalista/interpret, zaujímajúci pôvodne definovanú pozíciu na javisku, začne plynulo pohybovať po javisku akýmkoľvek smerom, predtým vytvorený sluchový obraz sa nezmení! Určenie smeru zvuku prichádzajúceho od vokalistu zostane subjektívne rovnaké, ako keby stál na tom istom mieste, kde stál pred pohybom. Až v prípade prudkej zmeny umiestnenia interpreta na javisku dôjde k rozštiepeniu vytvoreného zvukového obrazu. Okrem uvažovaných problémov a zložitosti procesov lokalizácie zvuku v priestore zohráva v prípade viackanálových priestorových zvukových systémov pomerne veľkú úlohu proces reverbu v konečnej posluchovej miestnosti. Najzreteľnejšie sa táto závislosť pozoruje, keď zo všetkých smerov prichádza veľké množstvo odrazených zvukov – presnosť lokalizácie sa výrazne zhoršuje. Ak je energetická saturácia odrazených vĺn väčšia (prevláda) ako priame zvuky, je kritérium lokalizácie v takejto miestnosti extrémne rozmazané a je mimoriadne ťažké (ak nie nemožné) hovoriť o presnosti určenia takýchto zdrojov.

Vo vysoko dozvukovej miestnosti však k lokalizácii teoreticky dochádza, v prípade širokopásmových signálov sa sluch riadi parametrom rozdielu intenzity. V tomto prípade je smer určený vysokofrekvenčnou zložkou spektra. V každej miestnosti bude presnosť lokalizácie závisieť od času príchodu odrazených zvukov po priamych zvukoch. Ak je interval medzi týmito zvukovými signálmi príliš malý, začne fungovať „zákon priameho vlnenia“, ktorý pomáha sluchovému systému. Podstata tohto javu: ak zvuky s krátkym časovým intervalom oneskorenia prichádzajú z rôznych smerov, tak k lokalizácii celého zvuku dochádza podľa prvého zvuku, ktorý dorazil, t.j. sluch do určitej miery ignoruje odrazený zvuk, ak prichádza príliš krátko po priamom. Podobný efekt sa prejavuje aj pri určovaní smeru príchodu zvuku vo vertikálnej rovine, v tomto prípade je však oveľa slabší (vzhľadom na skutočnosť, že náchylnosť sluchového ústrojenstva na lokalizáciu vo vertikálnej rovine je citeľne horšia).

Podstata efektu prednosti je oveľa hlbšia a má skôr psychologickú ako fyziologickú povahu. Uskutočnilo sa veľké množstvo experimentov, na základe ktorých bola stanovená závislosť. Tento efekt nastáva hlavne vtedy, keď sa čas výskytu ozveny, jej amplitúda a smer zhodujú s nejakým „očakávaním“ poslucháča od toho, ako akustika tejto konkrétnej miestnosti tvorí zvukový obraz. Možno, že osoba už mala skúsenosť s počúvaním v tejto miestnosti alebo podobne, čo tvorí predispozíciu sluchového systému na výskyt „očakávaného“ efektu prednosti. Na obídenie týchto obmedzení, ktoré sú vlastné ľudskému sluchu, sa v prípade viacerých zdrojov zvuku používajú rôzne triky a triky, pomocou ktorých sa v konečnom dôsledku formuje viac či menej hodnoverná lokalizácia hudobných nástrojov / iných zdrojov zvuku v priestore. . Reprodukcia stereo a viackanálového zvuku je vo všeobecnosti založená na mnohých podvodoch a vytváraní sluchovej ilúzie.

Keď dva alebo viac reproduktorov (napríklad 5.1 alebo 7.1 alebo dokonca 9.1) reprodukujú zvuk z rôznych miest v miestnosti, poslucháč počuje zvuky prichádzajúce z neexistujúcich alebo imaginárnych zdrojov, pričom vníma určitú zvukovú panorámu. Možnosť tohto podvodu spočíva v biologických vlastnostiach štruktúry ľudského tela. S najväčšou pravdepodobnosťou človek nemal čas prispôsobiť sa rozpoznaniu takéhoto podvodu kvôli skutočnosti, že princípy "umelej" reprodukcie zvuku sa objavili pomerne nedávno. Ale aj keď sa proces vytvárania imaginárnej lokalizácie ukázal ako možný, implementácia je stále ďaleko od dokonalosti. Faktom je, že sluch skutočne vníma zdroj zvuku tam, kde v skutočnosti neexistuje, ale správnosť a presnosť prenosu zvukových informácií (najmä zafarbenia) je veľkou otázkou. Metódou početných experimentov v reálnych dozvukových miestnostiach a v tlmených komorách sa zistilo, že zafarbenie zvukových vĺn sa líši od skutočných a imaginárnych zdrojov. Ovplyvňuje to najmä subjektívne vnímanie spektrálnej hlasitosti, zafarbenie sa v tomto prípade výrazne a citeľne mení (v porovnaní s podobným zvukom reprodukovaným skutočným zdrojom).

V prípade viackanálových systémov domáceho kina je úroveň skreslenia výrazne vyššia, a to z niekoľkých dôvodov: 1) Mnoho zvukových signálov podobných amplitúdovo-frekvenčným a fázovým priebehom súčasne prichádza z rôznych zdrojov a smerov (vrátane spätne odrazených vĺn) do každého zvukovodu. To vedie k zvýšenému skresleniu a vzhľadu hrebeňového filtrovania. 2) Silné rozostupy reproduktorov v priestore (vzájomne, v multikanálových systémoch môže byť táto vzdialenosť niekoľko metrov a viac) prispieva k nárastu skreslenia farby a zafarbenia zvuku v oblasti imaginárneho zdroja. V dôsledku toho môžeme povedať, že zafarbenie zafarbenia v multikanálových a priestorových zvukových systémoch sa v praxi vyskytuje z dvoch dôvodov: fenomén hrebeňovej filtrácie a vplyv procesov reverbu v konkrétnej miestnosti. Ak je za reprodukciu zvukovej informácie zodpovedný viac ako jeden zdroj (to platí aj pre stereo systém s 2 zdrojmi), efekt „hrebeňového filtrovania“ je nevyhnutný, spôsobený rôznymi časmi príchodu zvukových vĺn do každého zvukového kanála. Zvláštna nerovnosť je pozorovaná v oblasti hornej strednej 1-4 kHz.

Človek vníma zvuk cez ucho (obr.).

Umývadlo je vonku vonkajšie ucho , prechádzajúci do zvukovodu s priem D 1 = 5 mm a dĺžka 3 cm.

Nasleduje ušný bubienok, ktorý pôsobením zvukovej vlny vibruje (rezonuje). Membrána je pripevnená ku kostiam stredného ucha prenášanie vibrácií na druhú membránu a ďalej do vnútorného ucha.

vnútorné ucho má podobu skrútenej trubice („slimáka“) s kvapalinou. Priemer tejto trubice D 2 = 0,2 mm dĺžka 3 - 4 cm dlhý.

Keďže vibrácie vzduchu vo zvukovej vlne sú dostatočne slabé na to, aby priamo vzbudili tekutinu v slimáku, systém stredného a vnútorného ucha spolu s ich membránami zohráva úlohu hydraulického zosilňovača. Plocha tympanickej membrány vnútorného ucha je menšia ako plocha membrány stredného ucha. Tlak vyvíjaný zvukom na ušné bubienky je nepriamo úmerný ploche:

Preto sa tlak na vnútorné ucho výrazne zvyšuje:

Vo vnútornom uchu je po celej jeho dĺžke natiahnutá ďalšia blana (pozdĺžna), ktorá je na začiatku ucha tuhá a na konci mäkká. Každá časť tejto pozdĺžnej membrány môže oscilovať s vlastnou frekvenciou. V tvrdej časti sú vybudené vysokofrekvenčné oscilácie a v mäkkej časti sú vybudené nízkofrekvenčné oscilácie. Pozdĺž tejto membrány je vestibulokochleárny nerv, ktorý vníma vibrácie a prenáša ich do mozgu.

Najnižšia vibračná frekvencia zdroja zvuku 16-20 Hz ucho vnímané ako zvuk s nízkymi basmi. región najcitlivejší sluch zachytáva časť stredofrekvenčných a časť vysokofrekvenčných podrozsahov a zodpovedá frekvenčnému intervalu od r. 500 Hz predtým 4-5 kHz . Ľudský hlas a zvuky vydávané väčšinou procesov v prírode, ktoré sú pre nás dôležité, majú frekvenciu v rovnakom intervale. Zároveň zvuky s frekvenciou o 2 kHz predtým 5 kHz sú zachytené uchom ako zvonenie alebo pískanie. Inými slovami, najdôležitejšie informácie sa prenášajú na zvukových frekvenciách až do približne 4-5 kHz.

Človek podvedome rozdeľuje zvuky na „pozitívne“, „negatívne“ a „neutrálne“.

Negatívne zvuky zahŕňajú zvuky, ktoré boli predtým neznáme, zvláštne a nevysvetliteľné. Spôsobujú strach a úzkosť. Zahŕňajú aj nízkofrekvenčné zvuky, ako je tiché bubnovanie alebo vlčie zavýjanie, pretože vzbudzujú strach. Strach a hrôza navyše vzbudzujú nepočuteľný nízkofrekvenčný zvuk (infrazvuk). Príklady:

V 30. rokoch 20. storočia sa v jednom z londýnskych divadiel používala obrovská organová píšťala ako javiskový efekt. Z infrazvuku tohto potrubia sa celá budova triasla a v ľuďoch sa usídlila hrôza.

Zamestnanci National Physics Laboratory v Anglicku uskutočnili experiment pridaním ultranízkych (infrazvukových) frekvencií do zvuku bežných akustických nástrojov klasickej hudby. Poslucháči cítili slabú náladu a zažili pocit strachu.

Na Katedre akustiky Moskovskej štátnej univerzity sa uskutočnili štúdie o vplyve rockovej a popovej hudby na ľudské telo. Ukázalo sa, že frekvencia hlavného rytmu skladby „Deep People“ spôsobuje nekontrolovateľné vzrušenie, stratu kontroly nad sebou samým, agresivitu voči druhým či negatívne emócie voči sebe. Skladba „The Beatles“, na prvý pohľad harmonická, sa ukázala ako škodlivá až nebezpečná, pretože má základný rytmus okolo 6,4 Hz. Táto frekvencia rezonuje s frekvenciami hrudníka, brušnej dutiny a je blízka prirodzenej frekvencii mozgu (7 Hz.). Preto pri počúvaní tejto kompozície začnú tkanivá brucha a hrudníka bolieť a postupne sa zrútia.

Infrazvuk spôsobuje vibrácie v rôznych systémoch ľudského tela, najmä v kardiovaskulárnom systéme. To má nepriaznivý vplyv a môže viesť napríklad k hypertenzii. Oscilácie s frekvenciou 12 Hz môžu, ak ich intenzita prekročí kritickú hranicu, spôsobiť smrť vyšších organizmov vrátane ľudí. Táto a ďalšie infrazvukové frekvencie sú prítomné v priemyselnom hluku, hluku na diaľnici a iných zdrojoch.

Komentujte: U zvierat rezonancia hudobných frekvencií a ich vlastných môže viesť k úpadku mozgových funkcií. Keď zaznie „metal rock“, kravy prestanú dávať mlieko, ale prasatá naopak metal rock zbožňujú.

Pozitívne sú zvuky potoka, príliv mora alebo spev vtákov; prinášajú úľavu.

Okrem toho, rock nie je vždy zlý. Napríklad country hudba hraná na bendžo pomáha uzdravovať sa, hoci v počiatočnom štádiu ochorenia má zlý vplyv na zdravie.

Medzi pozitívne zvuky patria klasické melódie. Napríklad americkí vedci umiestnili predčasne narodené deti do škatúľ, aby počúvali hudbu Bacha, Mozarta a deti sa rýchlo zotavili a pribrali.

Zvonenie má priaznivý vplyv na ľudské zdravie.

Akýkoľvek efekt zvuku je zosilnený v šere a tme, pretože sa znižuje podiel informácií prichádzajúcich cez oči.

Absorpcia zvuku vo vzduchu a okolitých povrchoch

Vzduchová absorpcia zvuku

Intenzita zvuku sa v akomkoľvek okamihu v ktoromkoľvek bode miestnosti rovná súčtu intenzity priameho zvuku prichádzajúceho priamo zo zdroja a intenzity zvuku odrazeného od okolitých povrchov miestnosti:

Pri šírení zvuku v atmosférickom vzduchu a v akomkoľvek inom prostredí dochádza k stratám intenzity. Tieto straty sú spôsobené absorpciou zvukovej energie vo vzduchu a okolitých povrchoch. Zvážte použitie absorpcie zvuku vlnová teória .

Absorpcia zvuk je fenomén nevratnej premeny energie zvukovej vlny na inú formu energie, predovšetkým na energiu tepelného pohybu častíc média. K absorpcii zvuku dochádza vo vzduchu aj pri odraze zvuku od okolitých povrchov.

Vzduchová absorpcia zvuku sprevádzané znížením akustického tlaku. Nechajte zvuk šíriť sa v danom smere r zo zdroja. Potom v závislosti od vzdialenosti r vzhľadom na zdroj zvuku sa amplitúda akustického tlaku znižuje s exponenciálny zákon :

, (63)

kde p 0 je počiatočný akustický tlak pri r = 0

 – absorpčný koeficient zvuk. Vzorec (63) vyjadruje zákon absorpcie zvuku .

fyzický význam koeficient  je, že koeficient absorpcie sa číselne rovná prevrátenej vzdialenosti vzdialenosti, v ktorej klesá akustický tlak e = 2,71 raz:

Jednotka merania v SI:

Keďže akustický výkon (intenzita) je úmerná druhej mocnine akustického tlaku, potom to isté zákon absorpcie zvuku možno napísať ako:

, (63*)

kde ja 0 - sila (intenzita) zvuku v blízkosti zdroja zvuku, t.j r = 0 :

Pozemky závislosti p sv (r) a ja(r) sú uvedené na obr. 16.

Zo vzorca (63*) vyplýva, že pre hladinu intenzity zvuku platí nasledujúca rovnica:

. (64)

Preto je jednotka SI pre koeficient absorpcie: neper na meter

Navyše je možné vypočítať bielych na meter (B/m) alebo decibelov na meter (dB/m).

Komentujte: Možno charakterizovať absorpciu zvuku stratový faktor , čo sa rovná

, (65)

kde  je dĺžka zvukovej vlny, súčin  – l faktor útlmu zvuk. Hodnota rovnajúca sa prevrátenej hodnote stratového faktora

volal faktor kvality .

Úplná teória absorpcie zvuku vo vzduchu (atmosfére) zatiaľ neexistuje. Početné empirické odhady poskytujú rôzne hodnoty koeficientu absorpcie.

Prvú (klasickú) teóriu absorpcie zvuku vytvoril Stokes a je založená na zohľadnení vplyvu viskozity (vnútorné trenie medzi vrstvami média) a tepelnej vodivosti (vyrovnanie teplôt medzi vrstvami média). Zjednodušené Stokesov vzorec vyzerá ako:

, (66)

kde  – viskozita vzduchu,  – Poissonov pomer,  0 – hustota vzduchu pri 0 0 C,  – rýchlosť zvuku vo vzduchu. Za normálnych podmienok bude mať tento vzorec tvar:

. (66*)

Stokesov vzorec (63) alebo (63*) však platí len pre monatomický plyny, ktorých atómy majú tri translačné stupne voľnosti, t.j  =1,67 .

Pre plyny z 2, 3 alebo viacatómových molekúl význam  oveľa viac, keďže zvuk vzrušuje rotačné a vibračné stupne voľnosti molekúl. Pre takéto plyny (vrátane vzduchu) je vzorec presnejší

, (67)

kde T n = 273,15 tis. absolútna teplota topiaceho sa ľadu („trojitý bod“), p n = 1,013 . 10 5 pa - normálny atmosférický tlak, T a p– skutočná (nameraná) teplota vzduchu a atmosférický tlak,  =1,33 pre diatomické plyny,  =1,33 pre tri- a polyatómové plyny.

Absorpcia zvuku uzavretými povrchmi

Absorpcia zvuku uzavretými povrchmi vzniká, keď sa od nich odráža zvuk. V tomto prípade sa časť energie zvukovej vlny odráža a spôsobuje vznik stojatých zvukových vĺn a druhá energia sa premieňa na energiu tepelného pohybu častíc bariéry. Tieto procesy sú charakterizované koeficientom odrazu a koeficientom absorpcie plášťa budovy.

Koeficient odrazu zvuk z bariéry je bezrozmerné množstvo rovnajúce sa podielu časti energie vlneniaW neg , odrazené od bariéry, na celú energiu vlnyW podložka pád na prekážku

Pohlcovanie zvuku prekážkou sa vyznačuje tým absorpčný koeficient – bezrozmerné množstvo rovnajúce sa podielu časti energie vlneniaW absorbovať , absorbovaný bariérou(a bariéra, ktorá prešla do vnútornej energie látky), na všetku energiu vĺnW podložka pád na prekážku

Priemerný absorpčný koeficient zvuk zo všetkých okolitých plôch je rovnaký

, (68*)

kde  i – koeficient absorpcie zvuku materiálu i-tá bariéra, S i - plocha i-tá bariéra, S je celková plocha prekážok, n- množstvo rôznych prekážok.

Z tohto vyjadrenia môžeme usúdiť, že priemerný koeficient absorpcie zodpovedá jedinému materiálu, ktorý by mohol pokryť všetky povrchy bariér miestnosti pri zachovaní celková absorpcia zvuku (ALE ), rovná

. (69)

Fyzikálny význam celkovej absorpcie zvuku (A): číselne sa rovná koeficientu absorpcie zvuku otvoreného otvoru s plochou 1 m2.

Jednotka merania absorpcie zvuku sa nazýva sabin:

Vnímanie zvuku je založené na dvoch procesoch, ktoré prebiehajú v slimáku:

■ oddelenie zvukov rôzne frekvencie podľa miesta ich najväčšieho dopadu na hlavnú membránu slimáka;

■ transformácia receptorové bunky mechanických vibrácií do nervového vzruchu.

Zvukové vibrácie vstupujúce do vnútorného ucha cez oválne okienko sa prenášajú do perilymfy a vibrácie tejto tekutiny vedú k posunom hlavnej membrány, na ktorej sú umiestnené receptorové vláskové bunky: vnútorné a vonkajšie, navzájom oddelené oblúkmi Corti. Vlásky receptorových buniek sú umývané endolymfou a prichádzajú do kontaktu s krycou membránou, ktorá sa nachádza nad vláskovými bunkami pozdĺž celého priebehu membránového kanála. Pôsobením zvukov sa hlavná membrána začne chvieť, chĺpky receptorových buniek sa dotýkajú krycej membrány a sú mechanicky dráždené. V dôsledku toho v nich dochádza k excitačnému procesu, ktorý smeruje pozdĺž aferentných vlákien k neurónom špirálového uzla slimáka a ďalej do centrálneho nervového systému.

Výška stĺpca oscilujúcej kvapaliny závisí od výšky zvuku, a teda od miesta najväčšieho posunu hlavnej membrány: vysokofrekvenčné zvuky majú najväčší účinok na začiatku hlavnej membrány. membrány , a nízkych frekvenciách – dosiahnuť vrchol slimáka . Touto cestou , Zvuky rôznych frekvencií vzrušujú rôzne vlasové bunky a rôzne vlákna . Zvýšenie intenzity zvuku vedie k zvýšeniu počtu excitovaných vláskových buniek a nervových vlákien, čo umožňuje rozlíšiť intenzitu zvukových vibrácií.

Rozlišujte medzi kostným a vzduchovým vedením zvuku. Za normálnych podmienok prevláda u človeka vedenie vzduchu - vedenie zvukových vibrácií vonkajším a stredným uchom k receptorom vnútorného ucha . V prípade kostného vedenia sa zvukové vibrácie prenášajú cez kosti lebky priamo do slimáka (napríklad pri potápaní, potápaní).

Človek zvyčajne vníma zvuky s frekvenciou 15 až 20 000 Hz. U detí dosahuje horná hranica 22 000 Hz, s vekom klesá. Najvyššia citlivosť bola zistená vo frekvenčnom rozsahu od 1 000 predtým 3 000 Hz . Táto oblasť zodpovedá najbežnejším frekvenciám ľudskej reči a hudby. .

4. Význam a všeobecný plán organizácie vestibulárneho senzorického systému

Vestibulárny senzorický systém slúži na analýzu polohy a pohybu tela v priestore. Je to jeden z najstarších zmyslových systémov , vyvinuté pod vplyvom gravitácie na Zemi . Spolu s vizuálnym zmyslovým systémom a kinestetickým analyzátorom zohráva vedúcu úlohu v priestorovej orientácii človeka. Impulzy z vestibuloreceptorov sa v tele využívajú na udržanie telesnej rovnováhy, na reguláciu a udržanie držania tela a na priestorovú organizáciu pohybov človeka. Pri rovnomernom pohybe alebo v pokoji nie sú excitované receptory vestibulárneho senzorického systému. .

Vestibulárny senzorický systém pozostáva z nasledujúcich oddelení:

1. periférna, ktorá zahŕňa dve formácie obsahujúce mechanoreceptory vestibulárneho systému - vestibul (vrecko a maternica) a polkruhové kanály;

2. drôt , ktorá začína od receptorov vláknami bipolárnej bunky ( prvý neurón ) vestibulárny uzol nachádzajúci sa v spánkovej kosti, axóny týchto neurónov tvoria vestibulárny nerv a spolu so sluchovým nervom ako súčasť 8. páru hlavových nervov vstupujú do medulla oblongata; vo vestibulárnych jadrách medulla oblongata sú druhé

3. neuróny, impulzy, z ktorých prichádzajú do tretích neurónov - do talamu. Signály z vestibulárnych jadier sa posielajú nielen do talamu (toto nie je jediný spôsob), ale do mnohých častí centrálneho nervového systému: do miechy, mozočku, retikulárnej formácie a autonómnych ganglií. 3. kortikálne, reprezentované štvrtými neurónmi, z ktorých niektoré sú umiestnené v primárnom poli vestibulárneho systému v temporálnej oblasti kôry a druhé - v tesnej blízkosti pyramídových neurónov motorickej kôry a v postcentrálnom gyrus. . Presná lokalizácia vestibulárnej zóny ľudskej kôry ešte nebola definitívne objasnená.

5. Fungovanie vestibulárneho aparátu

Periférnou časťou vestibulárneho senzorického systému je teda vestibulárny aparát, ktorý sa nachádza vo vnútornom uchu v labyrinte pyramídy spánkovej kosti. Pozostáva z predsiene a troch polkruhových kanálov.

1. Kanály a dutiny v spánkovej kosti tvoria kostený labyrint vestibulárneho aparátu, ktorý je čiastočne vyplnený blanitým labyrintom. Medzi kosteným a membránovým labyrintom je tekutina - perilymfa a vo vnútri membránového labyrintu - endolymfa.

2. Predsieňový aparát je určený na analýzu účinku gravitácie pri zmene polohy tela v priestore a zrýchlení priamočiareho pohybu. Je rozdelená na 2 dutiny - vačok a maternicu, obsahujúce otolitové zariadenia, ktorých mechanoreceptormi sú vláskové bunky. Časť receptorovej bunky vyčnievajúca do dutiny končí jedným dlhším pohyblivým vlasom a 60–80 nalepenými nepohyblivými vlasmi. Tieto chĺpky prenikajú do rôsolovitej otolitovej membrány, v ktorej sú kryštály uhličitanu vápenatého – otolity (obr. 33).

3. V maternici je otolitová membrána umiestnená v horizontálnej rovine , a v miešku je ohnutá a je vo frontálnej a sagitálnej rovine .

4. Pri zmene polohy hlavy a tela, ako aj pri vertikálnom alebo horizontálnom zrýchlení sa otolitové membrány voľne pohybujú pôsobením gravitácie vo všetkých troch rovinách (t.j. kĺžu po vlasoch), pričom deformujú vlásky mechanoreceptorov. Čím väčšia je deformácia chĺpkov, tým vyššia je frekvencia aferentných impulzov vo vláknach vestibulárneho nervu.

Ryža. 33. Štruktúra otolitového aparátu :

1 - otolity; 2 - otolitická membrána; 3 - chĺpky receptorových buniek;

4 - receptorové bunky; 5 - podporné bunky; 6 - nervové vlákna

Prístroj polkruhových kanálov sa používa na analýzu účinku odstredivej sily pri rotačných pohyboch. Jeho adekvátnou dráždivosťou je uhlové zrýchlenie. Polkruhové kanáliky sú umiestnené v troch vzájomne kolmých rovinách (predná – vo frontálnej rovine , bočné – v horizontálnej polohe , zadná časť – v sagitáli ) a naplnený, ako celý labyrint, hustou endolymfou (jej viskozita je 2-3 krát väčšia ako viskozita vody). Jeden z koncov každého kanála je rozšírený do "ampuly". Receptorové vláskové bunky sú sústredené len v ampulkách vo forme krist (záhyby, hrebene), t.j. zlepené dohromady. Pri pohybe endolymfy (pri uhlových zrýchleniach), pri ohýbaní chĺpkov jedným smerom sú vláskové bunky vzrušené a pri opačnom pohybe sú brzdené. Receptorový potenciál generovaný stimuláciou vláskových buniek prenáša impulz na zakončenia vlákien vestibulárneho nervu.

aktuálne zobrazené , že rotácie alebo náklony na jednu stranu zvyšujú aferentné impulzy , a na druhej strane – znížiť to . To umožňuje rozlišovať medzi smerom priamočiareho alebo rotačného pohybu. .

6. Vplyv vestibulárneho systému na rôzne funkcie tela

Vestibulárny senzorický systém je spojený s mnohými centrami miechy a mozgu a spôsobuje množstvo vestibulozomatických a vestibulo-vegetatívnych reflexov (obr. 34). Najdôležitejšie z týchto reakcií sú vestibulospinálne.

Vestibulárne podráždenia spôsobujú nastavovacie reflexy zmien svalového tonusu, zdvíhacie reflexy, ako aj špeciálne pohyby očí zamerané na udržanie obrazu na sietnici - nystagmus (pohyby očných buliev s rýchlosťou rotácie , ale v opačnom smere , potom rýchly návrat do východiskovej polohy a nová spätná rotácia) .

Ryža. 34. Aferentné spojenia vestibulárneho aparátu :

G - oko; TK - tenké črevo; M - sval; Pm - medulla oblongata;

G - žalúdok; Pozri - miecha

Vestibulo-vegetatívne reakcie zahŕňajú kardiovaskulárny systém, gastrointestinálny trakt a ďalšie orgány. Pri silnom a dlhotrvajúcom zaťažení vestibulárneho aparátu sa vyskytuje „nevoľnosť z pohybu“ (príkladom je morská choroba), ktorá sa prejavuje zmenou srdcovej frekvencie a krvného tlaku, zhoršením zmyslu času, zmenou duševných funkcií. - pozornosť, operačné myslenie, krátkodobá pamäť, emocionálne prejavy. V závažných prípadoch sa vyskytujú závraty, nevoľnosť a vracanie. Zvýšený sklon k „nevoľnosti z pohybu“ možno znížiť špeciálnym tréningom (rotácia, švih) a užívaním množstva liekov.

V stave beztiaže (keď má človek vypnuté vestibulárne vplyvy) dochádza k strate predstáv o priestorovej polohe tela. Strata schopnosti chôdze a behu. Stav nervového systému sa zhoršuje, dochádza k zvýšenej podráždenosti, nestabilite nálady. Teda okrem hlavnej funkcie analyzátora, ktorá je dôležitá pre kontrolu držania tela a pohybov človeka, má vestibulárny senzorický systém množstvo vedľajších účinkov na mnohé funkcie tela, ktoré vznikajú v dôsledku ožiarenia vzruchov do iných nervových centier. .

Motivácia k akcii

Akčný plán

Schémy účelových pohybov

(získané a vrodené)

Regulácia držania tela

Mono- a polysynaptické reflexy

Dĺžka svalov Svalové napätie

Program

Výkon

Ryža. 35. Všeobecný plán organizácie motorického senzorického systému

Prednáška 22

SYSTÉM SNÍMAČA MOTORA .

SENZORICKÉ SYSTÉMY KOŽE , CHUŤ A VÔŇ

1. Význam a všeobecný plán organizácie motorického senzorického systému

Motorický senzorický systém sa používa na analýzu stavu motorického aparátu – jeho pohyby a polohy . Informácie o stupni kontrakcie kostrových svalov, napätí šliach, zmenách kĺbových uhlov sú potrebné na reguláciu pohybových aktov a postojov.

Motorický senzorický systém pozostáva z nasledujúcich oddelení:

1. periférne, reprezentované proprioreceptormi umiestnenými vo svaloch, šľachách a kĺbových vakoch;

2. drôt , ktorá začína bipolárnymi bunkami (prvými neurónmi), ktorých telá sa nachádzajú mimo CNS – v miechových uzlinách je jeden z ich procesov spojený s receptormi, druhý vstupuje do miechy a prenáša impulzy na druhé neuróny v medulla oblongata (časť dráh z proprioreceptorov smeruje do mozočkovej kôry) a potom do mozočku. tretie neuróny - reléové jadrá talamu;

3. kortikálny, nachádzajúci sa v prednom centrálnom gyre mozgovej kôry.

Všeobecný plán organizácie motorického senzorického systému je znázornený na obr. 35.

2. Funkcie proprioreceptorov

Svaly cicavcov a ľudí obsahujú 3 typy špecializovaných receptorov: svalové vretienka, šľachové receptory

Golgiho a kĺbové receptory (receptory kĺbového puzdra a kĺbových väzov). Všetky tieto receptory reagujú na mechanické podnety a podieľajú sa na koordinácii pohybov, pričom sú zdrojom informácií o stave motorického aparátu. Špecifickým stimulom proprioreceptorov je ich natiahnutie.

Svalové vretienka sú malé podlhovasté útvary (dlhé niekoľko milimetrov, široké desatiny milimetra) umiestnené v hrúbke svalu. Každé vreteno je pokryté puzdrom tvoreným niekoľkými vrstvami buniek, ktoré sa v centrálnej časti rozširuje a vytvára jadrový vak (obr. 36).

Ryža. 36. Svalové vreteno:

1 - proximálny koniec intrafúzneho svalového vlákna pripojený k vláknu kostrového svalstva; 2 - distálny koniec tohto vlákna pripojený k fascii; 3 - jadrové vrecko; 4 - aferentné vlákna; 5 - vlákna gama motorických neurónov; 6 - alfa motorické neurónové vlákno smerujúce do kostrového svalu

Vo vnútri kapsuly je zväzok (od 2 do 14) tenkých vlákien (2 až 3-krát tenších ako bežné vlákna kostrového svalstva), ktoré sú tzv. intrafuzálne na rozdiel od všetkých ostatných svalových vlákien (extrafusal).

Vretená sú rovnobežné s extrafuzálnymi vláknami - jeden koniec je pripevnený k šľache a druhý k vláknu. Existujú dva typy intrafúznych vlákien:

■ nukleárnych vačkovcov- hrubšie a dlhšie s jadrami v strede, zhrubnutá časť vlákna - jadrový vak, ktoré sú spojené s najhrubšími a najrýchlejšie vodivými aferentnými nervovými vláknami - informujú o dynamickej zložke pohybu(rýchlosť zmeny dĺžky svalov) ;

■ jadrový reťazec- kratší, tenší, s jadrami vytiahnutými do reťaze, informujúci o statickej zložke (dĺžka momentálne držaného svalu).

Senzorické zakončenia aferentných nervových vlákien sú špirálovito umiestnené (navinuté) na intrafúznych vláknach.

Keď je kostrový sval natiahnutý, svalové receptory sú tiež natiahnuté a zakončenia nervových vlákien sú deformované, čo spôsobuje výskyt nervových impulzov v nich, smerujúcich predovšetkým do motorických neurónov miechy. Frekvencia impulzov sa zvyšuje so zvyšujúcim sa naťahovaním svalu, ako aj so zvyšovaním rýchlosti jeho naťahovania. Nervové centrá sú teda informované o rýchlosti naťahovania svalu a jeho dĺžke. Impulz zo svalových vretien pokračuje počas celej doby udržiavania natiahnutého stavu, čo zabezpečuje, že centrá si neustále uvedomujú dĺžku svalu. Čím jemnejšie a koordinovanejšie pohyby svaly vykonávajú, tým majú viac svalových vretien: u človeka v hlbokých svaloch krku, ktoré spájajú chrbticu s hlavou, je ich priemerný počet 63 a vo svaloch stehna a panva - menej ako 5 vretien na 1 g hmotnosti svalov.

CNS dokáže jemne regulovať citlivosť proprioreceptorov, t.j. vretienka majú tiež eferentnú inerváciu: intrafuzálne svalové vlákna sú inervované axónmi, ktoré k nim prichádzajú z gama motorických neurónov. Excitácia alfa motorických neurónov je sprevádzaná excitáciou gama motorických neurónov. Aktivácia gama motorických neurónov vedie k zvýšeniu citlivosti (excitability) aferentných neurónov: pri rovnakej dĺžke kostrového svalu sa do nervových centier dostane väčší počet aferentných impulzov.

Výboje malých gama motorických neurónov miechy spôsobujú kontrakciu intrafúznych svalových vlákien na oboch stranách vaku jadrového vretienka. V dôsledku toho sa natiahne stredná neredukovateľná časť svalového vretienka a deformácia odchádzajúceho nervového vlákna spôsobuje zvýšenie jeho excitability. To umožňuje po prvé vyčleniť proprioceptívne impulzy na pozadí iných aferentných informácií a po druhé zvýšiť presnosť analýzy stavu svalov. Zvýšenie citlivosti vretien nastáva počas pohybu a dokonca aj v stave pred spustením. Vysvetľuje to skutočnosť, že v dôsledku nízkej excitability gama motorických neurónov je ich aktivita v pokoji slabo vyjadrená a počas dobrovoľných pohybov a vestibulárnych reakcií sa aktivuje. Citlivosť proprioreceptorov sa zvyšuje aj pri miernej stimulácii sympatických vlákien a uvoľňovaní malých dávok adrenalínu.

Receptory Golgiho šľachy sa nachádzajú v mieste spojenia svalových vlákien so šľachou. Receptory šliach (zakončenia nervových vlákien) splietajú tenké vlákna šľachy obklopené puzdrom. V dôsledku postupného pripájania šľachových receptorov na svalové vlákna (a v niektorých prípadoch na svalové vretienka) dochádza pri svalovom napätí k naťahovaniu mechanoreceptorov šľachy, t.j. vzrušuje ich svalová kontrakcia. Na rozdiel od svalových vretien teda šľachové receptory informujú nervové centrá o sile vyvinutej svalom (o stupni svalového napätia a rýchlosti jeho rozvoja). Na miechovej úrovni spôsobujú inhibíciu motorických neurónov vlastného svalu a excitáciu motorických neurónov antagonistu cez interneuróny.

Kĺbové receptory informujú o polohe jednotlivých častí tela v priestore a voči sebe navzájom. Sú to voľné nervové zakončenia alebo zakončenia uzavreté v špeciálnej kapsule. Niektoré kĺbové receptory posielajú informáciu o veľkosti kĺbového uhla, t.j. o polohe kĺbu. Ich impulzovanie pokračuje počas celého obdobia zachovania tohto uhla. Platí, že čím väčšia frekvencia, tým väčší posun uhla. Ostatné kĺbové receptory sú excitované až v momente pohybu v kĺbe, t.j. odosielať informácie o rýchlosti. Frekvencia ich impulzov sa zvyšuje so zvyšovaním rýchlosti zmeny kĺbového uhla.

Signály prichádzajúce z receptorov svalových vretien, orgánov šliach, kĺbových vakov a hmatových kožných receptorov sa nazývajú kinestetické , tie. informovanie o pohybe tela. Ich účasť na dobrovoľnej regulácii pohybov je rôzna. Signály z kĺbových receptorov spôsobujú v mozgovej kôre výraznú reakciu a sú dobre známe. Vďaka nim človek lepšie vníma rozdiely v pohyboch kĺbov ako rozdiely v miere svalového napätia v statických polohách či udržiavaní hmotnosti. Signály z iných proprioceptorov, prichádzajúce hlavne do mozočku, zabezpečujú nevedomú reguláciu, podvedomú kontrolu pohybov a postojov.

3. Senzorické systémy kože , vnútorné orgány , chuť a vôňu

Koža a vnútorné orgány majú rôzne receptory, ktoré reagujú na fyzikálne a chemické podnety.

Príjem kožou

Hmat, teplota a príjem bolesti je zastúpený v koži. Na 1 cm 2 kože je v priemere 12 13 studených bodov, 1 2 termálnych, 25 hmatových a asi 100 bolestivých bodov.

Dotykový dotykový systém zamýšľané na analýzu tlaku a dotyku. Jeho receptormi sú voľné nervové zakončenia a komplexné útvary (Meissnerove telieska, Paciniho telieska), v ktorých sú nervové zakončenia uzavreté v špeciálnom puzdre. Nachádzajú sa v hornej a dolnej vrstve kože, v kožných cievach, na báze vlasov. Najmä je ich veľa na rukách a nohách, dlaniach, chodidlách, perách. Sú to mechanoreceptory, ktoré reagujú na natiahnutie, tlak a vibrácie. Najcitlivejším receptorom je Paciniánske teliesko, ktoré spôsobuje pocit dotyku, keď sa puzdro posunie len o 0,0001 mm. Čím väčšia je veľkosť Pacinovho telieska, tým hrubšie a rýchlejšie vodivé aferentné nervy z neho odchádzajú. Vedú krátke výboje (trvanie 0,005 s), informujúce o začiatku a konci mechanického podnetu.

Cesta hmatovej informácie je nasledovná: receptor - 1. neurón v miechových uzlinách - 2. neurón v mieche alebo medulla oblongata - 3-th neurón v diencefalóne (v talame) - 4-th neurón v zadnom centrálnom gyre mozgovej kôry (v primárnej somatosenzorickej zóne).

Príjem teploty vykonávaná chladovými receptormi (Krauseove banky) a termálne (Ruffiniho telieska, Golgi-Mazzoni). Pri teplote kože 31 - 37 °C sú tieto receptory takmer neaktívne. Pod touto hranicou sa receptory chladu aktivujú úmerne poklesu teploty, potom ich aktivita klesá a úplne sa zastaví pri +12 °C. Pri teplotách nad 37 °C sa aktivujú tepelné receptory, ktoré dosahujú maximálnu aktivitu pri +43 °C, potom náhle prestanú reagovať.

Príjem bolesti, podľa väčšiny odborníkov nemá špeciálne vnímacie útvary. Bolestivé podnety sú vnímané voľnými nervovými zakončeniami a vyskytujú sa aj pri silných tepelných a mechanických podnetoch v zodpovedajúcich termo- a mechanoreceptoroch.

Teplotné a bolestivé podnety sa prenášajú do miechy, odtiaľ do diencefalu a do somatosenzorickej oblasti kôry.

3.2. Visceroceptívny ( interoreceptívny ) zmyslový systém

Vo vnútorných orgánoch je veľa receptorov, ktoré vnímajú tlak - baroreceptory ciev, črevného traktu a pod., zmeny chémie vnútorného prostredia, - chemoreceptory, jeho teplotu, - termoreceptory, osmotický tlak, bolestivé podnety. S ich pomocou sa nepodmieneným reflexným spôsobom reguluje stálosť rôznych konštánt vnútorného prostredia (udržiavanie homeostázy), centrálny nervový systém je informovaný o zmenách vo vnútorných orgánoch.

Informácie z interoreceptorov cez vagus, celiakiu a panvové nervy sa dostávajú do diencefala (talamu aj hypotalamu), ako aj do subkortikálnych jadier (caudate), do mozočka a potom do frontálnej a iných oblastí mozgovej kôry. Činnosť tohto systému sa prakticky nerealizuje, je zle lokalizovaná, ale so silnými podráždeniami sa dobre cíti. Podieľa sa na tvorbe zložitých pocitov - smäd, hlad atď.

3.3. Čuchové a chuťové zmyslové systémy

Čuchové a chuťové zmyslové systémy patria medzi najstaršie systémy. Sú určené na vnímanie a analýzu chemických podnetov. , pochádzajúce z vonkajšieho prostredia.

Xčuchové receptory sa nachádzajú v čuchovom epiteli horných nosových priechodov. Ide o bipolárne vláskové bunky, ktoré prenášajú informácie cez etmoidnú kosť lebky do buniek čuchového bulbu mozgu a ďalej cez čuchový trakt do čuchových kortikálnych zón (hák morského koníka , gyrus hipokampu a iné). Rôzne receptory selektívne reagujú na rôzne molekuly pachových látok, pričom sú excitované len tými molekulami, ktoré sú zrkadlovou kópiou povrchu receptora. Vnímajú éterické , gáfor , mäta , pižmové a iné pachy , a na niektoré látky je citlivosť nezvyčajne vysoká .

Chuťové chemoreceptory sú chuťové poháriky umiestnené v epiteli jazyka, zadnom hltane a mäkkom podnebí. Deti majú viac , a s vekom – klesajúci . Mikroklky receptorových buniek vyčnievajú z bulbu na povrch jazyka a reagujú na látky rozpustené vo vode. Ich signály prichádzajú cez vlákna tvárového a glosofaryngeálneho nervu do talamu a ďalej do somatosenzorickej kôry. Receptory v rôznych častiach jazyka vnímajú štyri základné chute : horká (zadná časť jazyka), kyslá (okraje jazyka), sladká (predná časť jazyka) a slaná (predná časť a okraje jazyka). Neexistuje prísna zhoda medzi chuťovými vnemami a chemickou štruktúrou látky, pretože chuťové vnemy sa môžu meniť chorobou, tehotenstvom atď. Na tvorbe chuťových vnemov sa podieľa čuch, hmat, bolesť a citlivosť na teplotu. Informácie chuťového zmyslového systému slúžia na organizáciu stravovacieho správania spojeného s prijímaním, výberom, preferovaním alebo odmietaním potravy, vznikom pocitu hladu, sýtosti.

4. Recyklácia , interakcia a význam zmyslových informácií

Senzorická informácia sa prenáša z receptorov do vyšších častí mozgu po dvoch hlavných dráhach nervového systému – špecifickej a nešpecifickej. . Špecifické dráhy sú klasické aferentné dráhy zrakových, sluchových, motorických a iných zmyslových systémov, ktoré tvoria jeden z troch hlavných funkčných blokov mozgu – blok na príjem, spracovanie a ukladanie informácií (A. R. Luria, 1962, 1973). Na spracovaní týchto informácií sa podieľa aj nešpecifický systém mozgu, ktorý nemá priame spojenie s periférnymi receptormi, ale prijíma impulzy cez kolaterály zo všetkých vzostupných špecifických systémov a zabezpečuje ich širokú interakciu.

4.1. Spracovanie senzorických informácií v dirigentských oddeleniach

Analýza prijatých podráždení prebieha vo všetkých oddeleniach zmyslových systémov. Najjednoduchšia forma analýzy sa už uskutočňuje na úrovni receptorov: zo všetkých vplyvov dopadajúcich na telo vyčleňujú (vyberajú) podnety jedného typu (svetlo, zvuk atď.). Zároveň je v jednom senzorickom systéme možný detailnejší výber charakteristík signálu. ( rozlišovanie farieb fotoreceptormi čapíkov a pod. . ).

Ďalšie spracovanie aferentných informácií v úseku vedenia spočíva na jednej strane v priebežnej analýze vlastností stimulu a na druhej strane v procesoch ich syntézy. , pri sumarizácii prijatých informácií. Keď sa aferentné impulzy prenášajú do vyšších úrovní zmyslových systémov, zvyšuje sa zložitosť spracovania informácií: napríklad v podkôrových zrakových centrách stredného mozgu sú neuróny, ktoré reagujú na rôzne stupne osvetlenia a detegujú pohyb; v subkortikálnych sluchových centrách - neurónoch, ktoré extrahujú informácie o výške a lokalizácii zvuku, čo je základom orientačného reflexu na neočakávané podnety, t.j. tieto neuróny reagujú na aferentné signály zložitejším spôsobom ako jednoduché vodiče.

Vďaka množstvu vetiev aferentných dráh na úrovni miechy a subkortikálnych centier sú zabezpečené viacnásobné interakcie aferentných impulzov v rámci jedného zmyslového systému, ako aj interakcia medzi rôznymi zmyslovými systémami (najmä extrémne rozsiahle interakcie vestibulárneho systému). možno zaznamenať zmyslový systém s mnohými vzostupnými a zostupnými dráhami). V nešpecifickom systéme mozgu sa vytvárajú obzvlášť široké príležitosti na interakciu rôznych signálov. , kde impulzy rôzneho pôvodu (z 30 tisíc neurónov) a z rôznych receptorov tela môžu konvergovať (konvergovať) k rovnakému neurónu. V dôsledku toho hrá nešpecifický systém dôležitú úlohu v procesoch integrácie funkcií v tele.

Pri vstupe do vyšších úrovní CNS dochádza buď k stlačeniu alebo expanzii informácií pochádzajúcich z jedného receptora, čo je spojené s nerovnakým počtom prvkov v susedných vrstvách. Príkladom je zrakový senzorický systém, kde vrstva fotoreceptorov v každej z dvoch ľudských sietníc má okolo 130 miliónov prvkov a vo výstupnej vrstve – gangliových bunkách sietnice – len 1 milión 250 tisíc neurónov. Jedna gangliová bunka sietnice spája informácie zo stoviek bipolárnych buniek a desiatok tisíc receptorov, t.j. takéto informácie sa dostávajú do zrakových nervov po výraznom spracovaní, v skrátenej forme. Toto je príklad zúženia (stlačenia) informácií.

Na druhej strane, signály jedného receptora sú spojené s desiatkami gangliových buniek a môžu v princípe prenášať informácie na akékoľvek kortikálne neuróny vo zrakovej kôre. Na vyšších úrovniach zrakového senzorického systému dochádza k expanzii informácií: počet neurónov v primárnej zrakovej kôre je tisíckrát väčší ako v podkôrovom zrakovom centre alebo na výstupe zo sietnice. V sluchovom a množstve ďalších zmyslových systémov je prezentovaný len rozširujúci sa „lievik“ – v smere od receptorov ku kôre. Fyziologický význam rozšírenia "lievika" je poskytnúť frakčnejšiu a komplexnejšiu analýzu signálu.

Veľký počet paralelných kanálov (900 000 v očnom nerve a 30 000 v sluchovom nerve) zabezpečuje prenos špecifických informácií z receptorov do kôry bez skreslenia.

Jedným z najdôležitejších aspektov spracovania aferentných informácií je výber najvýznamnejších signálov, uskutočňovaný vzostupnými a zostupnými vplyvmi na rôznych úrovniach zmyslových systémov. Pri tomto výbere zohráva dôležitú úlohu aj nešpecifická časť nervového systému (limbický systém, retikulárna formácia). Aktiváciou alebo inhibíciou mnohých centrálnych neurónov prispieva k výberu najvýznamnejších informácií pre telo. Na rozdiel od rozsiahlych vplyvov medzimozgovej časti retikulárnej formácie , impulzy z nešpecifických jadier talamu ovplyvňujú len obmedzené oblasti mozgovej kôry . Takéto selektívne zvýšenie aktivity malej oblasti kôry je dôležité pri organizovaní aktu pozornosti. , zvýraznenie najdôležitejších správ v súčasnosti na všeobecnom aferentnom pozadí .

4.2. Spracovanie informácií na kortikálnej úrovni

V mozgovej kôre narastá zložitosť spracovania informácií z primárnych polí do jej sekundárnych a terciárnych polí. .

Primárne polia kôry vykonávajú analýzu stimulov určitého typu pochádzajúcich zo špecifických receptorov, ktoré sú s nimi spojené. Ide o takzvané jadrové zóny analyzátorov (podľa I.P. Pavlova) - zrakové, sluchové atď. Ich činnosť je základom vzniku vnemov. .

Sekundárne polia ležiace okolo nich (okraj analyzátorov) prijímajú výsledky spracovania informácií z primárnych polí a transformujú ich do zložitejších foriem. V sekundárnych poliach dochádza k pochopeniu prijatých informácií , jej uznanie , sú poskytované procesy vnímania podráždenia tohto typu. Zo sekundárnych polí jednotlivých zmyslových systémov sa informácie dostávajú do zadných terciárnych polí - asociatívnych dolných parietálnych zón, kde dochádza k integrácii signálov rôznych modalít, čo umožňuje vytvárať ucelený obraz vonkajšieho sveta so všetkými jeho pachmi, zvukmi. , farby atď. Tu sa na základe aferentných správ z rôznych častí pravej a ľavej polovice tela vytvárajú komplexné reprezentácie človeka o priestorovej schéme a schéme tela, ktoré poskytujú priestorovú orientáciu pohybov a presné adresovanie motorických príkazov rôzne kostrové svaly. Tieto zóny sú tiež mimoriadne dôležité pri ukladaní prijatých informácií.

Na základe analýzy a syntézy informácií spracovaných v zadnom terciárnom poli kôry sa formujú ciele v jej predných terciárnych poliach (predná frontálna oblasť). , úlohy a programy ľudského správania.

Dôležitým znakom kortikálnej organizácie zmyslových systémov je clonové alebo somatotopické (lat. somaticus - telesné, topicus - lokálne) znázornenie funkcií. Citlivé kortikálne centrá primárnych polí kôry tvoria akoby clonu , odráža umiestnenie receptorov na periférii , tie. existujú projekcie z bodu do bodu. Takže v zadnom centrálnom gyre (v somatosenzorickej zóne) sú neuróny hmatovej, teplotnej a kožnej citlivosti prezentované v rovnakom poradí ako receptory na povrchu tela, pripomínajúce kópiu človeka (homunkulus); vo vizuálnej kôre - ako obrazovka sietnicových receptorov; v sluchovej kôre - v určitom poradí neuróny, ktoré reagujú na určitú výšku zvukov. Rovnaký princíp priestorovej reprezentácie informácií sa pozoruje v prepínacích jadrách talamu, v mozočkovej kôre, čo značne uľahčuje interakciu rôznych častí centrálneho nervového systému.

Oblasť kortikálnej senzorickej reprezentácie vo svojej veľkosti odráža funkčný význam jednej alebo druhej časti aferentnej informácie. V dôsledku osobitného významu analýzy informácií z kinestetických receptorov prstov a z rečového aparátu u ľudí teda oblasť ich kortikálnej reprezentácie výrazne prevyšuje senzorickú reprezentáciu iných častí tela. . Páči sa ti to , na jednotku plochy fovey v sietnici predstavuje takmer 500 krát veľkú plochu zrakovej kôry , ako rovnaká jednotková plocha periférie sietnice .

Vyššie oddelenia centrálneho nervového systému zabezpečujú aktívne vyhľadávanie zmyslových informácií. To sa zreteľne prejavuje v činnosti zrakového zmyslového systému. Špeciálne štúdie pohybov očí ukázali , že pohľad nefixuje všetky body priestoru , ale len tie najinformatívnejšie znaky , obzvlášť dôležité pre rozhodovanie o čom - alebo aktuálne úlohy. Vyhľadávacia funkcia očí je súčasťou aktívneho správania človeka vo vonkajšom prostredí, jeho vedomej činnosti. Je riadená vyššími analyzujúcimi a integračnými oblasťami kôry - čelnými lalokmi, pod kontrolou ktorých je aktívne vnímanie vonkajšieho sveta.

Mozgová kôra poskytuje najširšiu interakciu rôznych zmyslových systémov a ich účasť na organizácii motorických akcií človeka, vrátane. pri jeho športových aktivitách.

4.3. Hodnota aktivity zmyslových systémov v športe

Účinnosť vykonávania športových cvičení závisí od procesov vnímania a spracovania zmyslových informácií.

Jasné vnímanie priestoru a priestorová orientácia pohybov sú poskytované fungovaním vizuálnej, sluchovej, vestibulárnej, kinestetickej recepcie. Odhad časových intervalov a kontrola časových parametrov pohybov vychádza z proprioceptívnych a sluchových vnemov. Vestibulárne podráždenie počas otáčania, otáčania, nakláňania atď. výrazne ovplyvňujú koordináciu pohybov a prejav telesných kvalít, najmä pri nízkej stabilite vestibulárneho aparátu. Experimentálne vypínanie jednotlivých zmyslových aferentácií u športovcov (vykonávanie pohybov v špeciálnom golieri , s výnimkou aktivácie cervikálnych proprioceptorov ; používanie okuliarov , pokrývajúce centrálne alebo periférne zorné pole ) viedlo k prudkému poklesu známok za cvičenie alebo k úplnej nemožnosti jeho vykonania. Na rozdiel od toho komunikácia dodatočných informácií (najmä naliehavých - v procese pohybu) športovcovi pomohla k rýchlemu zlepšeniu technických opatrení. Na základe interakcie zmyslových systémov si športovci rozvíjajú komplexné reprezentácie, ktoré sprevádzajú ich aktivity vo zvolenom športe – „pocit“ ľadu, snehu, vody atď. Zároveň v každom športe sú najdôležitejšie - vedúce zmyslové systémy, od činnosti ktorých v najväčšej miere závisí úspešnosť výkonu športovca.

1. Kto vytvoril doktrínu analyzátorov?

2. Čo sa nazýva analyzátor?

3. Vymenujte všeobecné princípy stavby zmyslových sústav.

4. Aký je princíp vrstvenia; viackanálové senzorické systémy?

5. Na aké oddelenia sa delia zmyslové systémy?

6. Čo sú to receptory?

Materiály na samoštúdium Otázky na kolokvium a na sebakontrolu

1 Kto vytvoril doktrínu analyzátorov?

2 Čo je to analyzátor?

3 Vymenujte všeobecné princípy stavby zmyslových sústav.

4 Aký je princíp vrstvenia; viackanálové senzorické systémy?

5 Na aké oddelenia sa delia zmyslové systémy?

6 Čo sú to receptory?

7. Vymenujte hlavné funkcie zmyslových systémov.

Najvyššie typy citlivosti vznikli v priebehu evolúcie - vnímanie zvukov (sluch) a svetla (). Výnimočný význam sluchu a zraku spočíva v tom, že už z diaľky signalizujú o určitých objektoch a javoch prostredia. Preto sa vo fyziológii nazývajú vzdialené analyzátory. Túto vlastnosť má vo veľkej miere aj najvyšší typ chemickej citlivosti – čuch. Osobitný stupeň vývoja však dosahuje práve v orgánoch sluchu a zraku.

Vznikol na základe citlivosti na mechanické podráždenie. Tu sa však už nevníma dotyk určitých predmetov, ale neporovnateľne jemnejšie javy – vibrácie vzduchu. Vnímanie vibrácií vzduchu je nesmierne dôležité.

Všetky predmety okolo nás - pevné látky, kvapaliny a plyny - majú určitú elasticitu. Preto, keď sa jedno telo dostane do kontaktu s druhým, a ešte viac, keď na seba narazia, tieto telesá vykonajú sériu oscilačných pohybov – jednoducho povedané, vibrujú, chvejú sa. V prírode, ktorá nás priamo obklopuje, nie je žiadna prázdnota. Preto akýkoľvek pohyb jedného predmetu vedie k jeho kontaktu s iným - predmety vibrujú a tieto vibrácie sa prenášajú do vzduchu. V dôsledku toho počujeme zvuk – informáciu o pohybe okolo nás. Či sa nákovka chveje pod údermi kladiva, či sa chveje voda z kameňa do nej hodeného, či sa chvejú hlasivky speváka pod tlakom prúdu vzduchu, či sa trasú stránky knihy pod rukou, ktorá sa nad nimi prevracia – to všetko spôsobuje vibrácie vzduchu, ktoré sa šíria rýchlosťou 340 m za sekundu alebo 1 km za 3 sekundy a počujeme zvuk. Ako sa to vníma?

Vibrácie vzduchu pôsobia na tenkú, ale elastickú membránu, o ktorú sa opiera vonkajší zvukovod; Táto membrána je tympanická membrána. Jeho hrúbka je 0,1 mm. Z nej sa cez reťaz troch maličkých kostíc, ktoré 50-krát zmenšia rozsah vibrácií, no 50-krát zväčšujú svoju silu, prenášajú vibrácie do tekutiny vo vnútornom uchu. Až tu v skutočnosti začína vnímanie zvuku. Keďže tympanická membrána je len jedným z článkov prenosu zvuku do vnútorného ucha, narušenie jej celistvosti nevedie k strate sluchu, aj keď ju, samozrejme, trochu znižuje.

Hlavnou časťou vnútorného ucha je trubica, skrútená vo forme slimáka, a preto sa nazýva slimák. Medzi jej stenami je natiahnutých asi 24 tisíc najjemnejších vlákien, nití, ktorých dĺžka sa od vrchu slimáka až po jeho spodok postupne zmenšuje. Toto sú naše struny. Ak pred klavírom nahlas vyslovíme nejakú hlásku, klavír nám odpovie. Ak sme hrali na basu, klavír odpovie nízkym zvukom. Ak sme škrípali, potom ako odpoveď budeme počuť vysoký zvuk. Tento jav sa nazýva rezonancia. Každá struna klavíra je naladená na zvuk určitej výšky, t.j. aby vibrovala na určitej frekvencii (čím viac vibrácií, tým vyšší zvuk sa zdá). Ak na strunu pôsobia vibrácie vzduchu rovnakej frekvencie, ako je frekvencia, na ktorú je naladená, struna rezonuje, reaguje.

Vnímanie zvuku našim uchom je založené na rovnakom princípe. Vďaka rôznym dĺžkam vlákien je každé z nich naladené na určitú frekvenciu kmitov - od 16 do 20 000 za sekundu. Dlhé vlákna v hornej časti kochley vnímajú nízkofrekvenčné vibrácie, teda nízke zvuky, a krátke vlákna v spodnej časti kochley vnímajú časté vibrácie. Dokázal to študent I. P. Pavlova, subtílny experimentátor L. A. Andreev. Metóda napokon umožnila zistiť, či zviera počuje určité zvuky pri zničení tej či onej časti slimáka. Zistilo sa, že ak psovi zničíte hornú časť kochley, tak bez ohľadu na to, koľkokrát pred kŕmením vydáte nízke zvuky, nevytvára sa na nich podmienený reflex. To nepochybne dokazuje, že zviera teraz tieto zvuky nevníma. Týmto spôsobom sa „sondovalo“ množstvo oddelení kochley. Až experimenty L. A. Andreeva napokon dokázali, že vlákna slimáka sú skutočne našimi rezonátormi. Slávny G. Helmholtz, ktorý v minulom storočí predložil rezonančnú teóriu sluchu, ju nemal možnosť experimentálne dokázať.

Ak vzduch vibruje viac ako 20 000-krát za sekundu, tieto vibrácie už nevnímame uchom. Nazývajú sa ultrazvuky. U psa, ako ukázali štúdie metódou podmienených reflexov, hranica sluchu dosahuje 40 000 Hz. To znamená, že pes počuje ultrazvuky, ktoré sú pre človeka nedostupné. To môžu, mimochodom, využiť cirkusoví tréneri, aby dali zvieraťu tajné signály.

Štrukturálne a funkčné charakteristiky sluchového analyzátora

Všeobecné pojmy fyziológie sluchového analyzátora

ANALYZÁTOR SLUCHU

Pomocou sluchového analyzátora sa človek orientuje v zvukových signáloch prostredia, vytvára vhodné behaviorálne reakcie, napríklad obranné alebo potravné. Schopnosť človeka vnímať hovorenú a vokálnu reč, hudobné diela robí zo sluchového analyzátora nevyhnutnú súčasť prostriedkov komunikácie, poznávania a adaptácie.

Adekvátnym stimulom pre sluchový analyzátor je zvuky , t.j. oscilačné pohyby častíc elastických telies šíriace sa vo forme vĺn v rôznych médiách vrátane vzduchu a vnímané uchom .

Vibrácie zvukových vĺn (zvukové vlny) sa vyznačujú frekvencia a amplitúda .

Frekvencia zvukových vĺn určuje výšku zvuku. Osoba rozlišuje zvukové vlny s frekvenciou 20 až 20 000 Hz. Zvuky, ktorých frekvencia je pod 20 Hz – infrazvuky a nad 20 000 Hz (20 kHz) – ultrazvuk, človek nepociťuje. Zvukové vlny, ktoré majú sínusové alebo harmonické kmity, sa nazývajú tón.

Zvuk zložený z nesúvisiacich frekvencií sa nazýva šum.. Pri vysokej frekvencii zvukových vĺn je tón vysoký, pri nízkej frekvencii nízky.

Druhou vlastnosťou zvuku, ktorú sluchový zmyslový systém rozlišuje, je jeho sila, v závislosti od amplitúdy zvukových vĺn. Sila zvuku je vnímaná človekom ako hlasitosť .

Pocit hlasitosti sa zvyšuje so zosilňovaním zvuku a závisí aj od frekvencie vibrácií zvuku, t.j. Hlasitosť zvuku je určená interakciou medzi intenzitou (sila) a výškou (frekvenciou) zvuku. Jednotkou na meranie hlasitosti zvuku je biely , bežne používané v praxi decibel(dB), t.j. 0,1 bela. Ľudia tiež rozlišujú medzi zvukmi timbre, alebo "farba". Zafarbenie zvukového signálu závisí od spektra, t.j. zo zloženia prídavných frekvencií - podtóny ktoré sprevádzajú hlavnú frekvenciu - tón . Podľa zafarbenia možno rozlíšiť zvuky rovnakej výšky a hlasitosti, na ktorých je založené rozpoznávanie ľudí hlasom.

Citlivosť analyzátora sluchu je definovaná ako minimálna intenzita zvuku dostatočná na vyvolanie sluchového vnemu. V oblasti zvukových vibrácií od 1000 do 3000 za sekundu, čo zodpovedá ľudskej reči, má ucho najväčšiu citlivosť. Tento súbor frekvencií sa nazýva rečová zóna .

Receptorová (periférna) časť sluchového analyzátora, premena energie zvukových vĺn na energiu nervového vzruchu, reprezentovanú receptorovými vlasovými bunkami Cortiho orgánu (Cortiho orgán) nachádzajúce sa v slimákovi. Sluchové receptory (fonoreceptory) sú mechanoreceptory, sú sekundárne a predstavujú ich vnútorné a vonkajšie vláskové bunky. Ľudia majú približne 3 500 vnútorných a 20 000 vonkajších vláskových buniek, ktoré sa nachádzajú na bazilárnej membráne vo vnútri stredného kanálika vnútorného ucha.

Vnútorné ucho (prístroj prijímajúci zvuk), ako aj stredné ucho (prístroj na prenos zvuku) a vonkajšie ucho (prístroj na zachytávanie zvuku) sú spojené do konceptu sluchový orgán (obr. 2.6).

vonkajšie ucho vďaka ušnici zachytáva zvuky, sústreďuje ich v smere vonkajšieho zvukovodu a zvyšuje intenzitu zvukov. Štruktúry vonkajšieho ucha navyše plnia ochrannú funkciu, chránia bubienok pred mechanickými a tepelnými vplyvmi vonkajšieho prostredia.

Ryža. 2.6. sluchový orgán

Stredné ucho(zvukovo-vodivé oddelenie) predstavuje bubienková dutina, kde sa nachádzajú tri sluchové kostičky: kladívko, nákovka a strmienok. Stredné ucho je oddelené od vonkajšieho zvukovodu tympanickou membránou. Rukoväť malleusu je vpletená do ušného bubienka, jeho druhý koniec je kĺbovo spojený s nákovkou, ktorá je zase kĺbovo spojená so strmeňom. Strmeň prilieha k membráne oválneho okienka. Plocha tympanickej membrány (70 mm 2) je oveľa väčšia ako plocha oválneho okienka (3,2 mm 2), vďaka čomu sa tlak zvukových vĺn na membránu oválneho okienka zvyšuje asi o 25 krát. Pretože pákový mechanizmus ossiclov znižuje amplitúdu zvukových vĺn asi 2-krát, v dôsledku toho dochádza k rovnakému zosilneniu zvukových vĺn na oválnom okienku. Dochádza teda k všeobecnému zosilneniu zvuku stredným uchom asi 60-70 krát. Ak vezmeme do úvahy zosilňujúci účinok vonkajšieho ucha, potom táto hodnota dosahuje 180 - 200 krát. Stredné ucho má špeciálny ochranný mechanizmus, ktorý predstavujú dva svaly: sval, ktorý napína bubienok a sval, ktorý fixuje strmeň. Stupeň kontrakcie týchto svalov závisí od sily zvukových vibrácií. Pri silných zvukových vibráciách svaly obmedzujú amplitúdu bubienka a pohyb strmeňa, čím chránia receptorový aparát vo vnútornom uchu pred nadmernou excitáciou a deštrukciou. Pri okamžitých silných podráždeniach (udieranie do zvončeka) tento ochranný mechanizmus nestihne fungovať. Kontrakcia oboch svalov bubienkovej dutiny sa uskutočňuje podľa mechanizmu nepodmieneného reflexu, ktorý sa uzatvára na úrovni mozgového kmeňa. V bubienkovej dutine sa udržiava tlak rovný atmosférickému tlaku, čo je veľmi dôležité pre adekvátne vnímanie zvukov. Túto funkciu plní Eustachova trubica, ktorá spája dutinu stredného ucha s hltanom. Pri prehĺtaní sa trubica otvorí, prevzdušní dutinu stredného ucha a vyrovná tlak v nej s atmosférickým tlakom. Ak sa vonkajší tlak rýchlo mení (rýchly vzostup do výšky) a nedochádza k prehĺtaniu, potom tlakový rozdiel medzi atmosférickým vzduchom a vzduchom v bubienkovej dutine vedie k napätiu ušného bubienka a vzniku nepríjemných pocitov, poklesu pri vnímaní zvukov.

vnútorné ucho reprezentovaná slimákom - špirálovito stočeným kostným kanálikom s 2,5 kučeravkami, ktorý je rozdelený hlavnou membránou a Reissnerovou membránou na tri úzke časti (rebríky). Horný kanál (scala vestibularis) začína od foramen ovale a spája sa s dolným kanálom (scala tympani) cez helicotrema (apikálny otvor) a končí okrúhlym okienkom. Oba kanály sú jeden celok a sú vyplnené perilymfou, ktorá má podobné zloženie ako cerebrospinálna tekutina. Medzi horným a dolným kanálom je stredné (stredné schodisko). Je izolovaný a naplnený endolymfou. Vo vnútri stredného kanála na hlavnej membráne sa nachádza vlastný zvuk vnímajúci aparát - Cortiho orgán (Cortiho orgán) s receptorovými bunkami, ktoré predstavujú periférnu časť sluchového analyzátora (obr. 2.7).

Hlavná membrána v blízkosti oválneho fenestra je široká 0,04 mm, potom sa postupne rozširuje smerom k vrcholu a dosahuje 0,5 mm v blízkosti helikotrémy. Nad Cortiho orgánom leží tektoriálna (krycia) membrána spojivového tkaniva, ktorej jeden okraj je pevný, druhý je voľný. Chĺpky vonkajších a vnútorných vláskových buniek sú v kontakte s tektoriálnou membránou. V tomto prípade sa mení vodivosť iónových kanálov receptorových (vlasových) buniek a vytvára sa mikrofónový a sumačný receptorový potenciál.

Ryža. 2.7. Cortiho orgán

Mediátor acetylcholín sa tvorí a uvoľňuje do synaptickej štrbiny receptorovo-aferentnej synapsie. To všetko vedie k excitácii vlákna sluchového nervu, k objaveniu sa akčného potenciálu v ňom. Takto sa energia zvukových vĺn premieňa na nervový impulz. Každé vlákno sluchového nervu má krivku ladenia frekvencie, tiež tzv frekvenčno-prahová krivka. Tento indikátor charakterizuje oblasť vnímavého poľa vlákna, ktoré môže byť úzke alebo široké. Je úzky s tichými zvukmi a so zvyšovaním ich intenzity sa rozširuje.

dirigentské oddelenie sluchový analyzátor je reprezentovaný periférnym bipolárnym neurónom umiestneným v špirálovom gangliu kochley (prvý neurón). Vlákna sluchového (alebo kochleárneho) nervu, tvorené axónmi neurónov špirálového ganglia, končia na bunkách jadier kochleárneho komplexu medulla oblongata (druhý neurón). Potom, po čiastočnom odrezaní, vlákna smerujú do mediálneho genikulárneho tela metatalamu, kde opäť nastáva prepnutie (tretí neurón), odtiaľ vzruch vstupuje do kôry (štvrtý neurón). V stredných (vnútorných) genikulárnych telách, ako aj v dolných tuberkulách kvadrigeminy, existujú centrá reflexných motorických reakcií, ktoré sa vyskytujú pri pôsobení zvuku.

centrálna, alebo kortikálne, oddelenie sluchový analyzátor je umiestnený v hornej časti spánkového laloku veľkého mozgu (gyrus spánkový, polia 41 a 42 podľa Brodmana). Dôležité pre funkciu sluchového analyzátora sú priečny temporálny gyrus (Geshlov gyrus).

sluchový senzorický systém je doplnená o spätnoväzbové mechanizmy, ktoré zabezpečujú reguláciu činnosti všetkých úrovní sluchového analyzátora za účasti zostupných dráh. Takéto dráhy vychádzajú z buniek sluchovej kôry, postupne sa prepínajú v mediálnych genikulárnych telách metatalamu, zadných (dolných) tuberkulách kvadrigeminy a v jadrách kochleárneho komplexu. Ako súčasť sluchového nervu sa odstredivé vlákna dostanú do vlasových buniek Cortiho orgánu a naladia ich na vnímanie určitých zvukových signálov.

Vnímanie výšky tónu, intenzity zvuku a umiestnenia zdroja zvuku začína zvukovými vlnami vstupujúcimi do vonkajšieho ucha, kde uvedú do pohybu bubienok. Vibrácie bubienka sa prenášajú cez systém sluchových kostičiek stredného ucha na membránu oválneho okienka, čo spôsobuje kmity perilymfy vestibulárnej (hornej) šupiny. Tieto vibrácie sa prenášajú cez helikotrému do perilymfy bubienkovej (spodnej) šupiny a dostávajú sa do okrúhleho okienka, pričom jeho membránu posúvajú smerom k dutine stredného ucha (obr. 2.8).

Vibrácie perilymfy sa prenášajú aj do endolymfy membranózneho (stredného) kanálika, 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.

Elektrické javy v kochlei. V kochlei možno zaregistrovať päť rôznych elektrických javov.

1. Membránový potenciál bunky sluchového receptora charakterizuje stav pokoja.

2. Potenciál endolymfy alebo endokochleárny potenciál je spôsobený rôznymi úrovňami redoxných procesov v kochleárnych kanáloch, čo vedie k rozdielu potenciálu (80 mV) medzi perilymfou stredného kanála kochley (ktorého potenciál má kladný náboj ) a obsah horných a dolných kanálikov. Tento endokochleárny potenciál ovplyvňuje membránový potenciál buniek sluchového receptora a vytvára v nich kritickú úroveň polarizácie, pri ktorej mierny mechanický efekt pri kontakte buniek vlasového receptora s tektoriálnou membránou vedie k ich excitácii.

Ryža. 2.8. kochleárne kanály:

a - stredné a vnútorné ucho v reze (podľa P. Lindsay a D. Norman, 1974); b -šírenie zvukových vibrácií v slimáku

3. Mikrofónny efekt slimáka bol získaný v experimente na mačkách. Elektródy vložené do slimáka boli pripojené k zosilňovaču a reproduktoru. Ak sa v blízkosti ucha mačky vyslovia rôzne slová, možno ich počuť, keď sú pri reproduktore v inej miestnosti. Tento potenciál sa vytvára na membráne vlasových buniek v dôsledku deformácie vlasov pri kontakte s tektoriálnou membránou. Frekvencia potenciálov mikrofónu zodpovedá frekvencii zvukových vibrácií a amplitúda potenciálov v určitých medziach je úmerná intenzite zvukov reči. Zvukové vibrácie pôsobiace na vnútorné ucho vedú k tomu, že výsledný mikrofónny efekt sa superponuje na endokochleárny potenciál a spôsobuje jeho moduláciu.

4. Sumačný potenciál sa líši od potenciálu mikrofónu tým, že neodráža tvar zvukovej vlny, ale jej obal. Ide o súbor mikrofónových potenciálov, ktoré vznikajú pôsobením silných zvukov s frekvenciou nad 4000 - 5000 Hz. Mikrofónové a sumačné potenciály sú spojené s aktivitou vonkajších vláskových buniek a považujú sa za receptorové potenciály.

5. Akčný potenciál sluchového nervu je zaznamenaný v jeho vláknach, frekvencia impulzov zodpovedá frekvencii zvukových vĺn, ak nepresahuje 1000 Hz. Pri pôsobení vyšších tónov sa frekvencia impulzov v nervových vláknach nezvyšuje, pretože 1000 impulzov / s je takmer maximálna možná frekvencia generovania impulzov vo vláknach sluchového nervu. Akčný potenciál v nervových zakončeniach je zaznamenaný 0,5–1,0 ms po nástupe mikrofónneho efektu, čo naznačuje synaptický prenos vzruchu z vláskovej bunky do sluchového nervového vlákna.

Vnímanie zvukov rôznych výšok(frekvencia) je podľa Helmholtzovej rezonančnej teórie spôsobená tým, že každé vlákno hlavnej membrány je naladené na zvuk určitej frekvencie. Nízkofrekvenčné zvuky sú teda vnímané dlhými vlnami hlavnej membrány, ktoré sa nachádzajú bližšie k hornej časti kochley, vysokofrekvenčné zvuky sú vnímané krátkymi vláknami hlavnej membrány, ktoré sa nachádzajú bližšie k základni kochley. Pôsobením komplexného zvuku vznikajú vibrácie rôznych vlákien membrány.

V modernej interpretácii je základom rezonančný mechanizmus teória miesta, podľa ktorého sa celá membrána dostáva do stavu kmitania. K maximálnej odchýlke hlavnej kochleárnej membrány však dochádza len na určitom mieste. S nárastom frekvencie zvukových vibrácií sa maximálna výchylka hlavnej membrány posunie k základni slimáka, kde sa nachádzajú kratšie vlákna hlavnej membrány - pre krátke vlákna je možná vyššia frekvencia kmitov. Vzrušenie vláskových buniek tejto konkrétnej časti membrány sa cez mediátor prenáša do vlákien sluchového nervu vo forme určitého počtu impulzov, ktorých frekvencia opakovania je nižšia ako frekvencia zvukových vĺn. (labilita nervových vlákien nepresahuje 800 - 1000 Hz). Frekvencia vnímaných zvukových vĺn dosahuje 20 000 Hz. Týmto spôsobom sa vykonáva priestorový typ kódovania výšky a frekvencie zvukových signálov.

Pri pôsobení tónov do cca 800 Hz, okrem o priestorové kódovanie stále prebieha dočasný (frekvencia) kódovanie, pri ktorom sa informácie prenášajú aj po určitých vláknach sluchového nervu, ale vo forme impulzov (volejov), ktorých frekvencia opakovania opakuje frekvenciu zvukových vibrácií. Samostatné neuróny na rôznych úrovniach sluchového senzorického systému sú naladené na určitú zvukovú frekvenciu, t.j. každý neurón má svoj špecifický frekvenčný prah, svoju špecifickú zvukovú frekvenciu, na ktorú je odozva neurónu maximálna. Každý neurón z celej množiny zvukov teda vníma len určité dosť úzke úseky frekvenčného rozsahu, ktoré sa navzájom nezhodujú a množiny neurónov vnímajú celý frekvenčný rozsah počuteľných zvukov, čo zabezpečuje plné sluchové vnímanie.

Oprávnenosť tohto ustanovenia potvrdzujú výsledky protetiky ľudského sluchu, keď boli elektródy implantované do sluchového nervu a jeho vlákna boli dráždené elektrickými impulzmi rôznych frekvencií, čo zodpovedalo zvukovým kombináciám určitých slov a fráz, ktoré poskytujú sémantické vnímanie reči.

Analýza intenzity zvuku vykonávané aj v sluchovom zmyslovom systéme. V tomto prípade je intenzita zvuku kódovaná ako frekvenciou impulzov, tak aj počtom excitovaných receptorov a zodpovedajúcich neurónov. Najmä vonkajšie a vnútorné vlasové receptorové bunky majú rôzne prahy excitácie. Vnútorné bunky sú vybudené pri väčšej intenzite zvuku ako vonkajšie. Okrem toho sú prahy excitácie vnútorných buniek tiež odlišné. V tomto ohľade sa v závislosti od intenzity zvuku mení pomer excitovaných receptorových buniek Cortiho orgánu a povaha impulzov vstupujúcich do centrálneho nervového systému. Neuróny sluchového senzorického systému majú rôzne reakčné prahy. Pri slabom zvukovom signáli sa do reakcie zapája len malý počet excitabilnejších neurónov a pri zvýšení zvuku sa excitujú neuróny s menšou excitabilitou.

Treba poznamenať, že okrem vedenia vzduchu existuje kostné vedenie zvuku tie. vedenie zvuku priamo cez kosti lebky. Zvukové vibrácie zároveň spôsobujú vibráciu kostí lebky a labyrintu, čo vedie k zvýšeniu tlaku perilymfy vo vestibulárnom kanáli viac ako v tympanickom kanáli, pretože membrána pokrývajúca okrúhle okno je elastická a oválny okno sa zatvára strmeňom. V dôsledku toho sa hlavná membrána posunie, rovnako ako v prípade prenosu zvukových vibrácií vzduchom.

Definícia lokalizácia zdroja zvuku možné s binaurálny sluch, teda schopnosť počuť oboma ušami súčasne. Vďaka binaurálnemu sluchu dokáže človek presnejšie lokalizovať zdroj zvuku ako pri monofónnom sluchu a určiť smer zvuku. Pri vysokých zvukoch je definícia ich zdroja spôsobená rozdielom v sile zvuku prichádzajúceho do oboch uší, kvôli ich rozdielnej vzdialenosti od zdroja zvuku. Pre nízke zvuky je dôležitý časový rozdiel medzi príchodom rovnakých fáz zvukovej vlny do oboch uší.

Určenie polohy znejúceho objektu sa uskutočňuje buď vnímaním zvukov priamo zo znejúceho objektu – primárna lokalizácia, alebo vnímaním zvukových vĺn odrazených od objektu – sekundárna lokalizácia, alebo echolokácia. Pomocou echolokácie sa niektoré živočíchy (delfíny, netopiere) orientujú v priestore.

sluchová adaptácia je zmena sluchovej citlivosti pri pôsobení zvuku. Pozostáva zo zodpovedajúcich zmien vo funkčnom stave všetkých oddelení sluchového analyzátora. Ucho prispôsobené tichu má vyššiu citlivosť na zvukové podnety (sluchová senzibilizácia). Pri dlhšom počúvaní sa citlivosť sluchu znižuje. Dôležitú úlohu v sluchovej adaptácii zohráva retikulárna formácia, ktorá nielen mení aktivitu vodivých a kortikálnych častí sluchového analyzátora, ale tiež reguluje citlivosť sluchových receptorov v dôsledku odstredivých vplyvov, čím určuje úroveň ich „ladenia“. ” k vnímaniu sluchových podnetov.

V orgáne sluchu sú:

vonku,

Priemerná

Vnútorné ucho.

Vonkajšie ucho zahŕňa ušnicu a vonkajší zvukovod, ohraničený od stredného ucha tympanickou membránou. Ušnica, prispôsobená na zachytávanie zvukov, je tvorená elastickou chrupavkou pokrytou kožou. Spodná časť ušnice (lalok) je kožný záhyb, ktorý neobsahuje chrupavku. Ušnica je pripevnená k spánkovej kosti pomocou väziva.

Vonkajší zvukovod má chrupavé a kostnaté časti. V mieste, kde chrupavková časť prechádza do kosti, má sluchový meatus zúženie a ohyb. Dĺžka vonkajšieho zvukovodu u dospelého človeka je cca 33-35 mm, priemer jeho priesvitu sa v rôznych častiach pohybuje od 0,8 do 0,9 cm.Vonkajší zvukovod je vystlaný kožou, v ktorej sú rúrkovité žliazky (upravený pot žľazy), ktoré produkujú žltkastý sekrét – ušný maz.

Bubienok oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha. Ide o doštičku spojivového tkaniva, ktorá je na vonkajšej strane pokrytá tenkou kožou a na vnútornej strane zo strany bubienkovej dutiny je pokrytá sliznicou. V strede bubienka je odtlačok (pupok bubienka) - miesto pripojenia k membráne jedného zo sluchových kostičiek - malleus. Pri bubienku sa rozlišuje horná tenká, voľná, voľná časť, ktorá neobsahuje kolagénové vlákna a spodná elastická, natiahnutá časť. Membrána je umiestnená šikmo, zviera uhol 45-55 s vodorovnou rovinou, otvorenou na bočnú stranu.

Stredné ucho sa nachádza vo vnútri pyramídy spánkovej kosti, jeho súčasťou je bubienková dutina a sluchová trubica, ktorá spája bubienkovú dutinu s hltanom. Bubonová dutina, ktorá má objem asi 1 cm 3, sa nachádza medzi tympanickou membránou na vonkajšej strane a vnútorným uchom na mediálnej strane. V bubienkovej dutine, vystlanej sliznicou, sú tri sluchové kostičky navzájom pohyblivo spojené (kladivo, nákovka a strmienok), ktoré prenášajú kmitanie bubienka do vnútorného ucha.

Pohyb sluchových kostičiek obmedzujú miniatúrne svaly, ktoré sú na nich pripevnené – strmeňový sval a sval, ktorý napína bubienok.

Bubenová dutina má šesť stien. Horná stena (pneumatika) oddeľuje bubienkovú dutinu od lebečnej dutiny. Spodná stena (jugulárna) susedí s jugulárnou jamkou spánkovej kosti. Stredná stena (labyrint) oddeľuje bubienkovú dutinu od vnútorného ucha.

V tejto stene je oválne okienko predsiene, uzavreté základňou strmeňa, a okrúhle okienko slimáka, stiahnuté sekundárnym bubienkom. Bočná stena (membranózna) je tvorená tympanickou membránou a okolitými časťami spánkovej kosti. Na zadnej (mastoidnej) stene je otvor - vchod do mastoidnej jaskyne. Pod týmto otvorom je pyramídová vyvýšenina, vo vnútri ktorej sa nachádza stapediusový sval. Predná (krčná) stena oddeľuje bubienkovú dutinu od kanála vnútornej krčnej tepny. Na tejto stene sa otvára bubienkový otvor sluchovej trubice, ktorý má kostné a chrupavkové časti. Kostná časť je polokanál sluchovej trubice, čo je spodná časť muskulotubárneho kanála. V hornom polokanali je sval, ktorý napína bubienok.

Vnútorné ucho sa nachádza v pyramíde spánkovej kosti medzi bubienkovou dutinou a vnútorným zvukovodom. Ide o systém úzkych kostných dutín (labyrintov) obsahujúcich receptorové aparáty, ktoré vnímajú zvuk a zmeny polohy tela.

V kostných dutinách vystlaných periostom sa nachádza membránový labyrint, ktorý opakuje tvar kostného labyrintu. Medzi membránovým labyrintom a stenami kostí je úzka medzera - perilymfatický priestor vyplnený tekutinou - perilymfa.

Kostný labyrint pozostáva z predsiene, troch polkruhových kanálikov a slimáka. Kostná predsieň má tvar oválnej dutiny komunikujúcej s polkruhovými kanálikmi. Na bočnej stene kostenej predsiene je predsieňové okienko oválneho tvaru, uzavreté základňou strmeňa. Na úrovni začiatku slimáka je okrúhle okienko slimáka stiahnuté elastickou membránou.Tri kostené polkruhové kanáliky ležia v troch na seba kolmých rovinách. Predný polkruhový kanál je umiestnený v sagitálnej rovine, laterálny kanál je v horizontálnej rovine a zadný kanál je vo frontálnej rovine. Každý polkruhový kanál má dve nohy, z ktorých jedna (noha ampulárnej kosti) tvorí predĺženie, ampulku, predtým, ako prúdi do vestibulu. Nohy predného a zadného polkruhového kanálika sa spájajú a vytvárajú spoločný kostnatý pedikel, preto tri kanály ústia do predsiene piatimi otvormi.

Kostná slimák má 2,5 závitov okolo vodorovne ležiacej tyče. Okolo tyče je ako skrutka skrútená kostná špirálová platnička, preniknutá tenkými tubulmi.Týmito tubulmi prechádzajú vlákna kochleárnej časti vestibulocochleárneho nervu. Na základni dosky je špirálový kanál, v ktorom leží špirálový ganglion. Doska spolu s membránovým kochleárnym kanálikom, ktorý na ňu nadväzuje, rozdeľuje dutinu kochleárneho kanála na dve špirálovito stočené dutiny - rebríky (predsieň a bubienka), ktoré spolu komunikujú v oblasti kupoly kupoly. slimák.

Steny membránového labyrintu sú tvorené spojivovým tkanivom. Membránový labyrint je naplnený tekutinou - endolymfou, ktorá preteká cez endolymfatický kanálik, prechádzajúci vo vodnom prívode vestibulu, do endolymfatického vaku, ktorý leží v hrúbke dura mater na zadnej ploche pyramídy. Z perilymfatického priestoru perilymfa prúdi cez perilymfatický kanálik, ktorý prechádza cez kanálik slimáka, do subarachnoidálneho priestoru na spodnej ploche pyramídy spánkovej kosti.