Sesin kulak tarafından algılanması. Ses algısının fizyolojik mekanizması

Yayılma teorisini ve ses dalgalarının ortaya çıkmasını sağlayan mekanizmaları göz önüne aldığımızda, sesin insanlar tarafından nasıl "yorumlandığını" veya algılandığını anlamak faydalı olacaktır. Eşleştirilmiş bir organ olan kulak, insan vücudundaki ses dalgalarının algılanmasından sorumludur. İnsan kulağı- çok karmaşık organ iki işlevden sorumludur: 1) ses uyarılarını algılar 2) tüm insan vücudunun vestibüler aparatı olarak görev yapar, vücudun uzaydaki konumunu belirler ve dengeyi korumak için hayati bir yetenek sağlar. Ortalama insan kulağı 20 - 20.000 Hz arasındaki titreşimleri algılayabilir ancak yukarı veya aşağı doğru sapmalar vardır. İdeal olarak duyulabilir frekans aralığı 16 - 20.000 Hz'dir ve bu da 16 m - 20 cm dalga boyuna karşılık gelir. Kulak üç bileşene ayrılır: dış, orta ve iç kulak. Bu "bölümlerin" her biri kendi işlevini yerine getirir, ancak üç bölümün tümü birbiriyle yakından bağlantılıdır ve aslında ses dalgalarını birbirine iletir.

Dış (dış) kulak

Dış kulak, kulak kepçesi ve dış işitsel kanaldan oluşur. Kulak kepçesi, deriyle kaplı, karmaşık şekilli elastik bir kıkırdaktır. Kulak kepçesinin alt kısmında yağ dokusundan oluşan ve yine deriyle kaplı bir lob bulunur. Kulak kepçesi çevredeki alandan gelen ses dalgalarının alıcısı olarak görev yapar. Kulak kepçesinin yapısının özel şekli, seslerin, özellikle de konuşma bilgilerinin iletilmesinden sorumlu olan orta frekans aralığındaki seslerin daha iyi yakalanmasını mümkün kılar. Bu gerçek büyük ölçüde evrimsel zorunluluktan kaynaklanmaktadır, çünkü bir kişi hayatının çoğunu kendi türünün temsilcileriyle sözlü iletişim kurarak geçirir. İnsan kulak kepçesi, ses kaynağına daha doğru bir şekilde uyum sağlamak için kulak hareketlerini kullanan hayvan türlerinin çok sayıda temsilcisinin aksine pratik olarak hareketsizdir.

İnsan kulak kepçesinin kıvrımları, ses kaynağının uzaydaki dikey ve yatay konumuna ilişkin düzeltmeler (küçük bozulmalar) sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu benzersiz özellik sayesinde, bir kişi bir nesnenin uzaydaki konumunu kendisine göre yalnızca sesin rehberliğinde oldukça net bir şekilde belirleyebilir. Bu özellik aynı zamanda "ses yerelleştirmesi" terimiyle de iyi bilinmektedir. Kulak kepçesinin ana işlevi, duyulabilir frekans aralığında mümkün olduğu kadar çok sesi yakalamaktır. “Yakalanan” ses dalgalarının sonraki kaderi, uzunluğu 25-30 mm olan kulak kanalında belirlenir. İçinde dış kulak kepçesinin kıkırdak kısmı kemiğe geçer ve işitsel kanalın cilt yüzeyi yağ ve kükürt bezleri ile donatılmıştır. Kulak kanalının sonunda, ses dalgalarının titreşimlerinin ulaştığı ve böylece yanıt titreşimlerine neden olan elastik bir kulak zarı bulunur. Kulak zarı da ortaya çıkan bu titreşimleri orta kulağa iletir.

Orta kulak

İletilen titreşimler kulak zarı orta kulağın “timpanik bölge” adı verilen bölgesine düşer. Bu, üç işitsel kemikçiklerin bulunduğu, hacmi yaklaşık bir santimetreküp olan bir alandır: çekiç, örs ve üzengi. En önemli işlevi yerine getirenler bu "ara" unsurlardır: ses dalgalarını iç kulağa iletmek ve aynı anda güçlendirmek. İşitme kemikçikleri son derece karmaşık bir ses aktarımı zincirini temsil eder. Titreşimlerin "zincir boyunca" iletilmesi nedeniyle her üç kemik de birbirleriyle ve kulak zarıyla yakından bağlantılıdır. İç kulak bölgesine yaklaşırken, üzengi tabanı tarafından engellenen bir giriş penceresi vardır. Kulak zarının her iki tarafındaki basıncı eşitlemek için (örneğin dış basınçta değişiklik olması durumunda) orta kulak bölgesi östaki borusu aracılığıyla nazofarinks'e bağlanır. Tam olarak bu tür ince ayarlar nedeniyle ortaya çıkan tıkalı kulakların etkisine hepimiz aşinayız. Orta kulaktan, zaten güçlendirilmiş olan ses titreşimleri, en karmaşık ve hassas olan iç kulak bölgesine girer.

İç kulak

En karmaşık şekli bu nedenle labirent adı verilen iç kulaktır. Kemik labirent şunları içerir: vestibül, koklea ve yarım daire kanallarının yanı sıra vestibüler aparat, dengeden sorumludur. Koklea bu bağlamda doğrudan işitmeyle ilgilidir. Koklea, lenfatik sıvıyla dolu spiral şekilli membranöz bir kanaldır. İçeride kanal, "ana membran" adı verilen başka bir membranöz bölümle iki parçaya bölünmüştür. Bu zar çeşitli uzunluklarda liflerden oluşur ( toplam sayısı 24.000'den fazla), teller gibi gerilmiş, her tel kendi özel sesiyle rezonansa giriyor. Kanal, bir zarla kokleanın tepesinde iletişim kurarak üst ve alt skalaya bölünür. Diğer uçta kanal, işitsel analizörün küçük tüylü hücrelerle kaplı reseptör aparatına bağlanır. Bu işitme analiz cihazına “Corti Organı” da deniyor. Orta kulaktan gelen titreşimler kokleaya girdiğinde kanalı dolduran lenf sıvısı da titreşmeye başlar ve titreşimleri ana zara iletir. Şu anda, işitsel analiz cihazı devreye giriyor ve birkaç sıra halinde bulunan tüy hücreleri, ses titreşimlerini işitsel sinir boyunca serebral korteksin zamansal bölgesine iletilen elektriksel "sinir" uyarılarına dönüştürüyor. Bu kadar karmaşık ve süslü bir şekilde, kişi eninde sonunda istediği sesi duyacaktır.

Algı ve konuşma oluşumunun özellikleri

Konuşma oluşumunun mekanizması insanlarda tüm evrim aşaması boyunca oluşmuştur. Bu yeteneğin anlamı sözlü ve sözsüz bilgileri iletmektir. Birincisi sözel ve anlamsal bir yük taşır, ikincisi ise duygusal bileşenin iletilmesinden sorumludur. Konuşmayı yaratma ve algılama süreci şunları içerir: mesajın ifade edilmesi; mevcut dilin kurallarına göre öğelere kodlama; geçici nöromüsküler eylemler; ses teli hareketleri; akustik bir sinyalin yayılması; Daha sonra dinleyici devreye girerek şunları gerçekleştirir: Alınan akustik sinyalin spektral analizi ve periferik işitsel sistemdeki akustik özelliklerin seçimi, seçilen özelliklerin sinir ağları aracılığıyla iletilmesi, dil kodunun tanınması (dilsel analiz), sesin anlaşılması. mesajın anlamı.
Konuşma sinyalleri üreten aparat, karmaşık bir rüzgar enstrümanıyla karşılaştırılabilir, ancak konfigürasyonun çok yönlülüğü ve esnekliği ile en ufak incelikleri ve ayrıntıları yeniden üretme yeteneğinin doğada hiçbir analogu yoktur. Ses oluşturma mekanizması üç ayrılmaz bileşenden oluşur:

Jeneratör- hava hacmi deposu olarak akciğerler. Aşırı basıncın enerjisi akciğerlerde depolanır, daha sonra boşaltım kanalı yoluyla kas sistemi yardımıyla bu enerji gırtlağa bağlı nefes borusu yoluyla dışarı atılır. Bu aşamada hava akımı kesilerek değiştirilir;
Vibratör-ses tellerinden oluşur. Akış aynı zamanda türbülanslı hava jetlerinden (kenar tonları oluşturarak) ve darbeli kaynaklardan (patlamalar) da etkilenir;
Rezonatör- karmaşık geometrik şekle sahip rezonans boşluklarını içerir (farinks, ağız ve burun boşlukları).

Bu unsurların bireysel düzenlemesinin bütünlüğü, her kişinin bireysel sesinin benzersiz ve bireysel tınısını oluşturur.

Hava kolonunun enerjisi, atmosferik ve intrapulmoner basınç farkından dolayı nefes alma ve verme sırasında belirli bir hava akışı oluşturan akciğerlerde üretilir. Enerji biriktirme süreci nefes alma yoluyla gerçekleştirilir, salınım süreci ise nefes verme ile karakterize edilir. Bu, iki kas grubunun yardımıyla gerçekleştirilen göğsün sıkıştırılması ve genişlemesi nedeniyle olur: interkostal ve diyafram; derin nefes alma ve şarkı söyleme ile kaslar da kasılır. karın kasları, göğüs ve boyun. Nefes aldığınızda diyafram kasılır ve aşağı doğru hareket eder, dış interkostal kasların kasılması kaburgaları yükseltir ve onları yanlara ve göğüs kemiğini öne doğru hareket ettirir. Göğüsteki bir artış, akciğerlerin içindeki basınçta (atmosfer basıncına göre) bir düşüşe yol açar ve bu boşluk hızla havayla dolar. Nefes verdiğinizde kaslar buna göre gevşer ve her şey eski durumuna döner (göğüs kendi yerçekimi nedeniyle orijinal durumuna döner, diyafram yükselir, önceden genişleyen akciğerlerin hacmi azalır, akciğer içi basınç artar). Solunum, enerji harcaması gerektiren (aktif) bir süreç olarak tanımlanabilir; ekshalasyon bir enerji birikimi sürecidir (pasif). Nefes alma ve konuşma oluşumu sürecinin kontrolü bilinçsizce gerçekleşir, ancak şarkı söylerken nefes kontrolü bilinçli bir yaklaşım ve uzun vadeli ek eğitim gerektirir.

Daha sonra konuşma ve ses oluşumu için harcanan enerji miktarı, depolanan havanın hacmine ve büyüklüğüne bağlıdır. ek basınç akciğerlerde. Eğitimli bir opera sanatçısının maksimum gelişmiş basıncı 100-112 dB'ye ulaşabilir. Ses tellerinin titreşimi yoluyla hava akışının modülasyonu ve subfaringeal aşırı basınç yaratılması, bu işlemler trakeanın sonunda bulunan bir tür kapakçık olan gırtlakta meydana gelir. Valf ikili bir işlevi yerine getirir: akciğerleri yabancı cisimlerden korur ve destekler. yüksek basınç. Konuşmanın ve şarkı söylemenin kaynağı olarak görev yapan gırtlaktır. Larinks, kaslarla birbirine bağlanan bir kıkırdak topluluğudur. Larenks, ana unsuru bir çift ses teli olan oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Kesinlikle ses telleri- ses üretiminin ana (ancak tek değil) kaynağı veya "titreşim". Bu süreçte ses telleri sürtünmeyle birlikte hareket etmeye başlar. Buna karşı korunmak için kayganlaştırıcı görevi gören özel bir mukoza salgısı salgılanır. Konuşma seslerinin oluşumu, akciğerlerden belirli bir genlik karakteristiğine kadar dışarı verilen hava akışının oluşmasına yol açan bağların titreşimleri ile belirlenir. Ses telleri arasında gerektiğinde akustik filtre ve rezonatör görevi gören küçük boşluklar bulunur.

İşitsel algının özellikleri, dinleme güvenliği, işitme eşikleri, adaptasyon, doğru ses seviyesi

İnsan kulağının yapısının açıklamasından da anlaşılacağı gibi bu organ oldukça hassas ve oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu gerçek göz önüne alındığında, bu son derece hassas ve hassas cihazın bir takım sınırlamalara, eşiklere vb. sahip olduğunu belirlemek zor değildir. İnsanın işitme sistemi, orta yoğunluktaki sesleri olduğu kadar sessiz sesleri de algılayacak şekilde uyarlanmıştır. Uzun süreli maruz kalma yüksek sesler işitme eşiklerinde geri dönüşü olmayan değişikliklere ve tam sağırlığa varan diğer işitme sorunlarına yol açar. Hasarın derecesi gürültülü bir ortama maruz kalma süresiyle doğru orantılıdır. Şu anda adaptasyon mekanizması da devreye giriyor - yani. Uzun süreli yüksek seslerin etkisi altında hassasiyet giderek azalır, algılanan ses seviyesi azalır ve işitme uyum sağlar.

Adaptasyon başlangıçta işitme organlarını çok yüksek seslerden korumayı amaçlar, ancak çoğu zaman bir kişiyi ses sisteminin ses seviyesini kontrolsüz bir şekilde artırmaya zorlayan şey bu sürecin etkisidir. Koruma, orta ve iç kulak mekanizmasının çalışması sayesinde gerçekleştirilir: üzengi oval pencereden geri çekilir, böylece aşırı yüksek seslere karşı koruma sağlanır. Ancak koruma mekanizması ideal değildir ve zaman gecikmesi vardır, sesin gelmesinden sadece 30-40 ms sonra tetiklenir ve 150 ms'lik bir sürenin ardından bile tam koruma sağlanamaz. Koruma mekanizması, ses seviyesi 85 dB'yi aştığında etkinleştirilirken korumanın kendisi 20 dB'ye kadar çıkar.
Bu durumda en tehlikeli olanı, genellikle pratikte 90 dB'nin üzerindeki yüksek seslere uzun süre maruz kalmanın bir sonucu olarak ortaya çıkan "işitsel eşik kayması" olgusu olarak düşünülebilir. Bundan sonra işitsel sistemin restorasyon süreci zararlı etkiler 16 saate kadar sürebilir. Eşik kayması zaten 75 dB'lik bir yoğunluk seviyesinde başlar ve artan sinyal seviyesiyle orantılı olarak artar.

Ses yoğunluğunun doğru seviyede olması sorununu ele alırken farkına varılması gereken en kötü şey, işitmeyle ilişkili sorunların (kazanılmış veya doğuştan), oldukça ileri tıp çağımızda neredeyse tedavi edilemez olduğu gerçeğidir. Bütün bunlar, aklı başında herhangi bir insanı, elbette, bozulmamış bütünlüğünü ve tüm frekans aralığını mümkün olduğu kadar uzun süre duyma yeteneğini korumayı planlıyorsa, işitme duyusuna iyi bakmayı düşünmeye yönlendirmelidir. Neyse ki her şey ilk bakışta göründüğü kadar korkutucu değil ve bir takım önlemleri takip ederek işitme duyunuzu yaşlılıkta bile kolayca koruyabilirsiniz. Bu önlemleri dikkate almadan önce insanın işitsel algısının önemli bir özelliğini hatırlamak gerekir. İşitme cihazı sesleri doğrusal olmayan bir şekilde algılar. Bu olay şu şekildedir: Saf bir tonun örneğin 300 Hz gibi bir frekansını hayal edersek, logaritmik prensibe göre (temel frekans f olarak alınırsa) kulak kepçesinde bu temel frekansın armonik tonları göründüğünde doğrusal olmama ortaya çıkar. bu durumda frekansın armonik tonları artan sırada 2f, 3f vb. olacaktır). Bu doğrusal olmayışın anlaşılması da daha kolaydır ve birçok kişiye şu adla aşinadır: "Doğrusal olmayan bozulmalar". Bu tür harmonikler (armoniler) orijinal saf tonda görünmediğinden, kulağın kendisinin orijinal sese kendi düzeltmelerini ve armonilerini yaptığı, ancak bunların yalnızca öznel çarpıtmalar olarak belirlenebildiği ortaya çıkar. 40 dB'in altındaki yoğunluk seviyelerinde öznel bozulma meydana gelmez. Yoğunluk 40 dB'den çıktıkça subjektif harmoniklerin seviyesi de artmaya başlar, ancak 80-90 dB seviyesinde bile sese olumsuz katkıları nispeten küçüktür (bu nedenle bu seviye yoğunluk şartlı olarak müzik alanında bir tür “altın ortalama” olarak kabul edilebilir).

Bu bilgilere dayanarak, işitsel organlara zarar vermeyecek ve aynı zamanda sesin tüm özelliklerini ve ayrıntılarını kesinlikle duymayı mümkün kılacak güvenli ve kabul edilebilir bir ses seviyesini kolayca belirleyebilirsiniz. “hi-fi” sistemiyle çalışıyor. Bu "altın ortalama" seviyesi yaklaşık 85-90 dB'dir. Bu ses yoğunluğunda ses yolundaki her şeyi duymak mümkün olurken, erken hasar ve işitme kaybı riski de en aza indirilir. 85 dB'lik bir ses seviyesi neredeyse tamamen güvenli sayılabilir. Yüksek sesle dinlemenin tehlikelerinin ne olduğunu ve çok düşük ses seviyesinin neden sesin tüm nüanslarını duymanıza izin vermediğini anlamak için bu konuya daha ayrıntılı olarak bakalım. Düşük ses seviyelerine gelince, düşük seviyelerde müzik dinlemenin uygun olmayışı (ancak çoğunlukla öznel arzu) aşağıdaki nedenlerden kaynaklanmaktadır:

İnsanın işitsel algısının doğrusal olmaması;
Ayrı olarak tartışılacak olan psikoakustik algının özellikleri.

Yukarıda tartışılan işitsel algının doğrusal olmaması, 80 dB'in altındaki herhangi bir ses seviyesinde önemli bir etkiye sahiptir. Pratikte şuna benziyor: Müziği sessiz bir seviyede, örneğin 40 dB açarsanız, ister sanatçının vokalleri ister çalan enstrümanlar olsun, müzik kompozisyonunun orta frekans aralığı en net şekilde duyulacaktır. bu aralık. Aynı zamanda, algının doğrusal olmaması ve ayrıca farklı frekansların farklı ses seviyelerinde ses çıkarması nedeniyle, düşük ve yüksek frekanslarda açık bir eksiklik olacaktır. Dolayısıyla resmin bütününün tam olarak algılanabilmesi için frekans şiddet seviyesinin mümkün olduğunca tek bir değere hizalanması gerektiği açıktır. 85-90 dB'lik bir ses seviyesinde bile farklı frekansların ses seviyesinin ideal bir şekilde eşitlenmesi olmamasına rağmen, seviye normal günlük dinleme için kabul edilebilir hale gelir. Aynı zamanda ses seviyesi ne kadar düşük olursa, karakteristik doğrusal olmama durumu, yani uygun miktarda yüksek ve düşük frekansların yokluğu hissi, kulak tarafından o kadar net algılanacaktır. Aynı zamanda, bu kadar doğrusal olmama durumunda, yüksek kaliteli "hi-fi" sesin yeniden üretilmesi hakkında ciddi bir şekilde konuşmanın imkansız olduğu ortaya çıktı, çünkü bu özel durumda orijinal ses görüntüsünün doğruluğu son derece düşük olacaktır.

Bu bulguları incelerseniz, düşük ses seviyesinde müzik dinlemenin, sağlık açısından en güvenli olmasına rağmen, açıkça mantıksız görüntülerin oluşması nedeniyle neden kulak için son derece olumsuz olduğu anlaşılır. müzik Enstrümanları ve sesler, ses sahnesinin ölçeğinin eksikliği. Genel olarak, sessiz müzik çalma, arka planda eşlik etmek için kullanılabilir, ancak yukarıdaki ses sahnesinin doğal görüntülerini yaratmanın imkansızlığı nedeniyle, düşük ses seviyesinde yüksek "hi-fi" kalitesini dinlemek tamamen kontrendikedir. stüdyodaki ses mühendisi tarafından ses kayıt aşamasında oluşturulur. Ancak düşük ses seviyesi, son sesin algılanmasına belirli kısıtlamalar getirmekle kalmıyor; ses seviyesi arttıkça durum çok daha kötüleşiyor. Uzun süre 90 dB'in üzerindeki seviyelerde müzik dinlemeniz durumunda işitme duyunuza zarar vermek ve hassasiyeti önemli ölçüde azaltmak mümkün ve oldukça basittir. Bu veriler, 90 dB'in üzerindeki sesin sağlığa gerçek ve neredeyse onarılamaz zararlar verdiği sonucuna varan çok sayıda tıbbi araştırmaya dayanmaktadır. Bu olgunun mekanizması işitsel algıda ve kulağın yapısal özelliklerinde yatmaktadır. Şiddeti 90 dB'in üzerinde olan bir ses dalgası kulak kanalına girdiğinde orta kulak organları devreye girerek işitsel adaptasyon adı verilen bir olguya neden olur.

Bu durumda olanın prensibi şudur: Üzengi kemiği oval pencereden uzaklaşır ve iç kulağı çok yüksek seslerden korur. Bu süreç denir akustik refleks. Kulağa bu, örneğin kulüplerdeki rock konserlerine katılmış olan herkesin aşina olabileceği, hassasiyette kısa süreli bir azalma olarak algılanır. Böyle bir konserden sonra hassasiyette kısa süreli bir azalma meydana gelir ve belli bir süre sonra eski seviyesine döner. Ancak hassasiyetin restorasyonu her zaman gerçekleşmez ve doğrudan yaşa bağlıdır. Tüm bunların arkasında, yüksek sesle müzik ve şiddeti 90 dB'i aşan diğer sesleri dinlemenin büyük tehlikesi yatıyor. Akustik refleksin ortaya çıkması, işitsel hassasiyet kaybının "görünür" tek tehlikesi değildir. Uzun süre çok yüksek seslere maruz kaldığında iç kulak bölgesinde bulunan (titreşimlere tepki veren) tüyler büyük ölçüde yön değiştirir. Bu durumda, belirli bir frekansın algılanmasından sorumlu olan saçın, yüksek genlikli ses titreşimlerinin etkisi altında saptırılması etkisi ortaya çıkar. Belli bir noktada böyle bir saç çok fazla sapabilir ve geri dönemeyebilir. Bu, belirli bir frekansta karşılık gelen hassasiyet kaybına neden olacaktır!

Tüm bu durumun en kötü yanı, kulak hastalıklarının tıpta bilinen en modern yöntemlerle bile neredeyse tedavi edilemez olmasıdır. Bütün bunlar bazı ciddi sonuçlara yol açıyor: 90 dB'nin üzerindeki ses sağlık açısından tehlikelidir ve erken işitme kaybına veya hassasiyette önemli bir azalmaya neden olacağı neredeyse garantidir. Daha da rahatsız edici olanı, daha önce bahsedilen adaptasyon özelliğinin zamanla devreye girmesidir. İnsanın işitsel organlarındaki bu süreç neredeyse farkedilmeyecek şekilde gerçekleşir; Yavaş yavaş hassasiyetini kaybeden bir kişi, etrafındaki insanlar sürekli tekrarlanan şu sorulara dikkat edene kadar bunu muhtemelen %100'e yakın fark etmeyecektir: "Az önce ne dedin?" Sonuçta varılan sonuç son derece basit: Müzik dinlerken ses yoğunluğunun 80-85 dB'in üzerine çıkmasına izin vermemek hayati önem taşıyor! Bu noktanın bir de olumlu tarafı var: 80-85 dB ses seviyesi yaklaşık olarak stüdyo ortamındaki müzik kayıt seviyesine denk geliyor. Sağlık sorunları önemliyse bunun üzerine çıkmamanın daha iyi olacağı “Altın Ortalama” kavramı burada ortaya çıkar.

Örneğin canlı bir konser sırasında kısa süreliğine 110-120 dB seviyesinde müzik dinlemek bile işitme sorunlarına neden olabilir. Açıkçası bunu önlemek bazen imkansız ya da çok zordur ancak işitsel algının bütünlüğünü korumak için bunu yapmaya çalışmak son derece önemlidir. Teorik olarak, "işitsel yorgunluğun" başlangıcından önce bile yüksek seslere (120 dB'yi aşmayan) kısa süreli maruz kalma, ciddi olumsuz sonuçlara yol açmaz. Ancak pratikte genellikle bu yoğunluktaki sese uzun süre maruz kalınan durumlar vardır. İnsanlar arabada, benzer koşullarda evde ses sistemi dinlerken veya taşınabilir müzik çaların kulaklığındayken tehlikenin boyutunun farkına varmadan kendilerini sağır ederler. Bu neden oluyor ve sesin giderek daha yüksek hale gelmesine neden olan şey nedir? Bu sorunun iki cevabı var: 1) Ayrı ayrı tartışılacak olan psikoakustiğin etkisi; 2) Müziğin ses seviyesiyle birlikte bazı dış sesleri sürekli "bağırma" ihtiyacı. Sorunun ilk yönü oldukça ilginçtir ve daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır, ancak sorunun ikinci tarafı, hi-fi sınıfı sesi doğru dinlemenin gerçek temellerinin yanlış anlaşılması konusunda daha çok olumsuz düşüncelere ve sonuçlara yol açmaktadır.

Ayrıntılara girmeden, müzik dinleme ve doğru ses seviyesi ile ilgili genel sonuç şu şekildedir: müzik dinlemek, dışarıdan yabancı seslerin olduğu bir odada 90 dB'den yüksek olmayan ve 80 dB'den düşük olmayan ses yoğunluğu seviyelerinde gerçekleştirilmelidir. kaynaklar (örneğin: komşuların konuşmaları ve apartman duvarının arkasındaki diğer gürültüler; sokak gürültüsü ve arabadaysanız teknik gürültü vb.). Bir kez ve her şey için vurgulamak isterim ki, bu kadar sıkı gereklilikler karşılanırsa, uzun zamandır beklenen hacim dengesini elde edebilirsiniz, bu da işitme organlarında erken istenmeyen hasara neden olmayacak ve aynı zamanda gerçek zevk getirecektir. En sevdiğiniz müzik eserlerini, "hi-fi" ses konseptinin takip ettiği yüksek ve düşük frekanslarda ve hassasiyette en küçük ses ayrıntılarıyla dinlemekten ibarettir.

Psikoakustik ve algının özellikleri

Bazılarına tam olarak cevap vermek için önemli sorularİnsanın ses bilgisi hakkındaki nihai algısıyla ilgili olarak, bilimin bu tür çok çeşitli yönleri inceleyen bir bölümü vardır. Bu bölüme "psikoakustik" denir. Gerçek şu ki, işitsel algı sadece işitsel organların çalışmasıyla bitmiyor. Sesin işitme organı (kulak) tarafından doğrudan algılanmasının ardından, alınan bilginin analiz edilmesine yönelik en karmaşık ve üzerinde az çalışılmış mekanizma devreye girer; bu tamamen bu şekilde tasarlanmış insan beyninin sorumluluğundadır. çalışma sırasında belirli bir frekansta dalgalar ürettiğini ve bunların Hertz (Hz) olarak da belirtildiğini. Beyin dalgalarının farklı frekansları belirli insan durumlarına karşılık gelir. Böylece, müzik dinlemenin beynin frekans ayarını değiştirmeye yardımcı olduğu ve müzik bestelerini dinlerken bunun dikkate alınmasının önemli olduğu ortaya çıktı. Bu teoriye dayanarak, ses terapisinin bir yöntemi de vardır. doğrudan etki Bir kişinin zihinsel durumu hakkında. Beş tür beyin dalgası vardır:

Delta dalgaları (4 Hz'in altındaki dalgalar). Beden duyumlarının tamamen yok olduğu, rüyaların olmadığı derin bir uyku durumuna karşılık gelir.
Teta dalgaları (4-7 Hz dalgalar). Uyku durumu veya derin meditasyon.
Alfa dalgaları (dalgalar 7-13 Hz). Uyanıklık, uyuşukluk sırasında gevşeme ve rahatlama durumu.
Beta dalgaları (dalgalar 13-40 Hz). Faaliyet durumu, günlük düşünme ve zihinsel aktivite, heyecan ve biliş.
Gama dalgaları (40 Hz'nin üzerindeki dalgalar). Güçlü olma durumu zihinsel aktivite, korku, heyecan ve farkındalık.

Bir bilim dalı olarak psikoakustik, insanın ses bilgisi hakkındaki nihai algısına ilişkin en ilginç sorulara yanıt arar. Bu süreci inceleme sürecinde, hem müzik dinleme sürecinde hem de herhangi bir ses bilgisinin işlenmesi ve analiz edilmesi durumunda etkisi her zaman ortaya çıkan çok sayıda faktör ortaya çıkar. Psikoakustik, duygusal ve duygusal etkilerden başlayarak neredeyse tüm olası etkileri inceler. akıl sağlığı dinleme anında ses tellerinin yapısal özellikleriyle (vokal performansının tüm inceliklerinin algılanmasının özelliklerinden bahsediyorsak) ve sesi beynin elektriksel dürtülerine dönüştürme mekanizmasıyla biten bir kişi. En ilginç ve en önemli faktörler (en sevdiğiniz müzik bestelerini her dinlediğinizde ve ayrıca profesyonel bir ses sistemi oluştururken dikkate almanız hayati önem taşıyan) faktörler daha ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Ünsüzlük kavramı, müzikal ünsüzlük

İnsan işitsel sisteminin yapısı, öncelikle ses algılama mekanizması, işitsel sistemin doğrusal olmaması ve sesleri yüksekliğe göre oldukça yüksek bir doğrulukla gruplama yeteneği açısından benzersizdir. Algının en ilginç özelliği, işitsel sistemin doğrusal olmamasıdır; bu, özellikle müzikal veya mutlak perdeye sahip insanlarda sıklıkla ortaya çıkan, var olmayan (temel tonda) ek harmoniklerin ortaya çıkması şeklinde kendini gösterir. Daha ayrıntılı olarak durursak ve müzikal ses algısının tüm inceliklerini analiz edersek, çeşitli akorların ve ses aralıklarının "ünsüzlüğü" ve "uyumsuzluğu" kavramını kolayca ayırt edebiliriz. Konsept "ünsüz"ünsüz (Fransızca "anlaşma" kelimesinden gelir) ses olarak tanımlanır ve buna göre tam tersi, "uyumsuzluk"- uyumsuz, uyumsuz ses. Bu kavramların farklı yorumlarının çeşitliliğine, müzik aralıklarının özelliklerine rağmen, terimlerin “müzikal-psikolojik” kod çözümünü kullanmak en uygunudur: ünsüzlük kişi tarafından hoş, rahat, yumuşak bir ses olarak tanımlanır ve hissedilir; uyumsuzluköte yandan tahrişe, kaygıya ve gerginliğe neden olan bir ses olarak da nitelendirilebilir. Bu terminoloji doğası gereği biraz özneldir ve ayrıca müziğin gelişim tarihi boyunca tamamen farklı aralıklar "ünsüz" olarak alınmıştır ve bunun tersi de geçerlidir.

Günümüzde farklı müzik tercihleri ve zevkleri olan insanlar arasında farklılıklar olması ve genel olarak kabul edilen ve üzerinde anlaşmaya varılan bir armoni kavramının bulunmaması nedeniyle bu kavramların net olarak algılanması da zordur. Çeşitli müzik aralıklarının uyumlu veya uyumsuz olarak algılanmasının psikoakustik temeli doğrudan “kritik bant” kavramına bağlıdır. Kritik bant- bu, işitsel duyuların çarpıcı biçimde değiştiği belirli bir bant genişliğidir. Kritik bantların genişliği artan frekansla orantılı olarak artar. Bu nedenle uyum ve uyumsuzluk hissi kritik bantların varlığıyla doğrudan ilişkilidir. İşitme organı insan (kulak), daha önce de belirtildiği gibi, ses dalgalarının analizinin belirli bir aşamasında bant geçiren filtre rolünü oynar. Bu rol, üzerinde frekansa bağlı genişliklere sahip 24 kritik bandın bulunduğu baziler membrana atanır.

Dolayısıyla uyum ve tutarsızlık (uyum ve uyumsuzluk) doğrudan işitsel sistemin çözünürlüğüne bağlıdır. İki farklı ton uyum içinde duyulursa veya frekans farkı sıfırsa, bunun mükemmel bir uyum olduğu ortaya çıktı. Frekans farkı kritik banttan büyükse aynı uyum oluşur. Uyumsuzluk yalnızca frekans farkı kritik bandın %5 ila %50'si arasında olduğunda ortaya çıkar. Belirli bir segmentteki en yüksek uyumsuzluk derecesi, farkın kritik bant genişliğinin dörtte biri olması durumunda duyulabilir. Buna dayanarak, herhangi bir karışık müzik kaydını ve enstrüman kombinasyonunu sesin uyumu veya uyumsuzluğu açısından analiz etmek kolaydır. Bu durumda ses mühendisinin, kayıt stüdyosunun ve son dijital veya analog ses parçasının diğer bileşenlerinin ne kadar büyük bir rol oynadığını ve tüm bunları ses yeniden üretim ekipmanında oynatmaya çalışmadan önce bile tahmin etmek zor değil.

Ses yerelleştirmesi

Binaural işitme ve mekansal lokalizasyon sistemi, bir kişinin mekansal ses resminin dolgunluğunu algılamasına yardımcı olur. Bu algılama mekanizması iki işitme alıcısı ve iki işitsel kanal aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu kanallardan gelen ses bilgisi daha sonra işitme sisteminin çevresel kısmında işlenerek spektrotemporal analize tabi tutulur. Ayrıca bu bilgi beynin üst bölgelerine iletilir, burada sol ve sağ ses sinyalleri arasındaki fark karşılaştırılır ve tek bir ses görüntüsü oluşturulur. Tanımlanan bu mekanizmaya denir binaural işitme. Bu sayede kişi aşağıdaki benzersiz yeteneklere sahiptir:

1) bir veya daha fazla kaynaktan gelen ses sinyallerinin lokalizasyonu, böylece ses alanı algısının mekansal bir resmini oluşturmak
2) farklı kaynaklardan gelen sinyallerin ayrılması
3) bazı sinyalleri diğerlerinin arka planında vurgulamak (örneğin, konuşmayı ve sesi gürültüden veya enstrümanların sesinden yalıtmak)

Basit bir örnekle mekansal lokalizasyonu gözlemlemek kolaydır. Belirli sayıda müzisyenin bulunduğu bir sahnede, birbirinden belli uzaklıkta bulunan bir konserde, her enstrümanın ses sinyalinin geliş yönünü kolaylıkla (istenirse gözlerinizi kapatarak bile) belirleyebilir, değerlendirebilirsiniz. ses alanının derinliği ve mekansallığı. Aynı şekilde, mekansallık ve lokalizasyonun bu tür etkilerini güvenilir bir şekilde "yeniden üretebilen", böylece beyni en sevdiğiniz sanatçının canlı performansında tam bir mevcudiyet hissetmesi için aslında "aldatan" iyi bir Hi-Fi sistemi de değerlidir. Bir ses kaynağının lokalizasyonu genellikle üç ana faktör tarafından belirlenir: zaman, yoğunluk ve spektral. Bu faktörlerden bağımsız olarak ses lokalizasyonuna ilişkin temelleri anlamak için kullanılabilecek bir dizi model vardır.

İnsan işitmesi tarafından algılanan en büyük lokalizasyon etkisi orta frekans bölgesindedir. Aynı zamanda 8000 Hz üzeri ve 150 Hz altı frekanslardaki seslerin yönünü belirlemek neredeyse imkansızdır. İkinci gerçek, özellikle hi-fi ve ev sinema sistemlerinde, 150 Hz'nin altındaki frekansların lokalizasyonunun olmaması nedeniyle odadaki konumu olan subwoofer'ın (düşük frekans bölümü) yerini seçerken yaygın olarak kullanılır. pratik olarak alakasız ve her durumda dinleyici, ses sahnesinin bütünsel bir imajına sahip. Lokalizasyonun doğruluğu, ses dalgası radyasyonunun kaynağının uzaydaki konumuna bağlıdır. Böylece, ses lokalizasyonunun en büyük doğruluğu yatay düzlemde gözlenir ve 3° değerine ulaşır. Dikey düzlemde, insanın işitme sistemi kaynağın yönünü belirlemede çok daha kötüdür; bu durumda doğruluk 10-15°'dir (kulakların özel yapısı ve karmaşık geometri nedeniyle). Lokalizasyon doğruluğu, uzaydaki ses yayan nesnelerin dinleyiciye göre açısına bağlı olarak biraz değişir ve nihai etki, ses dalgalarının dinleyicinin kafasından kırılma derecesinden de etkilenir. Ayrıca geniş bant sinyallerinin dar bant gürültüye göre daha iyi lokalize edildiğine de dikkat edilmelidir.

Yönlü sesin derinliğini belirleme durumu çok daha ilginç. Örneğin, bir kişi bir nesneye olan mesafeyi ses yoluyla belirleyebilir, ancak bu daha büyük ölçüde uzaydaki ses basıncındaki değişiklikler nedeniyle olur. Tipik olarak, nesne dinleyiciden ne kadar uzaktaysa, boş alandaki ses dalgaları o kadar zayıflar (odaya yansıyan ses dalgalarının etkisi eklenir). Böylece, tam olarak yankılanmanın meydana gelmesinden dolayı kapalı bir odada lokalizasyon doğruluğunun daha yüksek olduğu sonucuna varabiliriz. Kapalı alanlarda ortaya çıkan yansıyan dalgalar, ses sahnesinin genişlemesi, kuşatılması vb. gibi ilginç efektlerin yaratılmasını mümkün kılar. Bu olaylar tam olarak üç boyutlu ses lokalizasyonunun hassasiyeti nedeniyle mümkündür. Sesin yatay lokalizasyonunu belirleyen ana bağımlılıklar: 1) ses dalgasının sol ve sağ kulağa varış zamanlarındaki fark; 2) dinleyicinin kafasındaki kırınıma bağlı yoğunluk farklılıkları. Sesin derinliğini belirlemek için ses basıncı seviyesindeki fark ve spektral kompozisyondaki fark önemlidir. Dikey düzlemdeki lokalizasyon da büyük ölçüde kulak kepçesindeki kırınıma bağlıdır.

Dolby surround teknolojisine ve analoglarına dayanan modern surround ses sistemlerinde durum daha karmaşıktır. Görünüşe göre ev sinema sistemleri inşa etme ilkeleri, uzaydaki sanal kaynakların doğal hacmi ve lokalizasyonu ile oldukça doğal bir 3D ses mekansal resmini yeniden yaratma yöntemini açıkça düzenliyor gibi görünüyor. Bununla birlikte, çok sayıda ses kaynağının algılanması ve yerelleştirilmesi mekanizmaları genellikle dikkate alınmadığından, her şey o kadar önemsiz değildir. Sesin işitme organları tarafından dönüştürülmesi, farklı kaynaklardan farklı kulaklara gelen sinyallerin eklenmesi işlemini içerir. Üstelik farklı seslerin faz yapısı az çok senkronize ise, böyle bir süreç kulak tarafından tek kaynaktan çıkan bir ses olarak algılanır. Kaynağın uzaydaki yönünü doğru bir şekilde belirlemeyi zorlaştıran, yerelleştirme mekanizmasının özellikleri de dahil olmak üzere bir takım zorluklar da vardır.

Yukarıdakiler göz önüne alındığında, en zor görev, özellikle bu farklı kaynaklar benzer bir genlik-frekans sinyali çalıyorsa, seslerin farklı kaynaklardan ayrılmasıdır. Ve pratikte herhangi bir modern surround ses sisteminde ve hatta geleneksel bir stereo sisteminde olan şey tam olarak budur. Bir kişi farklı kaynaklardan yayılan çok sayıda sesi dinlediğinde ilk adım, her bir sesin onu yaratan kaynağa ait olup olmadığını belirlemektir (frekans, perde, tınıya göre gruplandırma). Ve ancak ikinci aşamada işitme kaynağın yerini belirlemeye çalışır. Bundan sonra gelen sesler, mekansal özelliklere (sinyallerin varış zamanındaki fark, genlik farkı) dayalı olarak akışlara bölünür. Alınan bilgilere dayanarak, her bir sesin nereden geldiğini belirlemenin mümkün olduğu az çok statik ve sabit bir işitsel görüntü oluşturulur.

Müzisyenlerin sabit bir şekilde yerleştirildiği sıradan bir sahne örneğini kullanarak bu süreçleri takip etmek çok uygundur. Aynı zamanda, sahnede başlangıçta belirli bir pozisyona sahip olan vokalist/icracı, sahnede herhangi bir yönde sorunsuz bir şekilde hareket etmeye başlarsa, önceden oluşturulmuş işitsel görüntünün değişmemesi çok ilginçtir! Vokalistten çıkan sesin yönünün belirlenmesi subjektif olarak aynı kalacaktır, sanki hareket etmeden önce durduğu yerde duruyormuş gibi. Yalnızca sanatçının sahnedeki konumunda ani bir değişiklik olması durumunda oluşan ses görüntüsü bölünecektir. Tartışılan sorunlara ve seslerin uzayda lokalizasyonu süreçlerinin karmaşıklığına ek olarak, çok kanallı surround ses sistemleri durumunda, son dinleme odasındaki yankılanma süreci oldukça büyük bir rol oynamaktadır. Bu bağımlılık, her yönden çok sayıda yansıyan ses geldiğinde en açık şekilde gözlemlenir; yerelleştirme doğruluğu önemli ölçüde kötüleşir. Yansıyan dalgaların enerji doygunluğu doğrudan seslerden daha büyükse (baskınsa), böyle bir odadaki lokalizasyon kriteri son derece bulanık hale gelir ve bu tür kaynakların belirlenmesinin doğruluğu hakkında konuşmak (imkansız olmasa da) son derece zordur.

Bununla birlikte, kuvvetli yankılanan bir odada teorik olarak lokalizasyon meydana gelir; geniş bant sinyalleri durumunda işitme, yoğunluk farkı parametresi tarafından yönlendirilir. Bu durumda yön, spektrumun yüksek frekans bileşeni kullanılarak belirlenir. Herhangi bir odada yerelleştirmenin doğruluğu, doğrudan seslerden sonra yansıyan seslerin varış zamanına bağlı olacaktır. Bu ses sinyalleri arasındaki boşluk çok küçükse, işitme sistemine yardımcı olmak için “doğrudan dalga kanunu” çalışmaya başlar. Bu fenomenin özü: eğer ses çıkarsa kısa aralık zaman gecikmeleri farklı yönlerden geliyorsa, tüm sesin lokalizasyonu ilk gelen sese göre gerçekleşir; kulak, doğrudan sesten çok kısa bir süre sonra gelirse, yansıyan sesi bir dereceye kadar görmezden gelir. Benzer bir etki, sesin dikey düzlemde varış yönü belirlendiğinde de ortaya çıkar, ancak bu durumda çok daha zayıftır (işitsel sistemin dikey düzlemdeki lokalizasyona duyarlılığının belirgin şekilde daha kötü olması nedeniyle).

Öncelik etkisinin özü çok daha derindir ve fizyolojik olmaktan ziyade psikolojik niteliktedir. Bağımlılığın kurulduğu çok sayıda deney yapıldı. Bu etki öncelikle yankının ortaya çıkma zamanı, genliği ve yönü, dinleyicinin belirli bir odanın akustiğinin ses görüntüsünü nasıl oluşturduğuna dair bazı "beklentileri" ile örtüştüğünde ortaya çıkar. Belki de kişi bu odada veya benzer odalarda zaten dinleme deneyimine sahipti, bu da işitsel sistemi "beklenen" öncelik etkisinin ortaya çıkmasına yatkın hale getiriyor. İnsan işitmesinin doğasında olan bu sınırlamaları aşmak için, birden fazla ses kaynağı söz konusu olduğunda, çeşitli hileler ve püf noktaları kullanılır ve bunun yardımıyla müzik enstrümanlarının/diğer ses kaynaklarının uzayda az çok makul bir şekilde konumlandırılması sonuçta oluşturulur. Stereo ve çok kanallı ses görüntülerinin çoğaltılması genel olarak büyük bir aldatmacaya ve işitsel yanılsamanın yaratılmasına dayanmaktadır.

İki veya daha fazla hoparlör sistemi (örneğin 5.1 veya 7.1, hatta 9.1) odanın farklı noktalarından ses ürettiğinde, dinleyici belirli bir ses panoramasını algılayarak var olmayan veya hayali kaynaklardan yayılan sesleri duyar. Bu aldatmanın olasılığı insan vücudunun biyolojik özelliklerinde yatmaktadır. Büyük olasılıkla, "yapay" ses üretimi ilkelerinin nispeten yakın zamanda ortaya çıkması nedeniyle, kişinin bu tür bir aldatmacayı tanımaya uyum sağlayacak zamanı yoktu. Ancak hayali bir yerelleştirme oluşturma sürecinin mümkün olduğu ortaya çıksa da, uygulama hala mükemmel olmaktan uzaktır. Gerçek şu ki, kulak aslında var olmayan bir ses kaynağını gerçekten algılıyor, ancak ses bilgisinin (özellikle tını) aktarımının doğruluğu ve doğruluğu büyük bir sorudur. Gerçek yankılanma odalarında ve yankısız odalarda yapılan çok sayıda deneyle, gerçek ve sanal kaynaklardan gelen ses dalgalarının tınılarının farklı olduğu tespit edildi. Bu esas olarak spektral ses yüksekliğinin öznel algısını etkiler; bu durumda tını, önemli ve fark edilir bir şekilde değişir (gerçek bir kaynak tarafından üretilen benzer bir sesle karşılaştırıldığında).

Çok kanallı ev sineması sistemlerinde, distorsiyon seviyesi birkaç nedenden dolayı belirgin şekilde daha yüksektir: 1) Genlik-frekans ve faz özellikleri bakımından benzer birçok ses sinyali, her kulağa aynı anda farklı kaynaklardan ve yönlerden (yansıyan dalgalar dahil) gelir. kanal. Bu, bozulmanın artmasına ve tarak filtrelemenin ortaya çıkmasına neden olur. 2) Hoparlörlerin uzayda güçlü bir şekilde ayrılması (birbirlerine göre; çok kanallı sistemlerde bu mesafe birkaç metre veya daha fazla olabilir), hayali kaynak alanında tını bozulmalarının ve ses renklenmesinin artmasına katkıda bulunur. Sonuç olarak, çok kanallı ve surround ses sistemlerinde tını renginin pratikte iki nedenden dolayı ortaya çıktığını söyleyebiliriz: tarak filtreleme olgusu ve belirli bir odadaki yankılanma süreçlerinin etkisi. Ses bilgisinin çoğaltılmasından birden fazla kaynak sorumluysa (bu aynı zamanda iki kaynaklı bir stereo sistem için de geçerlidir), ses dalgalarının her işitsel kanala farklı varış zamanlarından kaynaklanan bir "tarak filtreleme" etkisinin ortaya çıkması kaçınılmazdır. . 1-4 kHz'in üst orta aralığında özellikle düzensizlik gözlenir.

Kişi sesi kulak yoluyla algılar (Şek.).

Dışarıda bir lavabo var dış kulak , bir çapta işitsel kanala geçerek D 1 = 5 mm ve uzunluk 3 cm.

Daha sonra, bir ses dalgasının etkisi altında titreşen (rezonans yapan) kulak zarı gelir. Membran kemiklere bağlanır orta kulak titreşimi başka bir zara ve daha sonra iç kulağa iletir.

İç kulak sıvı ile bükülmüş bir tüpe (“salyangoz”) benziyor. Bu tüpün çapı D 2 = 0,2 mm uzunluk 3 – 4cm uzun.

Bir ses dalgasındaki hava titreşimleri, kokleadaki sıvıyı doğrudan uyaracak kadar zayıf olduğundan, orta ve iç kulak sistemi, zarlarıyla birlikte bir hidrolik amplifikatör görevi görür. İç kulağın kulak zarı alanı, orta kulak zarının alanından daha küçüktür. Sesin kulak zarına uyguladığı basınç alanla ters orantılıdır:

Bu nedenle iç kulak üzerindeki basınç önemli ölçüde artar:

İç kulakta, kulağın başlangıcında sert, sonunda yumuşak olmak üzere tüm uzunluğu boyunca uzanan başka bir zar (uzunlamasına) bulunur. Bu uzunlamasına zarın her bölümü kendi frekansında titreşebilir. Sert bölümde yüksek frekanslı salınımlar uyarılırken, yumuşak bölümde düşük frekanslı salınımlar uyarılır. Bu membran boyunca, titreşimleri algılayan ve bunları beyne ileten vestibülokoklear sinir bulunur.

Bir ses kaynağının en düşük titreşim frekansı 16-20Hz kulak tarafından düşük baslı bir ses olarak algılanır. Bölge en yüksek işitme hassasiyeti Orta frekansın bir kısmını ve yüksek frekans alt aralıklarının bir kısmını yakalar ve aşağıdaki frekans aralığına karşılık gelir: 500Hz önce 4-5 kHz . İnsan sesi ile doğadaki bizim için önemli olan süreçlerin çoğunun ürettiği sesler aynı aralıkta frekansa sahiptir. Bu durumda frekansları değişen sesler 2 kHzönce 5 kHzçınlama veya ıslık sesi olarak kulak tarafından duyulur. Başka bir deyişle, en önemli bilgi yaklaşık olarak ses frekanslarında iletilir. 4-5 kHz.

Kişi bilinçaltında sesleri “olumlu”, “olumsuz” ve “nötr” olarak ayırır.

Negatif sesler daha önce alışılmadık, tuhaf ve açıklanamayan sesleri içerir. Korku ve kaygıya neden olurlar. Bunlar aynı zamanda korku uyandıran düşük frekanslı sesleri de içerir; örneğin düşük davul sesi veya kurt uluması. Ayrıca duyulamayan düşük frekanslı seslerle (infrasound) korku ve dehşet uyandırılır. Örnekler:

20. yüzyılın 30'lu yıllarında Londra tiyatrolarından birinde sahne efekti olarak devasa bir org borusu kullanıldı. Bu borunun infrasound'u tüm binayı titretti ve halkın içine korku çöktü.

İngiltere'deki Ulusal Fizik Laboratuvarı çalışanları, klasik müziğin geleneksel akustik enstrümanlarının sesine ultra düşük (infrasound) frekanslar ekleyerek bir deney gerçekleştirdi. Dinleyiciler ruh hallerinde bir düşüş hissettiler ve bir korku hissi yaşadılar.

Moskova Devlet Üniversitesi Akustik Bölümü'nde rock ve pop müziğin insan vücudu üzerindeki etkisi üzerine çalışmalar yapıldı. "Deep People" bestesinin ana ritminin sıklığının kontrol edilemeyen heyecana, kendi üzerinde kontrol kaybına, başkalarına karşı saldırganlığa veya kendine karşı olumsuz duygulara neden olduğu ortaya çıktı. İlk bakışta ahenkli olan "The Beatles" şarkısının zararlı ve hatta tehlikeli olduğu ortaya çıktı çünkü yaklaşık 6,4 Hz'lik temel bir ritmi var. Bu frekans göğüs frekanslarıyla rezonansa girer. karın boşluğu ve beynin doğal frekansına (7 Hz) yakındır. Bu nedenle bu besteyi dinlerken karın ve göğüs dokuları ağrımaya ve yavaş yavaş çökmeye başlar.

Infrasound, başta kardiyovasküler sistem olmak üzere insan vücudundaki çeşitli sistemlerde titreşimlere neden olur. Bunun olumsuz etkileri vardır ve örneğin hipertansiyona yol açabilir. 12 Hz frekansındaki salınımlar, yoğunlukları kritik eşiği aşarsa, insanlar da dahil olmak üzere daha yüksek organizmaların ölümüne neden olabilir. Bu ve diğer infrases frekansları endüstriyel gürültüde, otoyol gürültüsünde ve diğer kaynaklarda mevcuttur.

Yorum: Hayvanlarda müzik frekanslarının ve doğal frekansların rezonansı beyin fonksiyonlarının bozulmasına yol açabilir. "Metal kaya" sesi duyulduğunda inekler süt vermeyi bırakır, ancak domuzlar tam tersine metal kayaya bayılırlar.

Bir derenin sesi, denizin gelgiti veya kuşların cıvıltısı olumludur; sakinleşmeyi sağlarlar.

Ayrıca rock her zaman kötü değildir. Örneğin banjoda çalınan country müziği, hastalığın en başında sağlığa kötü etki etse de iyileşmeye yardımcı olur.

Olumlu sesler klasik melodileri içerir. Örneğin Amerikalı bilim insanları, prematüre bebekleri Bach ve Mozart'ın müziklerini dinlemeleri için kutulara yerleştirdiler ve çocuklar hızla iyileşip kilo aldılar.

Zil çalmanın insan sağlığına olumlu etkisi vardır.

Alacakaranlıkta ve karanlıkta görme yoluyla alınan bilgilerin oranı azaldığından herhangi bir ses efekti artar.

Havada ve kapalı yüzeylerde ses emilimi

Sesin havada emilmesi

Odanın herhangi bir noktasında zamanın her anında, ses yoğunluğu doğrudan kaynaktan çıkan doğrudan sesin yoğunluğu ile odanın kapalı yüzeylerinden yansıyan sesin yoğunluğunun toplamına eşittir:

Ses atmosferik havada veya herhangi bir ortamda yayıldığında yoğunluk kayıpları meydana gelir. Bu kayıplar ses enerjisinin havadaki ve kapalı yüzeylerdeki emiliminden kaynaklanmaktadır. Kullanarak ses emilimini düşünelim dalga teorisi .

Emilim ses, bir ses dalgasının enerjisinin başka bir enerji türüne, özellikle ortam parçacıklarının termal hareket enerjisine geri döndürülemez bir şekilde dönüşmesi olgusudur.. Ses emilimi hem havada hem de çevredeki yüzeylerden ses yansıtıldığında meydana gelir.

Sesin havada emilmesi ses basıncında bir azalma eşlik eder. Sesin yön boyunca ilerlemesine izin verin R kaynaktan. Daha sonra mesafeye bağlı olarak R ses kaynağına göre ses basıncı genliği aşağıdakilere göre azalır: üstel yasa :

, (63)

Nerede P 0 – ilk ses basıncı R = 0

 – emme katsayısı ses. Formül (63) ifade eder ses emilimi kanunu .

Fiziksel anlam katsayı  emme katsayısının sayısal olarak ses basıncının azaldığı mesafenin tersine eşit olmasıdır. e = 2,71 bir kere:

SI birimi:

Ses gücü (yoğunluğu) ses basıncının karesiyle orantılı olduğundan, aynı ses emilimi kanunu şu şekilde yazılabilir:

, (63*)

Nerede BEN 0 – ses kaynağının yakınındaki ses gücü (yoğunluğu), yani. R = 0 :

Bağımlılık grafikleri P ses (R) Ve BEN(R) Şekil 2'de sunulmaktadır. 16.

Formül (63*)'ten ses yoğunluğu seviyesi için denklemin geçerli olduğu sonucu çıkar:

. (64)

Bu nedenle, soğurma katsayısının SI birimi şöyledir: metre başına hayır

Ek olarak şu şekilde hesaplanabilir: metre başına bela (b/m) veya metre başına desibel (dB/m).

Yorum: Ses emilimi karakterize edilebilir kayıp faktörü , eşittir

, (65)

Nerede  – ses dalga boyu, ürün  – ben ogaritmik zayıflama katsayısı ses. Kayıp katsayısının tersine eşit bir değer

isminde kalite faktörü .

Henüz havada (atmosferde) ses emilimine ilişkin tam bir teori yoktur. Çok sayıda ampirik tahmin, emme katsayısı için farklı değerler verir.

İlk (klasik) ses emilimi teorisi Stokes tarafından oluşturulmuştur ve viskozitenin (bir ortamın katmanları arasındaki iç sürtünme) ve termal iletkenliğin (bir ortamın katmanları arasındaki sıcaklık eşitlemesi) etkisini dikkate almaya dayanmaktadır. Basitleştirilmiş Stokes formülü şu forma sahiptir:

, (66)

Nerede  – hava viskozitesi,  – Poisson oranı,  0 – 0 0 C'de hava yoğunluğu,  – sesin havadaki hızı. Normal koşullar için bu formül şu şekli alacaktır:

. (66*)

Ancak Stokes formülü (63) veya (63*) yalnızca aşağıdakiler için geçerlidir: tek atomlu Atomları üç öteleme serbestlik derecesine sahip olan gazlar, yani  =1,67 .

İçin 2, 3 veya çok atomlu moleküllerden oluşan gazlar Anlam  ses, moleküllerin dönme ve titreşimsel serbestlik derecelerini harekete geçirdiği için önemli ölçüde daha fazladır. Bu tür gazlar (hava dahil) için formül daha doğrudur

, (67)

Nerede T N = 273,15 Bin – buzun erimesinin mutlak sıcaklığı (üçlü nokta), P N = 1,013 . 10 5 Pa- normal atmosfer basıncı, T Ve P– gerçek (ölçülen) sıcaklık ve atmosfer basıncı,  =1,33 iki atomlu gazlar için,  =1,33 üç ve çok atomlu gazlar için.

Kapalı yüzeyler tarafından ses emilimi

Kapalı yüzeyler tarafından ses emilimi ses onlardan yansıtıldığında meydana gelir. Bu durumda, ses dalgasının enerjisinin bir kısmı yansıtılarak duran ses dalgalarının ortaya çıkmasına neden olur, diğer enerji ise engel parçacıklarının termal hareket enerjisine dönüştürülür. Bu işlemler, kapalı yapının yansıma katsayısı ve emme katsayısı ile karakterize edilir.

Yansıma katsayısı bir engelden gelen ses dalga enerjisinin payına eşit boyutsuz miktarK olumsuz engelden dalganın tüm enerjisine yansıyanK ped bir engele düşmek

Bir engel tarafından sesin emilmesi şu şekilde karakterize edilir: emme katsayısı – dalga enerjisinin payına eşit boyutsuz miktarK Sürükleyici bir engel tarafından yutuldu(ve bariyer maddesinin iç enerjisine dönüştürülür), tüm dalga enerjisineK ped bir engele düşmek

Ortalama emme katsayısı tüm çevre yüzeylerden gelen ses eşittir

, (68*)

Nerede  Ben – malzemenin ses emme katsayısı Ben engel, S i – alan Ben engeller, S– engellerin toplam alanı, N- farklı engellerin sayısı.

Bu ifadeden, ortalama emme katsayısının, odanın bariyerlerinin tüm yüzeylerini kaplayan ve aynı zamanda muhafaza edebilen tek bir malzemeye karşılık geldiği sonucuna varabiliriz. toplam ses emilimi (A ), eşit

. (69)

Toplam ses emiliminin fiziksel anlamı (A): 1 m2 alana sahip açık bir açıklığın ses yutma katsayısına sayısal olarak eşittir.

Ses emilim birimine denir sabin:

Sesin algılanması kokleada meydana gelen iki sürece dayanmaktadır:

■ seslerin ayrılması kokleanın ana zarı üzerindeki en büyük etkilerinin yerine göre farklı frekanslar;

■ dönüşüm Mekanik titreşimlerin reseptör hücreleri sinir uyarımına dönüşür.

Oval pencereden iç kulağa giren ses titreşimleri perilenf'e iletilir ve bu sıvının titreşimleri, üzerinde reseptör saç hücrelerinin bulunduğu ana zarın yer değiştirmesine yol açar: iç ve dış, Corti yaylarıyla birbirinden ayrılır. . Reseptör hücrelerinin kılları endolenf tarafından yıkanır ve membranöz kanalın tüm seyri boyunca saç hücrelerinin üzerinde bulunan integumenter membran ile temasa geçer. Seslere maruz kaldığında ana zar titremeye başlar, reseptör hücrelerinin tüyleri deri zarına temas eder ve mekanik olarak tahriş olur. Sonuç olarak, afferent lifler boyunca kokleanın spiral gangliyonunun nöronlarına ve ayrıca merkezi sinir sistemine gönderilen bir uyarma süreci meydana gelir.

Salınımlı sıvı sütununun yüksekliği ve buna bağlı olarak ana zarın en büyük yer değiştirme yeri sesin yüksekliğine bağlıdır: yüksek frekanslı sesler ana zarın başlangıcında en büyük etkiyi verir membranlar , ve düşük frekanslar – kokleanın tepesine ulaşmak . Böylece , farklı frekanslardaki sesler farklı tüy hücrelerini ve farklı lifleri harekete geçirir . Ses yoğunluğunun artması, uyarılmış saç hücrelerinin ve sinir liflerinin sayısında bir artışa yol açar, bu da ses titreşimlerinin yoğunluğunun ayırt edilmesini mümkün kılar.

Sesin kemik ve hava yoluyla iletimi vardır. Normal koşullar altında insanlarda hava iletimi baskındır - ses titreşimlerinin dış ve orta kulaktan iç kulaktaki reseptörlere iletilmesi. . Kemik iletimi durumunda, ses titreşimleri kafatasının kemikleri aracılığıyla doğrudan kokleaya iletilir (örneğin dalış sırasında, tüplü dalış sırasında).

Bir kişi genellikle 15 ila 20.000 Hz frekansındaki sesleri algılar. Çocuklarda üst sınır 22.000 Hz'e ulaşır, yaşlandıkça azalır. En yüksek hassasiyet frekans aralığında bulunmuştur. 1 000 önce 3 000 Hz. . Bu alan insan konuşmasının ve müziğinin en yaygın frekanslarına karşılık gelir. .

4. Vestibüler organizasyonun anlamı ve genel planı duyusal sistem

Vestibüler duyu sistemi, vücudun uzaydaki konumunu ve hareketini analiz etmek için kullanılır. Bu en eski duyu sistemlerinden biridir. , Yer çekiminin Dünya üzerindeki etkisi altında gelişti . Görsel duyu sistemi ve kinestetik analizör ile birlikte insanın mekansal yöneliminde öncü bir rol oynar. Vestibüloreseptörlerden gelen uyarılar vücutta vücut dengesini korumak, duruşu düzenlemek ve sürdürmek ve insan hareketlerini mekansal olarak organize etmek için kullanılır. Düzgün hareket sırasında veya dinlenme koşullarında, vestibüler duyu sisteminin reseptörleri uyarılmaz. .

Vestibüler duyu sistemi aşağıdaki bölümlerden oluşur:

1. vestibüler sistemin mekanoreseptörlerini içeren iki oluşumu içeren periferik - vestibül (sakkül ve uterus) ve yarım daire biçimli kanallar;

2. iletken , bipolar hücrenin lifleri tarafından reseptörlerden başlayan ( ilk nöron ) temporal kemikte bulunan vestibüler düğüm, bu nöronların aksonları vestibüler siniri oluşturur ve 8. kranyal sinir çiftinin bir parçası olarak işitsel sinir ile birlikte medulla oblongata'ya girer; medulla oblongata'nın vestibüler çekirdeklerinde ikinci var

3. nöronlar, uyarıların talamustaki üçüncü nöronlara gitmesini sağlar. Vestibüler çekirdeklerden gelen sinyaller sadece talamusa gönderilmez (tek yol bu değildir), merkezi sinir sisteminin birçok kısmına da gönderilir: omurilik, beyincik, retiküler formasyon ve otonomik ganglionlar. 3. kortikal, bazıları korteksin temporal bölgesinde vestibüler sistemin birincil alanında, diğeri ise korteksin motor alanının piramidal nöronlarına yakın konumda bulunan dördüncü nöronlarla temsil edilir ve postada merkezi girus. İnsan vestibüler korteksinin kesin lokalizasyonu henüz tam olarak açıklanamamıştır.

5. Vestibüler aparatın işleyişi

Dolayısıyla, vestibüler duyu sisteminin çevresel kısmı, iç kulakta, temporal kemik piramidinin labirentinde bulunan vestibüler aparattır. Giriş ve üç yarım daire şeklindeki kanaldan oluşur.

1. Temporal kemikteki kanallar ve boşluklar, kısmen membranöz labirentle doldurulmuş olan vestibüler aparatın kemik labirentini oluşturur. Kemik ve membranöz labirentler arasında bir sıvı - perilenf ve membranöz labirentin içinde - endolenf vardır.

2. Giriş aparatı, yerçekiminin uzaydaki vücut pozisyonundaki değişiklikler ve ivmeler üzerindeki etkisini analiz etmek için tasarlanmıştır. doğrusal hareket. Mekanoreseptörleri saç hücreleri olan otolit cihazları içeren kese ve utrikül olmak üzere 2 boşluğa bölünmüştür. Reseptör hücresinin boşluğa doğru çıkıntı yapan kısmı, daha uzun bir hareketli saç ve 60-80 yapışık hareketsiz saçla son bulur. Bu kıllar, kalsiyum karbonat - otolit kristallerini içeren jöle benzeri otolitik membrana nüfuz eder (Şekil 33).

3. Rahimde otolitik membran yatay bir düzlemde bulunur , ve kese içinde bükülmüş ve ön ve sagittal düzlemlerde yer almaktadır. .

4. Başın ve vücudun konumu değiştiğinde ve ayrıca dikey veya yatay ivmelenmeler sırasında, otolit membranlar her üç düzlemde de yerçekiminin etkisi altında serbestçe hareket eder (yani kıllar boyunca kayarlar), böylece mekanoreseptör kıllarını deforme eder. . Kılların deformasyonu ne kadar büyük olursa, vestibüler sinirin liflerindeki afferent impulsların sıklığı da o kadar yüksek olur.

Pirinç. 33. Otolitik aparatın yapısı :

1 – otolitler; 2 – otolit membranı; 3 - reseptör hücrelerinin kılları;

4 - reseptör hücreleri; 5 - Destek hücreleri; 6 – sinir lifleri

Yarım daire şeklindeki kanalların aparatı, dönme hareketleri sırasında merkezkaç kuvvetinin etkisini analiz etmek için kullanılır. Yeterli uyaranı açısal ivmedir. Yarım daire kanalları karşılıklı olarak üç yerde bulunur. dik düzlemler(ön – ön düzlemde , yanal – yatay olarak , geri – sagittalde ) ve tüm labirent gibi yoğun endolenf ile doldurulur (viskozitesi suyunkinden 2-3 kat daha fazladır). Her kanalın bir ucu genişletilerek bir “ampul” haline getirilir. Reseptör saç hücreleri yalnızca cristae (kıvrımlar, çıkıntılar) formundaki ampullerde konsantre edilir, yani. yapıştırılmış. Endolenf hareket ettiğinde (açısal ivmelenmeler sırasında), tüyler bir yöne doğru büküldüğünde tüy hücreleri uyarılır, ters yönde hareket ettiğinde ise engellenir. Tüy hücrelerinin tahrişi sonucu oluşan reseptör potansiyeli, vestibüler sinir liflerinin uçlarına bir uyarı iletir.

Şu anda gösteriliyor , bir tarafa dönme veya eğilme afferent uyarıları artırır , ve diğer yönde – azalt onu . Bu, doğrusal hareketin veya dönme hareketinin yönünü ayırt etmeyi mümkün kılar .

6. Vestibüler sistemin çeşitli vücut fonksiyonları üzerindeki etkisi

Vestibüler duyu sistemi, omuriliğin ve beynin birçok merkezine bağlıdır ve bir dizi vestibülosomatik ve vestibülo-vejetatif reflekslere neden olur (Şekil 34). Bu reaksiyonların en önemlileri vestibulospinaldir.

Vestibüler tahrişler, kas tonusundaki değişikliklerin, asansör reflekslerinin yanı sıra retina - nistagmus (hareketler) üzerindeki görüntüyü korumayı amaçlayan özel göz hareketlerinde ayarlama reflekslerine neden olur. gözbebekleri dönüş hızı ile , ama ters yönde , ardından başlangıç pozisyonuna hızlı bir dönüş ve yeni bir ters dönüş) .

Pirinç. 34. Vestibüler aparatın afferent bağlantıları :

G – göz; Tk – ince bağırsak; M – kas; PM – medulla oblongata;

F – mide; Bakınız – omurilik

Vestibulovegetatif reaksiyonlar kardiyovasküler sistemi, gastrointestinal sistemi ve diğer organları içerir. Vestibüler aparat üzerinde güçlü ve uzun süreli stres ile, kalp atış hızındaki bir değişiklikle kendini gösteren "hareket hastalığı" (bunun bir örneği hareket hastalığıdır) meydana gelir ve tansiyon, zaman duygusunun bozulması, zihinsel işlevlerde değişiklikler - dikkat, operasyonel düşünme, kısa süreli hafıza, duygusal belirtiler. Ağır vakalarda baş dönmesi, mide bulantısı ve kusma meydana gelir. Artan "hareket hastalığı" eğilimi, özel eğitim (rotasyon, salınım) ve bir dizi ilacın kullanılmasıyla azaltılabilir.

Ağırlıksızlık koşullarında (bir kişinin vestibüler etkileri kapatıldığında), vücudun mekansal konumuna ilişkin farkındalık kaybı meydana gelir. Yürüme ve koşma becerileri kaybolur. Sinir sisteminin durumu kötüleşir, sinirlilik artar ve ruh hali dengesizliği ortaya çıkar. Böylece, kişinin duruşunu ve hareketlerini kontrol etmede önemli olan ana analitik fonksiyona ek olarak vestibüler duyu sistemi, çeşitli fonksiyonlara sahiptir. yan etkiler uyarılmanın başkalarına ışınlanması sonucu ortaya çıkan birçok vücut fonksiyonu üzerinde sinir merkezleri.

Eyleme teşvik

Eylem amacı

Amaca yönelik hareket kalıpları

(edinilmiş ve doğuştan)

Duruş ayarı

Mono ve polisinaptik refleksler

Kas uzunluğu Kas gerginliği

programı

Verim

Pirinç. 35. Genel Plan motor duyu sisteminin organizasyonu

Ders 22

MOTOR SENSÖR SİSTEMİ .

CİLDİN DUYUSAL SİSTEMLERİ , TAT VE KOKU

1. Motor duyu sisteminin anlamı ve genel organizasyon planı

Motor duyu sistemi, motor sisteminin durumunu analiz etmek için kullanılır – hareketleri ve pozisyonları . Motor hareketlerin ve duruşların düzenlenmesi için iskelet kaslarının kasılma derecesi, tendon gerginliği ve eklem açılarındaki değişiklikler hakkında bilgi gereklidir.

Motor duyu sistemi aşağıdaki bölümlerden oluşur:

1. periferik, kaslarda, tendonlarda ve eklem kapsüllerinde bulunan propriyoseptörler tarafından temsil edilir;

2. iletken , gövdeleri merkezi sinir sisteminin dışında bulunan bipolar hücrelerle (ilk nöronlar) başlar – omurilik ganglionlarında, süreçlerinden biri reseptörlerle ilişkilidir, diğeri omuriliğe girer ve impulsları medulla oblongata'daki ikinci nöronlara (proprioseptörlerden gelen yolların bir kısmı serebellar kortekse gider) ve ardından üçüncü nöronlara iletir - talamusun röle çekirdekleri;

3. kortikal, serebral korteksin ön merkezi girusunda bulunur.

Motor duyu sisteminin organizasyonunun genel bir planı Şekil 2'de sunulmaktadır. 35.

2. Propriyoseptörlerin işlevleri

Memelilerin ve insanların kasları 3 tip özelleşmiş reseptör içerir: kas iğcikleri, tendon reseptörleri

Golgi ve eklem reseptörleri (eklem kapsülü ve eklem bağlarının reseptörleri). Tüm bu reseptörler, mekanik uyarıma tepki verir ve motor sisteminin durumu hakkında bir bilgi kaynağı olarak hareketlerin koordinasyonunda rol oynar. Propriyoseptörlere özel bir uyarı onların gerilmesidir.

Kas iğleri, kasın kalınlığında yer alan küçük dikdörtgen oluşumlardır (birkaç milimetre uzunluğunda, milimetrenin onda biri genişliğinde). Her iğ, orta kısımda genişleyen ve bir nükleer torba oluşturan birkaç hücre katmanından oluşan bir kapsül ile kaplıdır (Şekil 36).

Pirinç. 36. Kas mili:

1 – iskelet kası lifine bağlı intrafüzal kas lifinin proksimal ucu; 2 – bu lifin fasyaya bağlı uzak ucu; 3 – nükleer torba; 4 – afferent lifler; 5 – gama motor nöron lifleri; 6 - iskelet kasına giden alfa motor nöron lifi

Kapsülün içinde, ince liflerden (sıradan iskelet kası liflerinden 2 ila 3 kat daha ince) oluşan bir demet (2 ila 14 arası) bulunur. intrafuzal diğer tüm kas liflerinin aksine (ekstrafuzal).

İğler ekstrafüzal liflere paralel olarak yerleştirilmiştir - bir ucu tendona, diğeri liflere tutturulur. İki tip intrafüzal lif vardır:

■ nükleer keseli hayvanlar- ortadaki çekirdeklerle daha kalın ve daha uzun, lifin kalınlaşmış kısmı - en kalın ve en hızlı ileten afferent sinir lifleriyle ilişkili olan nükleer bursa - bilgi verirler Hareketin dinamik bileşeni hakkında(kas uzunluğundaki değişim hızı) ;

■ nükleer zincir- daha kısa, daha ince, çekirdekler bir zincir halinde uzatılmış, statik bileşen (şu anda tutulan kasın uzunluğu) hakkında bilgi veriyor.

Afferent sinir liflerinin duyusal uçları, intrafüzal lifler üzerinde spiral olarak yerleştirilmiştir (sarılmıştır).

Bir iskelet kası gerildiğinde, kas reseptörleri de gerilir ve sinir liflerinin uçları deforme olur, bu da içlerinde sinir uyarılarının ortaya çıkmasına neden olur, her şeyden önce omuriliğin motor nöronlarına gider. Dürtülerin sıklığı, kas gerginliğinin artmasıyla ve gerilme hızının artmasıyla da artar. Böylece sinir merkezlerine kasın esneme hızı ve uzunluğu hakkında bilgi verilir. Kas iğciklerinden gelen uyarı, gergin durumun sürdürüldüğü tüm süre boyunca devam eder, bu da merkezlerin sürekli olarak kas uzunluğunun farkında olmasını sağlar. Kaslar ne kadar incelikli ve koordineli hareketler gerçekleştirirse, o kadar fazla kas iğciği içerirler: İnsanlarda, omurgayı başa bağlayan derin boyun kaslarında ortalama sayı 63'tür ve uyluk ve pelvis kaslarında ise ortalama sayı 63'tür. 1 g kas ağırlığı başına 5'ten az iğ vardır.

Merkezi sinir sistemi propriyoseptörlerin duyarlılığını hassas bir şekilde düzenleyebilir; iğlerin de efferent innervasyonu vardır: intrafüzal kas lifleri, gama motor nöronlarından kendilerine gelen aksonlar tarafından innerve edilir. Alfa motor nöronların uyarılmasına gama motor nöronların uyarılması eşlik eder. Gama motor nöronlarının aktivasyonu, afferent nöronların duyarlılığında (uyarılabilirliğinde) bir artışa yol açar: aynı uzunluktaki iskelet kası ile sinir merkezlerine daha fazla sayıda afferent impuls ulaşacaktır.

Omurilikteki küçük gama motor nöronlarından gelen deşarjlar, iğ nükleer bursasının her iki tarafındaki intrafüzal kas liflerinin kasılmasına neden olur. Bunun sonucunda kas iğciğinin kasılmayan orta kısmı gerilir ve buradan uzanan sinir lifinin deformasyonu uyarılabilirliğinin artmasına neden olur. Bu, öncelikle propriyoseptif dürtülerin diğer afferent bilgilerin arka planından izole edilmesine ve ikinci olarak kas durumu analizinin doğruluğunun arttırılmasına olanak tanır. Hareket sırasında ve hatta fırlatma öncesi durumda iğlerin hassasiyetinde bir artış meydana gelir. Bu, gama motor nöronlarının düşük uyarılabilirliği nedeniyle, dinlenme halindeki aktivitelerinin zayıf bir şekilde ifade edilmesi ve gönüllü hareketler ve vestibüler reaksiyonlar sırasında aktive edilmesiyle açıklanmaktadır. Sempatik liflerin orta derecede uyarılması ve küçük dozlarda adrenalinin salınması ile proprioseptörlerin duyarlılığı da artar.

Golgi tendon reseptörleri kas lifleri ve tendonların birleşim yerinde bulunur. Tendon reseptörleri (sinir lifi uçları), bir kapsülle çevrelenmiş ince tendon liflerini birbirine bağlar. Tendon reseptörlerinin kas liflerine (ve bazı durumlarda kas iğciklerine) sıralı bağlanmasının bir sonucu olarak, kaslar gergin olduğunda tendon mekanoreseptörlerinin gerilmesi meydana gelir; kas kasıldığında heyecanlanırlar. Böylece, kas iğciklerinden farklı olarak tendon reseptörleri, kasın geliştirdiği kuvvet (kas gerginliğinin derecesi ve gelişim hızı) hakkında sinir merkezlerine bilgi verir. Spinal düzeyde, ara nöronlar aracılığıyla kendi kaslarının motor nöronlarının inhibisyonuna ve karşıt motor nöronların uyarılmasına neden olurlar.

Eklem reseptörleri, vücudun bireysel bölümlerinin uzaydaki ve birbirlerine göre konumu hakkında bilgi verir. Serbest sinir uçları veya özel bir kapsül içine alınmış uçlardır. Bazı eklem reseptörleri eklem açısının büyüklüğü hakkında bilgi gönderir; Eklemin konumu hakkında. Dürtüleri, belirli bir açıyı koruyarak tüm süre boyunca devam eder. Açı kayması ne kadar büyük olursa frekans da o kadar yüksek olur. Diğer eklem reseptörleri yalnızca eklemdeki hareket anında uyarılır; Hareketin hızı hakkında bilgi gönderin. İmpulslarının sıklığı, eklem açısındaki değişimin hızıyla birlikte artar.

Kas iğcikleri, tendon organları, eklem kapsülleri ve derinin dokunma reseptörlerindeki reseptörlerden gelen sinyallere kinestetik denir. , onlar. Vücut hareketleri hakkında bilgi vermek. Hareketlerin gönüllü olarak düzenlenmesine katılımları farklılık göstermektedir. Eklem reseptörlerinden gelen sinyaller serebral kortekste gözle görülür bir reaksiyona neden olur ve iyi tanınır. Onlar sayesinde kişi, eklem hareketlerindeki farklılıkları, statik pozisyonlar veya ağırlığın desteklenmesi sırasında kas gerginliği derecesindeki farklılıklardan daha iyi algılar. Diğer propriyoseptörlerden gelen ve öncelikle beyinciğe ulaşan sinyaller, bilinçsiz düzenlemeyi, hareketlerin ve duruşların bilinçaltı kontrolünü sağlar.

3. Cildin duyu sistemleri , iç organlar , tat ve koku

Ciltte ve iç organlar Fiziksel ve kimyasal uyaranlara yanıt veren çeşitli reseptörler vardır.

Cilt alımı

Cilt dokunma, sıcaklık ve ağrı algısını sağlar. 1 cm 2 deride ortalama 12 13 soğuk nokta, 1 2 ısı noktası, 25 dokunma noktası ve 100'e yakın ağrı noktası bulunur.

Dokunsal dokunmatik sistem amaçlanan Basınç ve dokunma analizi için. Reseptörleri, sinir uçlarının özel bir kapsül içine alındığı serbest sinir uçları ve karmaşık oluşumlardır (Meissner korpüskülleri, Pacinian korpüskülleri). Cildin üst ve alt katmanlarında, cilt damarlarında ve saç diplerinde bulunurlar. Özellikle el ve ayak parmaklarında, avuç içlerinde, ayak tabanlarında ve dudaklarda çok sayıda bulunur. Bunlar gerilmeye, basınca ve titreşime yanıt veren mekanoreseptörlerdir. En hassas reseptör, kapsül yalnızca 0,0001 mm yer değiştirdiğinde dokunma hissine neden olan Pacinian cisimciğidir. Pacini cisimciği ne kadar büyük olursa, ondan daha kalın ve daha hızlı ileten afferent sinirler uzanır. Mekanik bir uyaranın eyleminin başlangıcı ve sonu hakkında bilgi veren kısa süreli voleybollar (0,005 saniyelik süre) gerçekleştirirler.

Dokunsal bilginin yolu aşağıdaki gibidir: reseptör - omurilik ganglionlarındaki 1. nöron - omurilik veya medulla oblongata'daki 2. nöron - 3-bu Diensefalondaki (talamus) nöron - 4-bu serebral korteksin arka merkezi girusundaki nöron (birincil somatosensoriyel alanda).

Sıcaklık alımı Soğuk reseptörler tarafından gerçekleştirilir (Krause şişeleri) ve termal (Ruffini, Golgi-Mazzoni cisimcikleri). 31 - 37 ° C cilt sıcaklığında bu reseptörler neredeyse aktif değildir. Bu sınırın altında sıcaklık düşüşüyle orantılı olarak soğuk reseptörleri aktive olur, daha sonra aktiviteleri azalır ve +12 °C'de tamamen durur. 37 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda termal reseptörler etkinleştirilir ve +43 °C'de maksimum aktiviteye ulaşır, ardından tepkiler aniden durur.

Ağrı alımıÇoğu uzmana göre özel algısal oluşumlara sahip değildir. Ağrılı stimülasyon, serbest sinir uçları tarafından algılanır ve ayrıca ilgili termo ve mekanoreseptörlerde güçlü sıcaklık ve mekanik stimülasyon ile meydana gelir.

Sıcaklık ve ağrı uyarıları omuriliğe, oradan diensefalona ve korteksin somatosensör bölgesine iletilir.

3.2. Visseroseptif ( iç algılayıcı ) duyusal sistem

İç organlarda basıncı algılayan birçok reseptör bulunur - vasküler baroreseptörler, bağırsak vb., iç ortamın kimyasındaki değişiklikler, - kemoreseptörler, sıcaklığı, - termoreseptörler, ozmotik basınç, ağrı uyarımı. Onların yardımıyla, iç ortamın çeşitli sabitlerinin sabitliği koşulsuz bir refleks yoluyla (homeostazın sürdürülmesiyle) düzenlenir, merkezi sinir sistemi iç organlardaki değişiklikler hakkında bilgilendirilir.

Vagus, splanknik ve pelvik sinirler yoluyla interoreseptörlerden gelen bilgiler diensefalona (hem talamus hem de hipotalamus), ayrıca subkortikal çekirdeklere (kaudat cisim), beyincik ve ayrıca serebral korteksin ön ve diğer bölgelerine girer. Bu sistemin faaliyeti pratikte gerçekleşmez, zayıf bir şekilde lokalize edilir, ancak şiddetli tahrişler iyi hissettiriyor. Karmaşık duyuların oluşumunda rol oynar - susuzluk, açlık vb.

3.3. Koku alma ve tatma duyu sistemleri

Koku alma ve tatma duyu sistemleri en eski sistemler arasındadır. Kimyasal tahrişleri algılamak ve analiz etmek için tasarlanmıştır. , dış ortamdan geliyor.

X Koku emoreseptörleri üst burun pasajlarının koku epitelinde bulunur. Bunlar, bilgiyi ileten bipolar saç hücreleridir. etmoid kemik kafatasından beynin koku alma ampulünün hücrelerine ve daha sonra koku alma yolu boyunca korteksin koku alma bölgelerine (denizatı kancası) , hipokampal girus ve diğerleri). Farklı reseptörler, koku verici maddelerin farklı moleküllerine seçici olarak yanıt verir ve yalnızca reseptör yüzeyinin ayna kopyası olan moleküller tarafından uyarılır. Onlar eterik olanı algılıyorlar , kafur , nane , misk ve diğer kokular , ve bazı maddelere karşı hassasiyet alışılmadık derecede yüksektir .

Tat kemoreseptörleri dilin epitelinde, farenksin arka duvarında ve yumuşak damakta bulunan tat tomurcuklarıdır. Çocuklarda bunlardan daha fazlası var , ve yaşla birlikte – azalır . Reseptör hücrelerinin mikrovillusları ampulden dilin yüzeyine doğru çıkıntı yapar ve suda çözünen maddelere tepki verir. Sinyalleri fasiyal ve glossofaringeal sinirlerin lifleri yoluyla talamusa ve ayrıca korteksin somatosensör bölgesine ulaşır. Dilin farklı kısımlarındaki reseptörler dört temel tadı algılar : acı ( arka uç dil), ekşi (dilin kenarları), tatlı (dilin ön kısmı) ve tuzlu (dilin ön ve kenarları). Tat duyusu ile bir maddenin kimyasal yapısı arasında kesin bir benzerlik yoktur, çünkü tat duyusu hastalık, hamilelik vb. nedeniyle değişebilir. Tat duyusunun oluşumu koku alma duyusunu, dokunma duyusunu, acıyı ve sıcaklık duyarlılığını içermektedir. Tat duyusu sisteminden gelen bilgiler, yiyeceğin elde edilmesi, seçilmesi, tercih edilmesi veya reddedilmesi ile açlık ve tokluk duygularının yaratılmasıyla ilişkili yeme davranışını düzenlemek için kullanılır.

4. Geri dönüşüm , duyusal bilgilerin etkileşimi ve anlamı

Duyusal bilgi, sinir sisteminin spesifik ve spesifik olmayan iki ana yolu boyunca reseptörlerden beynin üst kısımlarına iletilir. . Spesifik yollar, beynin üç ana fonksiyonel bloğundan birini (bilgi alma, işleme ve depolama bloğu) oluşturan görsel, işitsel, motor ve diğer duyusal sistemlerin klasik afferent yollarıdır (A.R. Luria, 1962, 1973) . Bu bilginin işlenmesine, periferik reseptörlerle doğrudan bağlantısı olmayan, ancak yükselen tüm spesifik sistemlerden teminatlar yoluyla dürtüler alan ve bunların geniş etkileşimini sağlayan spesifik olmayan bir beyin sistemi de katılır.

4.1. İletken bölgelerde duyusal bilgilerin işlenmesi

Alınan tahrişlerin analizi duyusal sistemlerin tüm kısımlarında meydana gelir. En basit analiz şekli, reseptörler düzeyinde gerçekleştirilir: vücuda düşen tüm etkilerden, tek türdeki (ışık, ses vb.) uyaranları izole ederler (seçerler). Aynı zamanda tek bir sensör sisteminde sinyal özelliklerinin daha ayrıntılı tanımlanması mümkündür ( koni fotoreseptörleri vb. ile renk ayrımı. . ).

İletim bölgesindeki afferent bilginin daha fazla işlenmesi, bir yandan uyaranın özelliklerinin devam eden analizinden, diğer yandan bunların sentez süreçlerinden oluşur. , Alınan bilgilerin özetlenmesi. Afferent uyarılar daha yüksek düzeydeki duyu sistemlerine iletildikçe, bilgi işlemenin karmaşıklığı artar: örneğin, orta beynin kortikal altı görsel merkezlerinde, değişen derecelerde aydınlatmaya yanıt veren ve hareketi algılayan nöronlar vardır; subkortikal işitsel merkezlerde - beklenmedik uyaranlara yönlendirme refleksinin temelini oluşturan sesin perdesi ve lokalizasyonu hakkında bilgi çıkaran nöronlar, yani. bu nöronlar afferent sinyallere basit iletkenlere göre daha karmaşık bir şekilde yanıt verir.

Omurilik ve subkortikal merkezler seviyesindeki aferent yolların birçok dalı sayesinde, bir duyu sistemi içindeki afferent impulsların çoklu etkileşimlerinin yanı sıra farklı duyu sistemleri arasındaki etkileşimler de sağlanır (özellikle son derece kapsamlı etkileşimlere dikkat çekilebilir). Birçok yükselen ve alçalan yola sahip vestibüler duyu sistemi). Etkileşim için özellikle zengin fırsatlar çeşitli sinyaller spesifik olmayan bir beyin sisteminde yaratılır , farklı kökenlerden (30 bin nörondan) ve farklı vücut reseptörlerinden gelen uyarıların aynı nörona yakınlaşabildiği yer. Sonuç olarak spesifik olmayan sistem, vücuttaki fonksiyonların entegrasyon süreçlerinde büyük rol oynar.

Merkezi sinir sisteminin daha yüksek seviyelerine girerken, bir reseptörden gelen bilginin sıkıştırılması veya genişletilmesi meydana gelir ve bu, komşu katmanlardaki eşit olmayan sayıda öğeyle ilişkilidir. Bunun bir örneği, iki insan retinasının her birindeki fotoreseptör katmanının yaklaşık 130 milyon elemente sahip olduğu ve çıktı katmanında - retinal ganglion hücrelerinde - yalnızca 1 milyon 250 bin nöronun bulunduğu görsel duyu sistemidir. Bir retinal ganglion hücresi, yüzlerce bipolar hücreden ve onbinlerce reseptörden gelen bilgiyi birleştirir; bu tür bilgiler önemli bir işlemden sonra optik sinirlere azaltılmış bir biçimde girer. Bu, bilginin daraltılmasına (sıkıştırılmasına) bir örnektir.

Öte yandan, bir reseptörden gelen sinyaller düzinelerce ganglion hücresiyle ilişkilidir ve prensip olarak görsel korteksteki herhangi bir kortikal nörona bilgi iletebilir. Daha fazlası için yüksek seviyeler Görsel duyusal sistemde, bilginin genişlemesi meydana gelir: Korteksin birincil görsel bölgesindeki nöronların sayısı, subkortikal görsel merkezden veya retina çıkışından binlerce kat daha fazladır. İşitsel ve diğer bazı duyusal sistemlerde, reseptörlerden kortekse doğru yalnızca genişleyen bir "huni" temsil edilir. "Dönüşüm hunilerini" genişletmenin fizyolojik anlamı, sinyallerin daha ayrıntılı ve karmaşık bir analizini sağlamaktır.

Çok sayıda paralel kanal (optik sinirde 900.000, işitsel sinirde 30.000 lif vardır), spesifik bilgilerin reseptörlerden kortekse bozulmadan iletilmesini sağlar.

Biri en önemli yönler Afferent bilginin işlenmesi, duyu sistemlerinin çeşitli seviyelerinde artan ve azalan etkilerle gerçekleştirilen en önemli sinyallerin seçilmesidir. Bu seçimde önemli rol Sinir sisteminin spesifik olmayan bir kısmı da (limbik sistem, retiküler oluşum) rol oynar. Birçok merkezi nöronu aktive ederek veya inhibe ederek vücut için en önemli bilginin seçilmesini destekler. Retiküler oluşumun orta beyin kısmının kapsamlı etkilerinin aksine , Talamusun spesifik olmayan çekirdeklerinden gelen uyarılar serebral korteksin yalnızca sınırlı alanlarını etkiler . Korteksin küçük bir alanının aktivitesinde bu kadar seçici bir artış, dikkat eyleminin düzenlenmesinde önemlidir. , genel afferent arka plana karşı şu anda en önemli mesajların vurgulanması .

4.2. Bilginin kortikal düzeyde işlenmesi

Serebral kortekste bilgi işlemenin karmaşıklığı birincil alanlardan ikincil ve üçüncül alanlara doğru artar. .

Korteksin birincil alanları, kendileriyle ilişkili spesifik reseptörlerden gelen belirli tipteki uyaranları analiz eder. Bunlar analizörlerin sözde nükleer bölgeleridir (I.P. Pavlov'a göre) - görsel, işitsel vb. Aktiviteleri duyuların ortaya çıkmasının temelini oluşturur. .

Çevrelerinde bulunan ikincil alanlar (analizörlerin çevresi), bilgi işlemenin sonuçlarını birincil alanlardan alır ve bunları daha karmaşık biçimlere dönüştürür. İkincil alanlarda alınan bilgiler anlaşılır , onu tanımak , bu tür tahrişlerin algılanması süreçleri sağlanır. Bireysel duyu sistemlerinin ikincil alanlarından bilgi, arka üçüncül alanlara - farklı modalitelerin sinyallerinin entegre edildiği, tam bir görüntünün oluşturulmasına olanak tanıyan ilişkisel alt parietal bölgelere girer. dış dünya tüm kokularıyla, sesleriyle, renkleriyle vb. Burada, vücudun sağ ve sol yarısının farklı kısımlarından gelen afferent mesajlara dayanarak, hareketlerin mekansal yönelimini ve motor komutlarının kesin hedeflenmesini sağlayan, alanın düzeni ve vücudun düzeni hakkında karmaşık insan fikirleri oluşturulur. çeşitli iskelet kaslarına. Bu bölgeler aynı zamanda alınan bilgilerin saklanması açısından da özellikle önemlidir.

Korteksin arka üçüncül alanında, ön üçüncül alanlarında (ön üçüncül) işlenen bilgilerin analizine ve sentezine dayanır. ön bölge) hedefler oluşturulur , İnsan davranışının görevleri ve programları.

Duyusal sistemlerin kortikal organizasyonunun önemli bir özelliği, işlevlerin ekran veya somatotopik (Latince somaticus - bedensel, topikus - yerel) temsilidir. Korteksin birincil alanlarının hassas kortikal merkezleri bir tür ekran oluşturur , çevredeki reseptörlerin konumunu yansıtan , onlar. Burada noktadan noktaya projeksiyonlar var. Böylece, arka merkezi girusta (somatosensoriyel bölgede), dokunma, sıcaklık ve cilt duyarlılığı nöronları, küçük bir adamın (homunculus) bir kopyasına benzeyen, vücut yüzeyindeki reseptörlerle aynı sırada sunulur; görsel kortekste - retina reseptörlerinden oluşan bir ekran gibi; işitsel kortekste - belirli bir ses perdesine yanıt veren, belirli bir sırayla nöronlar. Bilginin mekansal temsilinin aynı prensibi, talamusun değişen çekirdeklerinde ve serebellar kortekste gözlenir ve bu, merkezi sinir sisteminin çeşitli bölümlerinin etkileşimini büyük ölçüde kolaylaştırır.

Kortikal duyusal temsil alanının boyutu, afferent bilginin bir veya başka kısmının işlevsel önemini yansıtır. Bu nedenle, parmakların kinestetik reseptörlerinden ve insanlarda konuşma üreten aparatlardan gelen bilgilerin analizinin özel önemi nedeniyle, bunların kortikal temsil bölgesi, vücudun diğer bölümlerinin duyusal temsilini önemli ölçüde aşmaktadır. . Buna benzer , Retinadaki foveanın birim alanı başına neredeyse 500 görsel korteksin kat daha büyük alanı , retina çevresinin aynı birim alanına göre .

Merkezi sinir sisteminin üst kısımları duyusal bilgi için aktif bir arama sağlar. Bu, görsel duyu sisteminin aktivitesinde açıkça ortaya çıkar. Göz hareketleri üzerine yapılan özel çalışmalar göstermiştir ki , bakışın uzayın tüm noktalarını sabitlemediğini , ancak yalnızca en bilgilendirici işaretler , hangisi olduğuna karar vermek için özellikle önemlidir. - veya şu anda görevler. Gözlerin arama işlevi, bir kişinin dış ortamdaki aktif davranışının, bilinçli faaliyetinin bir parçasıdır. Dış dünyanın aktif algısının kontrolü altında korteksin daha yüksek analiz ve entegrasyon alanları olan ön loblar tarafından kontrol edilir.

Serebral korteks, çeşitli duyu sistemleri arasında en geniş etkileşimi ve bunların insan motor eylemlerinin organizasyonuna katılımını sağlar. Sportif faaliyetleri sırasında.

4.3. Sporda duyu sistemleri aktivitesinin önemi

Spor egzersizlerinin etkinliği duyusal bilgilerin algılanması ve işlenmesi süreçlerine bağlıdır.

Net Algı hareketlerin mekanları ve mekansal yönelimi görsel, işitsel, vestibüler, kinestetik alımların işleyişiyle sağlanır. Zaman aralıklarının tahmini ve hareketlerin zamansal parametrelerinin kontrolü, propriyoseptif ve işitsel duyulara dayanır. Dönüşler, dönmeler, eğilmeler vb. sırasında vestibüler tahriş. hareketlerin koordinasyonunu ve tezahürünü önemli ölçüde etkiler fiziksel niteliklerözellikle vestibüler aparatın düşük stabilitesi ile. Sporcularda bireysel duyusal algıların deneysel olarak kapatılması (özel bir yakada hareketlerin gerçekleştirilmesi) , servikal propriyoseptörlerin aktivasyonu hariç ; gözlük kullanımı , merkezi veya çevresel görüş alanını kapsayan ) egzersiz notlarında keskin bir düşüşe veya bunu yapmanın tamamen imkansız olmasına yol açtı. Buna karşılık, sporcuya ek bilgi (özellikle hareket sırasında acil bilgi) sağlamak, teknik eylemlerin hızla iyileştirilmesine yardımcı oldu. Sporcular, duyusal sistemlerin etkileşimine dayanarak, seçtikleri spordaki faaliyetlerine eşlik eden karmaşık fikirler geliştirirler - buz, kar, su vb. "hissi". Dahası, her sporda, bir sporcunun performansının başarısının büyük ölçüde bağlı olduğu aktiviteye bağlı olan en önemli, önde gelen duyu sistemleri vardır.

1. Analizciler doktrinini kim yarattı?

2. Analizöre ne denir?

3. İsim Genel İlkeler Duyusal sistemlerin yapısı.

4. Çok katmanlılığın ilkesi nedir; çok kanallı sensör sistemleri?

5. Duyusal sistemler hangi bölümlere ayrılır?

6. Reseptörler nelerdir?

Malzemeler bireysel çalışma Kolokyum ve öz kontrol için sorular

1 Analizör doktrinini kim yarattı?

2 Analizöre ne denir?

3 Duyu sistemlerinin yapısının genel prensiplerini adlandırır.

4 Çok katmanlılığın ilkesi nedir; çok kanallı sensör sistemleri?

5 Duyusal sistemler hangi bölümlere ayrılır?

6 Reseptörler nelerdir?

7. Duyusal sistemlerin temel fonksiyonlarını adlandırın.

Daha sonra evrim sürecinde, en yüksek hassasiyet türleri ortaya çıktı - seslerin (işitme) ve ışığın algılanması (). İşitme ve görmenin olağanüstü önemi, belirli nesneler ve olaylar hakkında zaten uzaktan sinyal vermeleridir. çevre. Bu nedenle fizyolojide bunlara uzak analizörler denir. Kimyasal duyarlılığın en yüksek türü olan koku duyusu da büyük ölçüde bu özelliğe sahiptir. Ancak tam olarak işitme ve görme organlarında özel bir gelişim derecesine ulaşır.

Mekanik tahrişe duyarlılık temelinde ortaya çıktı. Ancak burada artık algılanan belirli nesnelerin dokunuşu değil, kıyaslanamayacak kadar daha incelikli fenomenler - hava titreşimleridir. Hava titreşimlerinin algılanması çok önemlidir.

Etrafımızdaki tüm nesnelerin (katı, sıvı ve gaz) belirli bir esnekliği vardır. Bu nedenle, bir cisim diğeriyle temasa geçtiğinde ve hatta daha da fazlası birbirlerine çarptığında, bu cisimler bir dizi salınım hareketi gerçekleştirir - basitçe söylemek gerekirse titreşir ve titrerler. Bizi hemen çevreleyen doğada boşluk yoktur. Bu nedenle, bir nesnenin herhangi bir hareketi onun diğeriyle temasına yol açar - nesneler titrer ve bu titreşimler havaya iletilir. Sonuç olarak, etrafımızdaki hareket hakkında ses ve bilgi duyarız. İster çekiç darbeleri altında bir örs titresin, ister içine atılan taştan su titresin, ister bir şarkıcının ses telleri hava akımının basıncı altında titresin, ister bir kitabın sayfaları onları çeviren elin altında titresin - tüm bunlar havada saniyede 340 m, yani 3 saniyede 1 km hızla etrafa yayılan titreşimlere neden olur ve sesi duyarız. Nasıl algılanıyor?

Hava titreşimleri, dış işitsel kanalın dayandığı ince fakat elastik zarı etkiler; Bu zar kulak zarıdır. Kalınlığı 0,1 mm'dir. Buradan, titreşim aralığını 50 kat azaltan, ancak gücünü 50 kat artıran üç küçük kemikten oluşan bir zincir aracılığıyla titreşimler, iç kulakta bulunan sıvıya iletilir. Aslında ses algısı ancak burada başlıyor. Kulak zarı, sesin iç kulağa iletilmesindeki bağlantılardan yalnızca biri olduğundan, bütünlüğünün bozulması işitme kaybına yol açmaz, ancak elbette bir miktar azaltır.

İç kulağın ana kısmı salyangoz şeklinde bükülmüş ve bu nedenle koklea olarak adlandırılan bir tüptür. Duvarları arasında, uzunluğu kokleanın tepesinden tabanına doğru giderek azalan yaklaşık 24 bin en iyi lif, iplik gerilir. Bunlar bizim iplerimiz. Bir sesi piyanonun önünde yüksek sesle telaffuz ederseniz piyano bize cevap verecektir. Bas çalarsak piyano düşük bir sesle yanıt verecektir. Eğer gıcırdarsak, yanıt olarak tiz bir ses duyacağız. Bu olaya rezonans denir. Her piyano teli belirli bir perdede ses çıkaracak, yani belirli bir frekansta titreyecek şekilde ayarlanmıştır (titreşimler ne kadar sık olursa, ses de o kadar yüksek görünür). Bir tel, ayarlandığı frekansla aynı frekanstaki hava titreşimlerine maruz kalırsa, tel rezonansa girer, tepki verir.

Kulağımızın ses algısı da aynı prensibe dayanmaktadır. Liflerin farklı uzunlukları nedeniyle, her biri saniyede 16 ila 20.000 arasında belirli bir salınım frekansına ayarlanmıştır. Kokleanın tepesindeki uzun lifler düşük frekanslı titreşimleri, yani düşük sesleri algılar, kokleanın tabanındaki kısa lifler ise sık titreşimleri algılar. Bu, I. P. Pavlov'un öğrencisi, ince deneyci L. A. Andreev tarafından kanıtlandı. Yöntem nihayet, kokleanın bir veya başka kısmı yok edildiğinde hayvanın belirli sesleri duyup duymadığını bulmayı mümkün kıldı. Bir köpekte kokleanın üst kısmı tahrip edilirse, beslenmeden önce kaç kez düşük ses verilirse verilsin, bunlara şartlı bir refleks oluşmayacağı tespit edildi. Bu da şüphesiz hayvanın artık bu sesleri algılamadığının ispatıdır. Bu şekilde kokleanın bazı bölümleri "incelendi". Yalnızca L.A. Andreev'in deneyleri nihayet koklea liflerinin gerçekten bizim rezonatörlerimiz olduğunu kanıtladı. Geçtiğimiz yüzyılda işitmenin rezonans teorisini ortaya atan ünlü G. Helmholtz, bunu deneysel olarak kanıtlama fırsatı bulamadı.

Hava saniyede 20.000 defadan fazla titreşiyorsa artık bu titreşimleri kulaklarımızla algılayamayız. Bunlara ultrason denir. Koşullu refleks yöntemi kullanılarak yapılan çalışmaların gösterdiği gibi köpeklerde işitme sınırı 40.000 Hz'e ulaşır. Bu, köpeğin insanların erişemeyeceği ultrason seslerini duyduğu anlamına gelir. Bu arada bu, sirk eğitmenleri tarafından hayvanlara gizli sinyaller vermek için kullanılabilir.

İşitsel analizörün yapısal ve işlevsel özellikleri

Genel konseptler işitsel analizörün fizyolojisi

İŞİTME ANALİZÖRÜ

İşitsel bir analizörün yardımıyla kişi, çevredeki ses sinyallerini yönlendirir ve savunma veya yiyecek tedarik etme gibi uygun davranışsal tepkiler oluşturur. Bir kişinin sözlü ve sesli konuşmayı ve müzik eserlerini algılama yeteneği, işitsel analizciyi iletişim, biliş ve adaptasyon araçlarının gerekli bir bileşeni haline getirir.

İşitsel analizci için yeterli bir uyaran sesler , yani. Hava da dahil olmak üzere çok çeşitli ortamlarda dalga şeklinde yayılan ve kulak tarafından algılanan elastik cisim parçacıklarının salınım hareketleri .

Ses dalgası titreşimleri (ses dalgaları) aşağıdakilerle karakterize edilir: sıklık Ve genlik .

Ses dalgalarının frekansı sesin perdesini belirler. Bir kişi, frekansı 20 ila 20.000 Hz olan ses dalgalarını ayırt eder. Frekansı 20 Hz'nin altında olan sesler - infrasoundlar ve 20.000 Hz'nin (20 kHz) üstü - ultrasonlar insanlar tarafından hissedilmez. Sinüzoidal veya harmonik titreşimlere sahip ses dalgalarına denir. ton.

İlişkisiz frekanslardan oluşan sese gürültü denir.. Ses dalgalarının frekansı yüksek olduğunda tonu yüksek, düşük olduğunda tonu düşük olur.

İşitsel duyu sisteminin ayırt ettiği sesin ikinci özelliği, güç, ses dalgalarının genliğine bağlıdır. Sesin gücü insanlar tarafından ses yüksekliği olarak algılanır .

Ses yoğunlaştıkça ses yüksekliği hissi de artar ve aynı zamanda ses titreşimlerinin frekansına da bağlıdır; Bir sesin yüksekliği, sesin yoğunluğu (kuvveti) ve perdesi (frekansı) arasındaki etkileşimle belirlenir. Ses şiddetinin ölçü birimi beyaz , pratikte genellikle kullanılır desibel(dB), yani 0,1 bel. Bir kişi ayrıca sesleri şu şekilde ayırt eder: tını, veya "boyama". Ses sinyalinin tınısı spektruma bağlıdır; ek frekansların bileşiminden – imalar temel frekansa eşlik eden - ton . Tını ile, insanları seslerinden tanımanın temeli olan aynı yükseklik ve ses seviyesindeki sesleri ayırt edebilirsiniz.

İşitsel analizörün hassasiyeti işitsel bir duyu oluşturmaya yetecek minimum ses yoğunluğu ile belirlenir. İnsan konuşmasına karşılık gelen saniyede 1000 ila 3000 arasındaki ses titreşimleri aralığında kulak en büyük hassasiyete sahiptir. Bu frekans dizisine denir konuşma bölgesi .

İşitsel analizörün reseptör (çevresel) bölümü, Ses dalgalarının enerjisinin enerjiye dönüştürülmesi sinirsel heyecan Corti organının reseptör saç hücreleri tarafından temsil edilir (Corti organı) kokleada bulunur. İşitsel reseptörler (fonoreseptörler) mekanoreseptörlere aittir, ikincildir ve iç ve dış tüylü hücrelerle temsil edilir. İnsanlarda yaklaşık 3.500 iç ve 20.000 dış tüylü hücre bulunur ve bunlar iç kulağın orta kanalının içindeki baziler membran üzerinde yer alır.

İç kulak (ses alma aparatı), orta kulak (ses iletme aparatı) ve dış kulak (ses alma aparatı) konseptte birleştirilmiştir. işitme organı (Şekil 2.6).

Dış kulak Kulak kepçesi sayesinde seslerin yakalanmasını, dış işitsel kanal yönünde yoğunlaşmasını ve seslerin yoğunluğunun artmasını sağlar. Ayrıca dış kulağın yapıları, kulak zarını dış ortamın mekanik ve sıcaklık etkilerinden koruyan koruyucu bir işlev görür.

Pirinç. 2.6. İşitme organı

Orta kulak(ses ileten bölüm), üç işitsel kemikçiklerin bulunduğu timpanik boşluk ile temsil edilir: çekiç, örs ve üzengi. Orta kulak, kulak zarı ile dış işitsel kanaldan ayrılır. Çekicinin sapı kulak zarına dokunmuştur, diğer ucu örs ile eklemlenmiştir, o da üzengi ile eklemlenmiştir. Üzengi oval pencerenin zarına bitişiktir. Kulak zarının alanı (70 mm2), oval pencerenin alanından (3,2 mm2) önemli ölçüde daha büyüktür, bu nedenle ses dalgalarının oval pencerenin zarı üzerindeki basıncı yaklaşık 25 kat artar. Kemikçiklerin kaldıraç mekanizması ses dalgalarının genliğini yaklaşık 2 kat azalttığından, sonuç olarak oval pencerede ses dalgalarının aynı yükselmesi meydana gelir. Böylece orta kulaktaki genel ses amplifikasyonu yaklaşık 60-70 kat artar. Dış kulağın kuvvetlendirici etkisini de hesaba katarsak bu değer 180-200 katına ulaşır. Orta kulağın iki kasla temsil edilen özel bir koruyucu mekanizması vardır: kulak zarını sıkılaştıran kas ve üzengiyi sabitleyen kas. Bu kasların kasılma derecesi ses titreşimlerinin gücüne bağlıdır. Güçlü ses titreşimleriyle kaslar, kulak zarı titreşiminin genliğini ve üzengi hareketini sınırlandırarak iç kulaktaki reseptör aparatını aşırı uyarımdan ve tahribattan korur. Ani güçlü tahriş durumunda (zil çarpması), bu koruyucu mekanizmanın çalışacak zamanı yoktur. Timpanik boşluğun her iki kasının kasılması, beyin sapı seviyesinde kapanan koşulsuz refleks mekanizması tarafından gerçekleştirilir. Timpanik boşluktaki basınç, seslerin yeterli algılanması için çok önemli olan atmosferik basınca eşittir. Bu fonksiyon, orta kulak boşluğunu farenkse bağlayan Östaki borusu tarafından gerçekleştirilir. Yutulduğunda tüp açılır, orta kulak boşluğunu havalandırır ve içindeki basıncı atmosferik basınçla eşitler. Dış basınç hızla değişirse (yüksekliğe hızlı bir artış) ve yutma gerçekleşmezse, atmosferik hava ile timpanik boşluktaki hava arasındaki basınç farkı kulak zarının gerilmesine ve hoş olmayan hislerin ortaya çıkmasına, sesin azalmasına neden olur. seslerin algılanması.

İç kulak koklea ile temsil edilir - ana zar ve Reissner zarı tarafından üç dar parçaya (merdivenler) bölünmüş, 2,5 dönüşlü spiral olarak bükülmüş bir kemik kanalı. Üst kanal (scala vestibularis) oval pencereden başlar ve helikotrema (tepedeki delik) yoluyla alt kanala (skala timpani) bağlanır ve yuvarlak pencere ile biter. Her iki kanal da tek bir ünitedir ve bileşim olarak beyin omurilik sıvısına benzer perilenf ile doludur. Üst ve alt kanallar arasında bir orta (orta merdiven) bulunmaktadır. İzole edilmiş ve endolenf ile doldurulmuştur. Ana membrandaki orta kanalın içinde gerçek ses alma aparatı vardır - işitsel analizörün çevresel bölümünü temsil eden reseptör hücrelerine sahip Corti organı (Corti organı) (Şekil 2.7).

Oval pencere yakınındaki ana membranın genişliği 0,04 mm'dir, daha sonra tepeye doğru giderek genişleyerek helikotremada 0,5 mm'ye ulaşır. Corti organının üstünde, bir kenarı sabit, diğeri serbest olan, bağ dokusu kökenli bir tektoryal (integumenter) membran bulunur. Dış ve iç tüylü hücrelerin kılları tektoryal membran ile temas halindedir. Bu durumda reseptör (saç) hücrelerinin iyon kanallarının iletkenliği değişir, mikrofon ve toplama reseptör potansiyelleri oluşur.

Pirinç. 2.7. Corti Organı

Aracı asetilkolin oluşturulur ve reseptör-afferent sinapsın sinaptik yarığına salınır. Bütün bunlar işitsel sinir lifinin uyarılmasına, içinde bir aksiyon potansiyelinin ortaya çıkmasına yol açar. Ses dalgalarının enerjisi bu şekilde sinir uyarısına dönüşür. Her işitsel sinir lifinin bir frekans ayar eğrisi vardır. frekans eşiği eğrisi. Bu gösterge, fiberin dar veya geniş olabilen alıcı alanının alanını karakterize eder. Sesler sessiz olduğunda dardır, şiddeti arttığında ise genişler.

Kablolama departmanıİşitsel analizör, kokleanın spiral ganglionunda (ilk nöron) bulunan periferik bir bipolar nöron ile temsil edilir. Spiral ganglionun nöronlarının aksonları tarafından oluşturulan işitsel (veya koklear) sinirin lifleri, medulla oblongata'nın (ikinci nöron) koklear kompleksinin çekirdeklerinin hücreleri üzerinde biter. Daha sonra, kısmi çaprazlamadan sonra, lifler metatalamusun medial genikulat gövdesine gider, burada anahtarlama tekrar meydana gelir (üçüncü nöron), buradan uyarma kortekse (dördüncü nöron) girer. Medial (iç) genikülat cisimlerde ve kuadrigeminalin alt tüberozitelerinde, sese maruz kaldığında ortaya çıkan refleks motor reaksiyonlarının merkezleri vardır.

Merkezi, veya kortikal, bölümİşitsel analizör, serebrumun temporal lobunun üst kısmında bulunur (üstün temporal girus, Brodmann alanları 41 ve 42). Enine temporal girus (Heschl girusu) işitsel analizörün işlevi için önemlidir.

İşitsel duyu sistemiİşitsel analizörün tüm seviyelerinin katılımıyla faaliyetinin düzenlenmesini sağlayan geri bildirim mekanizmalarıyla tamamlanır azalan yollar. Bu yollar işitsel korteks hücrelerinden başlayarak metatalamusun medial genikulat gövdelerinde, posterior (inferior) kollikulusta ve koklear kompleksin çekirdeklerinde sırayla geçiş yapar. İşitme sinirinin bir parçası olarak, merkezkaç lifleri Corti organının tüy hücrelerine ulaşır ve onları belirli ses sinyallerini algılayacak şekilde ayarlar.

Perdenin, sesin yoğunluğunun ve ses kaynağının konumunun algılanması, ses dalgaları dış kulağa girip kulak zarını titreştirdiğinde başlar. Orta kulağın işitsel kemikçik sistemi yoluyla timpanik membranın titreşimleri oval pencerenin zarına iletilir, bu da vestibüler (üst) skalanın perilenfinde titreşimlere neden olur. Bu titreşimler helikotrema yoluyla scala timpaninin perilenfine (alt) iletilir ve yuvarlak pencereye ulaşarak zarını orta kulak boşluğuna doğru kaydırır (Şekil 2.8).

Perilenf titreşimleri aynı zamanda membranöz (orta) kanalın endolenfine de iletilir ve bu da piyano telleri gibi gerilmiş ayrı ayrı liflerden oluşan ana zarın titreşmesine neden olur. Sese maruz kaldığında membran lifleri, üzerlerinde bulunan Corti organının reseptör hücreleriyle birlikte titreşmeye başlar. Bu durumda reseptör hücrelerinin tüyleri tektoryal membranla temas eder ve tüy hücrelerinin kirpikleri deforme olur. İlk önce bir reseptör potansiyeli ortaya çıkar ve ardından bir aksiyon potansiyeli (sinir impulsu) ortaya çıkar ve bu daha sonra işitsel sinir boyunca taşınır ve işitsel analizörün diğer bölümlerine iletilir.

Kokleadaki elektriksel olaylar. Kokleada beş farklı elektriksel olay tespit edilebilir.

1. İşitsel reseptör hücresinin membran potansiyeli dinlenme durumunu karakterize eder.

2. Endolenf potansiyeli veya endokoklear potansiyel, koklea kanallarındaki farklı seviyelerdeki redoks süreçlerinden kaynaklanır ve kokleanın orta kanalının perilenfi (potansiyeli olan) arasında potansiyel bir fark (80 mV) ile sonuçlanır. pozitif yük) ve üst ve alt kanalların içerikleri. Bu endokoklear potansiyel, işitsel reseptör hücrelerinin membran potansiyelini etkileyerek, içlerinde kritik bir polarizasyon seviyesi yaratır; bu durumda, tüy reseptör hücrelerinin tektoryal membran ile teması sırasında hafif bir mekanik etki, bu hücrelerde uyarılmaya yol açar.

Pirinç. 2.8. Koklear kanallar:

A - orta ve iç kulak kesiti (P. Lindsay ve D. Norman, 1974'e göre); B - ses titreşimlerinin kokleada yayılması

3. Kediler üzerinde yapılan bir deneyde salyangoz mikrofon etkisi elde edilmiştir. Kokleaya yerleştirilen elektrotlar bir amplifikatöre ve hoparlöre bağlandı. Kedi kulağının yanında çeşitli kelimeler söylerse, bunlar başka bir odadaki hoparlörün önünde dururken duyulabilir. Bu potansiyel, tektoryal membranla temas halindeki kılların deformasyonu sonucu kıl hücre zarı üzerinde oluşur. Mikrofon potansiyellerinin frekansı, ses titreşimlerinin frekansına karşılık gelir ve belirli sınırlar içindeki potansiyellerin genliği, konuşma seslerinin yoğunluğuyla orantılıdır. İç kulağa etki eden ses titreşimleri, endokoklear potansiyelin üzerine bindirilen ve modülasyonuna neden olan sonuçta ortaya çıkan mikrofonik etkiye yol açar.

4. Toplama potansiyeli, ses dalgasının şeklini değil zarfını yansıtması açısından mikrofon potansiyelinden farklıdır. Frekansı 4000 - 5000 Hz'in üzerinde olan güçlü seslerin etkisi altında ortaya çıkan bir dizi mikrofon potansiyelidir. Mikrofon ve toplama potansiyelleri dış saçlı hücrelerin aktivitesi ile ilişkilidir ve reseptör potansiyelleri olarak kabul edilir.

5. İşitme sinirinin aksiyon potansiyeli liflerinde kaydedilir, impulsların frekansı 1000 Hz'yi aşmazsa ses dalgalarının frekansına karşılık gelir. Daha yüksek tonlara maruz kaldığında, sinir liflerindeki impulsların frekansı artmaz, çünkü 1000 impuls/s, işitsel sinir liflerinde impuls oluşumunun neredeyse mümkün olan maksimum frekansıdır. Sinir uçlarındaki aksiyon potansiyeli, mikrofon etkisinin başlangıcından 0,5-1,0 ms sonra kaydedilir; bu, uyarımın tüy hücresinden işitsel sinir lifine sinaptik iletimini gösterir.

Farklı perdelerdeki seslerin algılanması Helmholtz'un rezonans teorisine göre (frekans), ana zarın her lifinin belirli bir frekanstaki sese ayarlanmasından kaynaklanmaktadır. Böylece, düşük frekanslı sesler, kokleanın tepesine daha yakın bulunan ana zarın uzun dalgaları tarafından algılanırken, yüksek frekanslı sesler, kokleanın tabanına daha yakın bulunan ana zarın kısa lifleri tarafından algılanır. Karmaşık sese maruz kaldığında, zarın çeşitli liflerinde titreşimler meydana gelir.

Modern yorumda rezonans mekanizmasının temelini oluşturur. yer teorileri, buna göre tüm membran bir titreşim durumuna girer. Ancak kokleanın ana zarının maksimum sapması yalnızca belirli bir yerde meydana gelir. Ses titreşimlerinin frekansı arttıkça, ana zarın maksimum sapması, ana zarın daha kısa liflerinin bulunduğu koklea tabanına kayar - kısa lifler daha yüksek bir titreşim frekansına sahip olabilir. Membranın bu özel bölümündeki saç hücrelerinin uyarılması, bir aracı aracılığıyla işitsel sinir liflerine, tekrarlama frekansı ses dalgalarının frekansından daha düşük olan belirli sayıda impuls şeklinde iletilir (sinir kararsızlığı). lifler 800 - 1000 Hz'yi aşmaz). Algılanan ses dalgalarının frekansı 20.000 Hz'e ulaşır. Bu şekilde ses sinyallerinin yüksekliğinin ve frekansının uzamsal tipte kodlanması gerçekleştirilir.

Tonlar yaklaşık 800 Hz'e kadar çalıştığında, mekansal kodlama da oluyor geçici (frekans) Bilginin aynı zamanda işitsel sinirin belirli lifleri boyunca iletildiği, ancak tekrar frekansı ses titreşimlerinin frekansını tekrarlayan dürtüler (voleybolu) şeklinde iletildiği kodlama. İşitsel duyu sisteminin farklı seviyelerindeki bireysel nöronlar belirli bir ses frekansına ayarlanmıştır; Her nöronun, nöronun tepkisinin maksimum olduğu kendine özgü frekans eşiği, kendine özgü ses frekansı vardır. Böylece, tüm ses kümesindeki her bir nöron, frekans aralığının yalnızca birbiriyle çakışmayan belirli oldukça dar bölümlerini algılar ve nöron kümeleri, tam teşekküllü işitsel algıyı sağlayan duyulabilir seslerin tüm frekans aralığını algılar.

Bu pozisyonun geçerliliği, işitme sinirine elektrotlar yerleştirildiğinde ve lifleri, belirli kelime ve cümlelerin ses kombinasyonlarına karşılık gelen farklı frekanslardaki elektriksel darbelerle tahriş edildiğinde, insan işitme protezlerinin sonuçlarıyla doğrulanır ve bu da anlamsal algı sağlar. konuşma.

Ses yoğunluğu analizi işitsel duyu sisteminde de meydana gelir. Bu durumda sesin gücü, hem uyarıların frekansı hem de uyarılan reseptörlerin ve karşılık gelen nöronların sayısıyla kodlanır. Özellikle dış ve iç tüylü reseptör hücreleri farklı uyarılma eşiklerine sahiptir. İç hücreler, dış hücrelere göre daha yüksek bir ses yoğunluğunda uyarılır. Ayrıca iç hücrelerin uyarılma eşikleri de farklıdır. Bu bakımdan sesin yoğunluğuna bağlı olarak Corti organının uyarılmış reseptör hücrelerinin oranı ve merkezi sinir sistemine giren impulsların doğası değişir. İşitsel duyu sistemindeki nöronların farklı tepki eşikleri vardır. Zayıf bir ses sinyali ile reaksiyona yalnızca az sayıda daha uyarılabilir nöron dahil olur ve artan ses ile daha az uyarılabilirliğe sahip nöronlar uyarılır.

Hava iletimine ek olarak şunu da belirtmek gerekir ki sesin kemik iletimi, onlar. sesin doğrudan kafatasının kemikleri yoluyla iletilmesi. Bu durumda, ses titreşimleri kafatası ve labirent kemiklerinin titreşimine neden olur, bu da yuvarlak pencereyi kaplayan zar elastik olduğundan vestibüler kanaldaki perilenf basıncının timpanik kanala göre daha fazla artmasına neden olur ve oval pencere üzengi kemiği tarafından kapatılır. Bunun sonucunda tıpkı ses titreşimlerinin hava yoluyla iletilmesinde olduğu gibi ana zarın yer değiştirmesi meydana gelir.

Tanım ses kaynağı yerelleştirmesi yardımıyla mümkün binaural işitme, yani aynı anda iki kulakla duyabilme yeteneği. Çift kulaklı işitme sayesinde kişi, sesin kaynağını tek kulaklı işitmeye göre daha doğru bir şekilde konumlandırabilir ve sesin yönünü belirleyebilir. Yüksek perdeli seslerin kaynağının belirlenmesi, ses kaynağına olan uzaklıklarının farklı olması nedeniyle her iki kulağa gelen sesin şiddetinin farklılığına göre belirlenir. Düşük sesler için ses dalgasının aynı fazlarının her iki kulağa ulaşması arasındaki zaman farkı önemlidir.

Sondaj yapan bir nesnenin konumunun belirlenmesi, seslerin doğrudan sondaj nesnesinden algılanması - birincil lokalizasyon veya nesneden yansıyan ses dalgalarının algılanması - ikincil lokalizasyon veya ekolokasyon yoluyla gerçekleştirilir. Bazı hayvanlar (yunuslar, yarasalar) ekolokasyonu kullanarak uzayda gezinirler.

İşitsel adaptasyon- Bu, ses eylemi sırasında işitsel hassasiyetteki bir değişikliktir. İlgili değişikliklerden oluşur işlevsel durum işitsel analizörün tüm bölümleri. Sessizliğe adapte olmuş bir kulak, ses uyarımına karşı daha yüksek bir duyarlılığa sahiptir (işitsel duyarlılık). Uzun süreli dinlemeyle işitme hassasiyeti azalır. İşitsel adaptasyonda önemli bir rol, yalnızca işitsel analizörün iletken ve kortikal bölümlerinin aktivitesini değiştirmekle kalmayıp aynı zamanda merkezkaç etkileri nedeniyle işitsel reseptörlerin duyarlılığını düzenleyerek seviyelerini belirleyen retiküler oluşum tarafından oynanır. işitsel uyaranların algılanmasına “ayarlama”.

İşitme organında şunlar bulunur:

Harici,

Ortalama

İç kulak.

Dış kulak, kulak zarı ile orta kulaktan ayrılan kulak kepçesini ve dış işitsel kanalı içerir. Sesleri yakalamak için uyarlanan kulak kepçesi, deriyle kaplı elastik kıkırdaktan oluşur. Kulak kepçesinin alt kısmı (lob) deri kıvrımı, kıkırdak içermez. Kulak kepçesi temporal kemiğe bağlarla bağlanır.

Dış işitsel kanalın kıkırdak ve kemik kısımları vardır. Kıkırdak kısmın kemiğe geçtiği yerde işitme kanalında daralma ve kıvrım vardır. Bir yetişkinde dış işitsel kanalın uzunluğu yaklaşık 33-35 mm'dir, lümeninin çapı 0,8 ila 0,9 cm arasında farklı alanlarda değişir Dış işitsel kanal, içinde tübüler bezlerin (modifiye ter) bulunduğu deri ile kaplıdır sarımsı bir salgı üreten bezler - kulak kiri.

Kulak zarı dış kulağı orta kulaktan ayırır. Dışı ince deri ile kaplanmış, iç kısmı ise timpanik boşluğun yanında mukoza ile kaplanmış bir bağ dokusu plakasıdır. Kulak zarının merkezinde bir çöküntü (kulak zarının göbek kısmı) vardır - işitsel kemikçiklerden biri olan malleus'un kulak zarına bağlandığı yer. Timpanik membranın kollajen lifleri içermeyen, ince, serbest, gerilmemiş bir üst kısmı ve elastik, gerilmiş bir alt kısmı vardır. Membran eğik olarak yerleştirilmiştir, yatay düzlem ile yan tarafa açık 45-55 açı oluşturur.

Orta kulak, temporal kemik piramidinin içinde bulunur; timpanik boşluğu ve timpanik boşluğu farenkse bağlayan işitsel tüpü içerir. Yaklaşık 1 cm3 hacme sahip olan timpanik boşluk, dışta kulak zarı ile orta tarafta iç kulak arasında yer alır. Mukoza zarı ile kaplı timpanik boşlukta, kulak zarının titreşimlerini iç kulağa ileten, birbirine hareketli bir şekilde bağlanan (çekiç, örs ve üzengi) üç işitsel kemikçik vardır.

İşitme kemikçiklerinin hareketi, onlara bağlı minyatür kaslar - stapedius kası ve timpanik membranı geren kas - tarafından kısıtlanır.

Timpanik boşluğun altı duvarı vardır. Üst duvar (tegmental), timpanik boşluğu kraniyal boşluktan ayırır. Alt duvar (juguler), temporal kemiğin juguler fossasına bitişiktir. Orta duvar (labirent) timpanik boşluğu iç kulaktan ayırır.

Bu duvarda, üzengi tabanı tarafından kapatılan oval bir giriş kapısı penceresi ve ikincil bir timpanik membranla kaplanmış yuvarlak bir koklea penceresi vardır. Yan duvar (membranöz), timpanik membran ve temporal kemiğin çevre kısımları tarafından oluşturulur. Arka (mastoid) duvarda bir açıklık vardır - mastoid mağaranın girişi. Bu deliğin altında, içinde stapedius kasının bulunduğu piramidal bir çıkıntı vardır. Ön (karotis) duvar, timpanik boşluğu iç karotid arterin kanalından ayırır. Timpanik açıklık bu duvarda açılıyor işitme borusu kemik ve kıkırdak kısımları vardır. Kemikli kısım, kas-tüp kanalının alt kısmı olan işitsel tüpün yarı kanalıdır. Üst hemikanalde timpanik membranı zorlayan bir kas vardır.

İç kulak, timpanik boşluk ile iç işitsel kanal arasındaki temporal kemiğin piramidinde bulunur. Sesi algılayan ve vücut pozisyonundaki değişiklikleri algılayan reseptör aparatlarını içeren dar kemik boşluklarından (labirentler) oluşan bir sistemdir.

Periosteum ile kaplı kemik boşluklarında, kemik labirentinin şeklini tekrarlayan membranöz bir labirent vardır. Membranöz labirent ile kemik duvarları arasında dar bir boşluk vardır - perilenfatik boşluk, sıvıyla dolu - perilenf.

Kemik labirenti, giriş deliği, üç yarım daire biçimli kanal ve kokleadan oluşur. Kemik giriş kapısı, yarım daire biçimli kanallarla iletişim kuran oval bir boşluk şeklindedir. Kemikli girişin yan duvarında, üzengi tabanı tarafından kapatılmış, girişin oval şekilli bir penceresi vardır. Kokleanın başlangıç seviyesinde, elastik bir zarla kaplı yuvarlak bir koklea penceresi vardır.Üç kemikli yarım daire biçimli kanal, karşılıklı üç dik düzlemde uzanır. Ön yarım daire kanalı sagittal düzlemde, yan kanal yatay düzlemde ve arka kanal ön düzlemde bulunur. Her yarım daire biçimli kanalın iki bacağı vardır; bunlardan biri (ampuller kemik pedikülü), vestibüle akmadan önce bir uzantı - bir ampulla - oluşturur. Ön ve arka yarım daire kanallarının pedikülleri birleşerek ortak bir kemik pedikülü oluşturur.Bu nedenle, beş açıklıkla üç kanal girişe açılır.

Kemikli koklea, yatay olarak uzanan bir şaftın etrafında 2,5 tur içerir. İnce tübüllerle delinmiş bir kemik spiral plaka, çubuğun etrafında bir vida gibi bükülür.Vestibulokoklear sinirin koklear kısmının lifleri bu tübüllerin içinden geçer. Plakanın tabanında spiral sinir ganglionunun bulunduğu spiral bir kanal vardır. Plaka, kendisine bağlanan membranöz koklear kanalla birlikte, koklear kanalın boşluğunu, koklea kubbesi bölgesinde birbiriyle iletişim kuran iki spiral kıvrımlı boşluğa - skala (vestibüler ve timpanik) ayırır.

Membranöz labirentin duvarları oluşur bağ dokusu. Membranöz labirent, vestibülün su kemerinden piramidin arka yüzeyinde dura mater kalınlığında yer alan endolenfatik keseye geçen endolenfatik kanaldan akan sıvı - endolenf ile doldurulur. Perilenfatik boşluktan perilenf, koklear kanalikülden geçerek temporal kemik piramidinin alt yüzeyindeki subaraknoid boşluğa geçen perilenfatik kanaldan akar.