Фізіологія слухової системи
Слухє органом чуття людини, який сприяє психічному розвитку повноцінної особистості, її адаптації у соціумі. Із слухом пов'язане звукове мовне спілкування. За допомогою слухового аналізатора людина сприймає і розрізняє звукові хвилі, які складаються з почергових згущень і розріджень повітря.
Слуховий аналізатор складається з трьох частин: 1) рецепторного апарату, що міститься у внутрішньому вусі; 2) провідних шляхів, представлених восьмою парою черепномозкових (слухових) нервів; 3) центру слуху у скроневій частці кори великих півкуль.
Орган слуху, вухо, виконує функції слуху і рівноваги тіла. У людини вухо складається із зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха, де розміщений присінково-завитковий орган.
Зовнішнє вухоскладається з вушної раковини і зовнішнього слухового ходу. Вушна раковина схожа на лійку, що дає змогу краще сприймати звуки. Поступове звуження вушної раковини біля переходу її у зовнішній слуховий хід концентрує звукові хвилі й підсилює звук. Зовнішній слуховий хід відділяється від барабанної порожнини середнього вуха барабанною перетинкою.
До середнього вуха належать барабанна перетинка, барабанна порожнина зі слуховими кісточками (молоточок, коваделко, стремінце) і слухова (євстахієва) труба, яка сполучає середнє вухо з носовою частиною глотки. За допомогою цієї слухової труби тиск у порожнині середнього вуха підтримується на рівні атмосферного, і барабанна перетинка зазнає однакового тиску з обох боків. Ланцюг слухових кісточок середнього вуха фіксується еластичними зв'язками. Крім того, у середньому вусі є два м'язи: м'яз — натягувач перетинки і стремінцевий м'яз, які своїми скороченнями змінюють натягнення барабанної перетинки і слухових кісточок, регулюючи функцію звукопровідності.
Порожнина середнього вуха заповнена повітрям. Слухові кісточки виконують подвійну роль. По-перше, вони утворюють систему важелів, за допомогою яких поліпшується передача звукової енергії з повітряного середовища середнього вуха до перилімфи внутрішнього вуха. По-друге, коли звуковий тиск наближається до 120 дБ, характер руху слухових кісточок завдяки зміні їх натягу змінюється так, що значно знижує коефіцієнт передачі звукової енергії і запобігає виникненню больового відчуття. Передавання звукових коливань через барабанну перетинку і слухові кісточки забезпечує повітряну провідність. Кісткова провідність забезпечує сприймання звуку, наприклад, під водою.
Внутрішнє вухознаходиться у піраміді скроневої кістки. Це присінково-завитковий орган, який складається з кісткового і перетинчастого лабіринтів. Кістковий лабіринт складається з присінка, півколових каналів і завитки, яка власне і є органом слуху. Кістковий спіральний канал завитки — завитковий лабіринт — утворює у людини 2,5 оберту, зменшуючись у діаметрі до верхівки. У кістковому спіральному каналі міститься перетинчаста її частина — завитковий лабіринт. Між кістковою і перетинчастою частинами завитки міститься перилімфа, а завитковий лабіринт заповнений ендолімфою. Мембрани ділять завитковий лабіринт на три спіральні канали, або сходи. На внутрішній поверхні основної пластинки уздовж усієї довжини завиткової протоки розміщений спіральний орган.
Спіральний (кортіїв) орган є звукосприймальиим рецепторним апаратом слухового аналізатора. Рецепторні клітини спірального органа — внутрішні й зовнішні волоскові сенсорні клітини — є вторинночутливими рецепторами. Внутрішні волоскові клітини розміщені в один ряд, їх майже 3500. Зовнішні утворюють 3 — 4 ряди, їх значно більше — близько 12 000. Основа кожного волоскового епітеліоцита фіксується до основної мембрани, верхня частина з волосками повернена до порожнини завиткової протоки.
Під час коливань основної мембрани волоскові клітини своїми волосками дотикаються до покривної мембрани, і волоски згинаються. Така механічна деформація зумовлює деполяризацію волоскового епітеліоцита, тобто виникнення рецепторного потенціалу (РП).
Звук, що надходить до внутрішнього вуха, викликає певні звукові відчуття, які розрізняються за гучністю (силою звуку) і тональністю (частотою звукових коливань). Людина сприймає звуки у діапазоні 20-16 000 Гц (10-11 октав). Звуки частотою до 20 Гц називають інфразвуками, а понад 16 кГц — ультразвуками. Звукові коливання частотою 300 — 500 Гц людина використовує для своєї мови, і тому їх вона чує найкраще.
Сила (інтенсивність) звуку — це кількість енергії, яка проходить крізь одиницю поверхні за одиницю часу (ват на метр квадратний). У випадках тривалого впливу звуків інтенсивністю понад 90 дБ можлива звукова травма.
Напрямок звуку визначається за допомогою обох вух. Здатність визначати напрям звуку називається бінауральним або двуушним ефектом. У людей з нормальним слухом він здійснюється при нерухомій голові. Визначення напрямку звуку засноване на наступних фізіологічних механізмах:
- врахуванні різниці в силі звуку, оскільки вухо, яке ближче до джерела звуку, сприймає його як більш гучний, ніж інше вухо;
- сприйнятті мінімальних проміжків часу між надходженням однакових фаз звуку до обох вух. У людини поріг цієї здатності розрізняти мінімальні проміжки часу вимірюється в 0,063 мс, тобто часом проходження звуком відстані між вухами;
- здатності сприймати різницю фаз звукових хвиль, що надходять в обидва вуха. У горизонтальній площині людина розрізняє напрямок звуку досить точно. Легко визначається напрямок різких ударних звуків, наприклад пострілів, з точністю до 3-4 °.