Бiофiзика рецепцii органiв зору та слуху
Информация - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие материалы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
уже малi i повторюють руху барабанноi перетинки. Якщо силу звуку збiльшити до 130 дб, то зявляСФться вiдчуття болю, а при 155160 дб барабанна перетинка руйнуСФться.
Якщо при низьких значеннях звукового тиску поршнеобразние зсуву стремiнця практично повторюють руху барабанноi перетинки, то при зростаннi сили звуку характер коливань стремiнця мiняСФться. При середнiй силi звуку стремiнце починаСФ робити коливальнi рухи навколо вертикальноi осi в одного кiнця овального вiкна (вiдкриваподiбно i дверей, що закриваСФться,). А при дуже голосному звуцi стремiнце починаСФ робити обертальнi рухи навколо горизонтальноi осi овального вiкна, так що, коли один кiнець стремiнця вдавлюСФться в овальне вiкно, iншоi рухаСФться в протилежну сторону. Таким чином, запобiгаються сильнi рухи рiдини у внутрiшнiм вусi. Така змiна характеру рухiв стремiнця маСФ вирiшальне значення для захисту внутрiшнього вуха вiд механiчних ушкоджень при рiзких раптових звуках, наприклад, вибухах, коли не встигаСФ здiйснитися будь-який рефлекторний механiзм захисту.
ВнутрiшнСФ вухо на вiдмiну вiд зовнiшнього i середнiх заповнено рiдиною. Для слуху важлива тiльки равликова частина внутрiшнього вуха, що маСФ форму спiралi й утворить у чоловiк два з половиною витка (на мал. 6 зображена в розгорнутому видi). Довжина розгорнутого равлика близько 35мм, а ii обсяг близько 100 мкл (тобто дорiвнюСФ обсягу двох крапель води). У равлику розташовуються три рiвнобiжних наповнених рiдини каналу. Вестибулярний i барабанний канали заповненi перилимфой i зСФднанi у вершинi равлика маленьким отвором геликотремой. Цi два канали вiддiленi друг вiд друга не сполученим з ними равликовим каналом, заповненим эндолимфой i вiддiленим вiд вестибулярного каналу дуже тонкою мембраною Рейснера, а вiд барабанного каналу базилярной мембраною. На базилярной мембранi кортиев орган (на мал. 6 не показаний), що мiстить рецепторнi клiтки i нервовi закiнчення.
Характер коливань базилярной мембрани залежить вiд частоти. При дуже низьких частотах хвилi тиску, переданi стремiнцем вiд барабанноi перетинки, змушують перилимфу рухатися вперед та назад через геликотрему, викликаючи коливання круглого вiкна (див. мал. 6). Такi низькочастотнi коливання майже не надають руху базилярную мембранi. При бiльш високих частотах, наприклад 30 Гц, хвилi тиску через инерционности рiдини прагнуть поширитися прямо через базилярную мембрану, приводячи ii в рух. Базилярная мембрана дуже неоднорiдна по довжинi. Вiд овального вiкна до вершини равлика вона уширяется i товщаСФ (ширина росте вiд 0,04 до 0,5мм). Поруч зi стремiнцем вона вже легше i маСФ приблизно в 100 разiв бiльше значення модуля пружностi, чим у вершини. Завдяки неоднорiдним механiчним властивостям базилярной мембрани хвилi рiзноi частоти надають руху рiзним ii дiлянкам. Низькi частоти (менш 100 Гц) викликають коливання найбiльш масивноi частини мембрани бiля геликотреми. Високi частоти (8000 i бiльш Гц), навпаки, надають руху дiлянцi мембрани поблизу овального вiкна. Для частоти 1600 Гц максимум коливань лежить бiля середини равлика. Сприйняття звукових частот визначаСФться локалiзацiСФю максимальних коливань базилярной мембрани. Цiкаво вiдзначити, що видалення мембрани Рейснера i кортиева органа не позначаСФться на параметрах коливань базилярной мембрани. Звiдси був зроблений висновок, що вiбрацii овального вiкна викликають механiчнi коливання базилярной мембрани, а iншi структури, що прилягають до неi, важливi для перетворення ii механiчних коливань у вiдповiднi нервовi сигнали.
Нервовi iмпульси в слуховом нервi виникають у такий спосiб. Руху базилярной мембрани викликають деформацiю волоскових клiток, що розташовуються в кортиевом органi усерединi равликового каналу. Деформацiя волоскових клiток приводить до частковоi деполяризацii iх цитоплазматических мембран. Цi змiни потенцiалу дiють на немиелинизированние дендрити афферентних нейронiв, що знаходяться в контактi з бiчною поверхнею i пiдставою волоскових клiток. У результатi збуджуються слуховие нерви. Звук визначеноi частоти надаСФ руху i викликаСФ нервовi потенцiали вiд визначеноi, але досить протяжноi частини базилярной мембрани. Очевидно, у центральнiй нервовiй системi маСФться механiзм, що загострюСФ вiдчуття звуковоi частоти так, що в дiапазонi 601000 Гц людське вухо може розрiзняти частоти, що вiдрiзняються на 23 Гц.
Слуховий апарат людини винятково чуттСФвий. Як вiдзначалося вище, граничнi коливання барабанноi перетинки складають 10-11 м, викликуванi цим коливання базилярноi мембрани ще менше по амплiтудi. Не дивно тому, що кортиСФв орган не маСФ кровоносних судин, щоб пульсацii кровяного тиску, не надавали руху волосковi клiткам i не викликали слухових вiдчуттiв.
Локалiзацiя джерел звуку заснована на двох механiзмах. По-перше, при низьких частотах вухо здатне чуйно уловлювати рiзницю фаз звуковоi хвилi в левом i правом юшцi. По-друге, при високих частотах вухо головним чином реагуСФ на рiзницю звуку, що досягло лiвого i правого вуха. Навколо голови СФ звукова тiнь i якщо рiзниця iнтенсивностi досягаСФ 1 дБ, те цього вже досить для зразковоi локалiзацii джерел звуку. При високих частотах через звукову тiнi навколо голови розходження в iнтенсивностi звуку може досягати 30 дБ, що дозволяСФ локалiзувати джерело з точнiстю до 10о. Цiкаво, що частота 3000 Гц, дошкульнiше всього сприймана вухом людини, неоптимальна для здiйснення обох механiзмiв (по рiзницi фаз i по тiнi), тому при цiй частотi важко локалiзувати