Использование инновационной методики слуховой восстановительной стимуляции для реабилитации лиц с нарушениями слуха

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 21

1.2. Физиологическое строение органа слуха.

Слуховой анализатор - второй по значению дистантный анализатор человека. Именно слух играет крайне важную роль для человека в связи с возникновением членораздельной речи. Его специфическим адекватным раздражителем является звук - постоянный спутник окружающей нас среды.

Человеческое ухо обнаруживает чувствительность к звуковым раздражителям даже минимальной силы и выполняет исключительно важные биологические функция в жизнедеятельности человека; наряду с этим оно регулирует состояние равновесия тела в пространстве.^¹

Слуховое ощущение осуществляется суммированием двух процессов, к которым относятся:

- проведение звуков через наружное и среднее ухо или кости черепа;

- восприятие звуков нервно-чувствительным рецептором слухового анализатора - кортиевым органом.^²

Как уже было сказано, орган слуха представляет собой сложный механизм, который включает звукопроводящий и звуковоспринимающий аппараты. Рассмотрим их подробнее:

1) Звукопроводящий аппарат^³ органа слуха осуществляет звукопроведение, т. е. доставку звуковых колебаний к нервно-чувствительным элементам кортиева органа. Звукопроводящую систему образуют наружное ухо, среднее ухо и жидкостные среды внутреннего уха.

Ушная раковина собирает, улавливает и направляет звуки, осуществляя роль коллектора звуковых волн. Наряду с этим она принимает участие в определении направления звука. Особенно хорошо эта функция развита у животных, в связи с их способностью двигать ушными раковинами; у человека она сравнительно ослаблена и потому имеет меньшее значение.

Наружный слуховой проход проводит звуки в направлении барабанной перепонки. Ширина его просвета не оказывает заметного влияния на степень слуховой чувствительности. Наряду с этим полное заращение (атрезия) наружного слухового прохода или закрытие его инородным телом или серной пробкой обусловливает значительную степень тугоухости в связи с возникновением механических препятствий для прохождения звуковых воля к барабанной перепонке.^¹

Звуковые волны, достигнув барабанной перепонки, вызывают ее колебания и вместе с тем колебания всей цепи слуховых косточек, так как барабанная перепонка тесно связана с наружной из них - молоточком. Под влиянием колебаний звукопроводящей системы подножная пластинка стремени (внутренняя слуховая косточка, которой закрыто овальное окно), то втягивается в овальное окно, то выпячивается из него. В результате происходят колебания внутрилабиринтных жидкостей (эндолимфы и перилимфы), а вместе с ними и основной мембраны ушного лабиринта. Колебания последней передаются на нервно-рецепторный аппарат - кортиев орган, волоски которого соприкасаются с нависающей над ними покровной перепонкой. Таким образом, происходит трансформация физической энергии в виде механических колебаний в физиологический нервный процесс в виде потока слуховых нервных импульсов, идущих по слуховому тракту в кору головного мозга, что и обусловливает возникновение слуховых ощущений.^²

Движение слуховых косточек среднего уха осуществляется по принципу неравноплечного рычага, производящего большие экскурсии на одной стороне и малые - на другой. В результате рычажной системы происходит уменьшение размаха колебаний, а также изменение величины их силы, что способствует предохранению внутреннего уха от влияния резких звуков высокой интенсивности.^³

Система среднего уха является самой важной составной частью звукопроводящего аппарата. Она обладает способностью передавать звуковые колебания внутреннему уху без искажений, значительно увеличивая звуковое давление на площадь овального окна. Указанное обстоятельство осуществляется за счет функционирования трансформационного аппарата среднего уха, который преобразует Звуковое давление, падающее на барабанную перепонку, концентрируя его на меньшей в 15 - 20 раз площади овального окна.^¹

Состояние звукопроводящей системы органа слуха в значительной степени зависит от режима давления в барабанной полости, который регулируется посредством евстахиевой трубы, соединяющей барабанную полость с носоглоткой. Через евстахиеву трубу, которая выполняет вентиляционную функцию и открывается при глотании и зевании, воздух поступает в полость среднего уха, благодаря чему происходит выравнивание давления в барабанной полости с внешним давлением. При нарушении проходимости евстахиевой трубы давление внутри барабанной полости понижается, что обусловливает втяжение барабанной перепонки вовнутрь. В связи с этим в результате увеличения ее сопротивления нарушается функция звукопроводящей системы и понижается слуховая чувствительность. Это понижение слуховой функции может достигать 15-20 дБ для звуков низкочастотного спектра.

В звукопроводящем механизме важную роль играет барабанная перепонка, которая превращает воздушные звуковые колебания с большой амплитудой и малой силой в колебания подножной пластинки стремени и внутрилабиринтной жидкости с малой амплитудой и большой силой. Указанная трансформация объясняется тем, что звуковая энергия, падающая на большую поверхность барабанной перепонки (55 мм²), сосредоточивается на значительно меньшей поверхности подножной пластинки стремени (3,2 мм²), вставленной в овальное окно.

Одним из основных факторов, обусловливающих нормальную функцию слуха, является определенное напряжение барабанной перепонки, осуществляемое и регулируемое нервно-мышечным аппаратом барабанной полости. Барабанная перепонка имеет вогнутую форму, поэтому падающее на нее звуковое давление увеличивается. Звуки различной тональности передаются системой звукопроведения к слуховому рецептору с одинаковой силой и без искажений, так как барабанная перепонка обладает слабым собственным резонансом. ^¹

Раздражение волосковых клеток кортиева органа возникает в результате колебания внутрилабиринтных жидкостей, а вместе с ними и основной мембраны, что достигается лишь при одновременных колебаниях подножной пластинки стремени и мембраны круглого окна, происходящих в разных направлениях, так как жидкость практически несжимаема. Значительная роль в функционировании данного механизма принадлежит барабанной перепонке, которая закрывает (экранирует) круглое окно и тем самым создает разность давления на лабиринтные окна, увеличивая колебаний внутрилабиринтной жидкости, а также экскурсии мембраны круглого окна и подножной пластинки стремени.

Система слуховых косточек (молоточек, наковальня и стремя) связана посредством сочленений, образуя подвижную цепь. Нарушение целостности этой цепи обусловливает возникновение резкой степени тугоухости. Подвижная цепь слуховых косточек обеспечивает связь между барабанной перепонкой и подвижной пластинкой стремени. Из-за того, что площадь барабанной перепонки значительно больше площади подножной пластинки, цепь слуховых косточек осуществляет не только передачу звуковых колебаний, но и их преобразование (трансформацию) с выигрышем в силе. Усиление звука, происходящее при прохождении его через звукопроводящий аппарат среднего уха, достигается также благодаря механизму рычажного действия слуховых косточек. Прохождение звукового сигнала через систему среднего уха обусловливает увеличение силы звука, которое в сумме составляет 25-26 дБ.

При чрезмерно интенсивных звуках слуховые косточки, в силу своих механических свойств и благодаря реакции прикрепляющихся к ним слуховых мышц, выполняют и защитную функцию.

При воздействии на орган слуха звуков высокой интенсивности мышца, напрягающая барабанную перепонку, и стременная мышца сокращаются, в результате чего уменьшается подвижность системы слуховых косточек и ограничивается проведение звуковых колебаний к воспринимающему механизму внутреннего уха. Мышцы среднего уха, являясь антагонистами, обусловливают нормальный тонус барабанной перепонки и звукопроводящей системы слуховых косточек и, кроме того, защищают внутреннее ухо от резких звуков высокой интенсивности. Вместе с этим указанные мышцы способствуют восприятию звуков малой интенсивности. Сокращение мышцы, натягивающей барабанную перепонку, обеспечивает повышение слуховой чувствительности, в то время как сокращение стременной мышцы, наоборот, понижает слуховую функцию. Таким образом, функция слуховых мышц сводится к защите внутреннего уха от сильных звуков и выполнению аккомодационной роли, благодаря которой при воздействии на орган слуха различных звуков создаются наиболее благоприятное напряжение и оптимальный тонус барабанной перепонки и всей звукопроводящей системы. Рефлекторные сокращения мышцы, напрягающей барабанную перепонку, и стременной мышцы являются своеобразным «автоматическим контролем громкости» для звуков большой силы.^¹

В механизме звукопроведения существуют два пути распространения звуковых колебаний к ушному лабиринту, где находится рецепторный аппарат слухового анализатора - кортиев орган. Наряду с воздушным звукопроведением, когда звуковая волна проходит через наружный слуховой проходов барабанную перепонку, систему слуховых косточек, овальное окно ушного лабиринта и жидкости внутреннего уха, существует второй путь - костное или тканевое звукопроведение. При прохождении звуковой волны по этому пути звуковые колебания распространяются по костной ткани черепа и, в частности, височной кости, проникая в улитку. Указанный механизм костного звукопроведения в определенной степени имеет место и при обычной воздушной проводимости, однако особенно он характерен при соприкосновении вибрирующего звукоизлучателя с костями черепа.^¹

При вибрации костей черепа стремя, подвижная пластинка которого вставлена в овальное окно, приходит в колебание. Последнее передается в ушной лабиринт и его жидкости, в результате чего выгибается основная мембрана и приходит в движение находящийся на ней кортиев орган с чувствительными волосковыми клетками.

При костном звукопроведении возможен и другой механизм распространения звуковой волны (компрессионный), когда звук поступает непосредственно с височной кости на костную стенку лабиринта, приводя ее в колебание. Последнее передается на жидкости, в результате чего возникают колебания основной мембраны и кортиева органа, при которых чувствительные волосковые клетки соприкасаются с покровной мембраной. Такой механизм наиболее характерен для проведения звуков высоких частот.^²

Возможен еще инерционный механизм костной проводимости, который заключается в том, что при приложении вибратора-звукоизлучателя к голове человека кости черепа приходят в колебание как одно целое. При этом благодаря инерции цепи слуховых косточек, свободно подвешенных на связках, кости черепа, совершая колебания - попеременно то, надвигаясь на стремя, то, отходя от него, создают, таким образом, колебания пластинки стремени в овальном окне лабиринта и вместе с этим колебания внутрилабиринтных жидкостей. Указанный механизм имеет место при воздействии на ухо звуковых колебаний низкочастотного спектра.^³

Экспериментальным доказательством существования воздушного и костного путей звукопроведения явились опыты Дьердя Бекеши в 1932 году, во время которых ученый, направляя одинаковые звуки одновременно по обоим указанным путям, выявил, что при наличии противоположных фаз звуковых колебаний последние взаимно гасятся.^¹

Основным механизмом проведения звуков к периферическому рецептору является воздушный путь, когда звуковые колебания распространяются через слуховой проход и систему среднего уха на овальное окно. Костный путь звукопроведения играет существенную роль при нарушении системы звукопроводящего аппарата как механизм, целесообразный для использования с целью компенсация потери слуховой чувствительности.

В физиологическом отношении важно, что при проведении звуковых колебаний к кортиеву органу воздушным или костным путем происходят колебания внутрилабиринтных жидкостей и выгибание основной мембраны с находящимся на ней кортиевым органом, что и обусловливает возникновение возбуждения, передаваемого по слуховому тракту в кору головного мозга.

Функциональная структура звукопроводящего механизма органа слуха человека отличается большой приспособляемостью и совершенством, так как она способна реагировать на весьма слабые по силе звуковые колебания. Кроме того, звукопроводящий аппарат обладает способностью воспринимать и передавать звуковые колебания, превышающие пороговую силу звука в тысячу миллиардов раз, и разлагать сложный звук на составные элементы, производя его первичный анализ.^²

2) Звуковоспринимающий аппарат.

Современные методы электрофизиологических исследований позволили глубоко изучить процессы функционирования звуковоспринимающей системы органа слуха. Однако до настоящего времени существует ряд теорий, по-разному освещающих механизм звуковосприятия.

Теория Г. Гельмгольца (выдвинута в 1863 г.) получила название резонансной.^¹ Согласно ей, звук определенной тональности (частоты) вызывает ответные колебания определенной зоны основной мембраны по известному закону механического резонанса. В связи с тем, что волокна основной мембраны, натянутые в поперечном направлении, имеют различную длину и степень натяжения, то звуки различного частотного характера вызывают избирательное резонирование отдельных участков мембраны в зависимости от длины волокон. Аналогично натянутым струнам, отдельные волокна основной мембраны резонируют, т.е. приходят в колебание в ответ на звуки соответствующей частоты, воздействующие на орган слуха. На звуки низкочастотного спектра резонируют длинные волокна основной мембраны, находящиеся у верхушки улитки, высокие звуки приводят в соколебание участок мембраны, находящийся у основания улитки, с волокнами короткой длины. Звуки средней высоты обусловливают содружественные колебания волокна основной мембраны среднего завитка.

Положения данной теории были подтверждены Л. А. Андреевым^² в лаборатории И. П. Павлова в опытах на собаках с условно-рефлекторной методикой, где отмечалось, что в зависимости от зоны разрушения волокон основной мембраны происходит выпадение восприятия тонов соответствующей тональности.

Экспериментальные исследования аналогичного характера с измерением биотоков улитки, проведенные В. Ф. Ундрицем^³, показали, что в результате изолированного повреждения различных зон основной мембраны отмечается соответствующее понижение интенсивности биотоков, которое имеет неравномерный характер в зависимости от участка повреждения. Указанная закономерность выявилась и при сопоставлении характера тугоухости у больных и результатов гистологического исследования основной мембраны внутреннего уха после их смерти.

Аналогичными были результаты, полученные в эксперименте на животных при исследовании длительного влияния звуков различного частотного спектра на внутреннее ухо. Микроскопическое исследование ушного лабиринта показало, что при воздействии басовых (низких) звуков происходит разрушение кортиева органа в области верхушки улитки, а дискантовые (высокие) звуки обусловливают разрушения нервно - чувствительных элементов, локализирующихся у основания улитки в области основного ее завитка.^¹

По данным ионной теории П.П.Лазарева,^² под воздействием звуковых колебаний на орган слуха в волосковых клетках кортиева органа возникает химическая реакция, заключающаяся в том, что в зависимости от интенсивности звука происходит распад определенного количества вещества, называемого слуховым пурпуром. При этом выделяются ноны, обусловливающие происхождение нервного возбуждения слухового рецептора. Данная химическая теория объясняет феномен превращения механических звуковых колебаний в нервный процесс.

Электрофизиологические исследования Уивера и Брея,^³ проведенные в 1930 году, выявили, что при воздействия звукового раздражителя в улитке возникает электрический ток в виде микрофонных потенциалов, имеющих сходную характеристику с воздействовавшим на орган слуха экспериментальным тоном. При усилении и преобразовании указанных микрофонных потенциалов с помощью специальной аппаратуры можно получить звук аналогичного характера.

По теории Х. Флетчера,^¹ движение пластинки стремени внутрь ушного лабиринта в связи с подвижностью круглого окна смещает лишь часть лабиринтной жидкости и вызывает деформацию (изгиб) основной мембраны на отдельном ее участке, что связано с определенной величиной столба колеблющейся внутрилабиринтной жидкости и механическими свойствами основной мембраны. Частые колебания приводят в движение небольшой объем жидкости лабиринта, в результате чего происходит изгиб мембраны в участках, близко лежащих к овальному окну, которые в связи с сильным натяжением и малой длиной волокон смещаются мало. Медленные колебания обусловливают смещение большого объема жидкости во внутреннем ухе, что вызывает изгиб основной мембраны на ее более широком и менее натянутом участке, так как для этого требуется значительно меньшая сила воздействия.

Экспериментальные исследования Бекеши и Портмана^² (1928) показали, что смещение стремени сопряжено с движением внутрилабиринтной жидкости и деформацией основной мембраны непосредственно у овального окна. Бегущая волна распространяется по длине мембраны от основания по направлению к верхушке улитки. Следующее смещение пластинки стремени в овальном окне обусловливает новую бегущую волну, возникающую по аналогии с пульсовой волной в артериальных кровеносных сосудах в результате сердечных сокращений. При высоких звуках деформация мембраны происходит в основном завитке улитки, а при низких - она захватывает всю мембрану. Участки наибольшего выгибания соответствуют пространственному расположению звуков на основной перепонке.

Согласно приведенным слуховым теориям, звуки определенных частот вызывают раздражение соответствующих участков основной мембраны, в связи, с чем орган слуха обладает способностью дифференцировать звуки по тональности, что представляет собой первичный анализ сложных звуков в результате разложения их по частотному составу.

Дэвис^¹ на основании электрофизиологических исследований установил, что при изменении степени натяжения волосков нервных чувствительных клеток соответственно звуковым колебаниям выделяется электрическая энергия. В результате этого образуются микрофонные потенциалы, которые могут быть зарегистрированы при отведении их непосредственно от волосковых клеток, а также от мембраны круглого окна в связи с наличием свойства электропроводимости внутрилабиринтньгх жидкостей (микрофонная теория улитки). Возникающие в кортиевом органе электрические токи вызывают раздражение рецепторных окончаний кохлеарного нерва. Возбуждение передается посредством специфического вещества (медиатора) - ацетилхолина. Следовательно, кортиев орган работает по принципу детектора, реагируя только на определенные звуковые колебания и, подобно трансформатору, превращая их в нервное возбуждение.

В стволе слухового нерва, как и в основной мембране улитки, сохраняется пространственное расположение волокон, проводящих звуки различных частот. В частности, по периферии нервного ствола находятся волокна, проводящие басовые тоны, а в центре лежат волокна, по которым передаются звуки дискантовой тональности. Звуковые колебания в виде нервных слуховых импульсов, поступающих в центральную нервную систему, вызывают слуховые ощущения. Наряду с этим возникают различные безусловные рефлекторные реакции, как, например, сужение кровеносных сосудов, изменение электрических потенциалов кожи, смыкание век, расширение зрачков, изменение биопотенциалов мозга, поворот головы в сторону звука.

Элементарная дифференциация звука происходит в слуховом рецепторе - кортиевом органе. В центральном отделе слухового анализатора (коре головного мозга) осуществляется высший анализ и наиболее сложный синтез звуковых сигналов, причем последний в области слуховой зоны височных долей коры головного мозга, а также в рассеянных слуховых элементах слухового анализатора, что подтверждено экспериментальными наблюдениями при удалении височных долей головного мозга.

В связи с тем, что у человека имеются два периферических звукопроводящих и звуковоспринимающих аппарата (левый и правый), два проводящих нервных слуховых тракта, образующих частичный перекрест волокон, и два центральных слуховых отдела в коре головного мозга, поражение слуховой зоны коры головного мозга одного полушария обусловливает частичную тугоухость на оба уха. Наряду с этим выключение слуховых зон обоих полушарий головного мозга ведет к нарушению функции высшего коркового анализа и синтеза звуковых сигналов, однако элементарная реакция на звук, осуществляемая в ушном лабиринте, сохраняется. Одностороннее поражение органа слуха при нормальном состоянии другого уха практически не сказывается на общей слуховой способности человека.

Таким образом, слуховой аппарат нужно рассматривать как целостный в функциональном отношении звуковой анализатор, различные части которого выполняют определенную работу. Периферический конец производит первичный анализ и преобразует физическую энергию звука в специфическую энергию нервного возбуждения; проводящие нервные пути передают возбуждение в мозговые центры, и в коре головного мозга производится превращение энергии нервного возбуждения в ощущение. Кора головного мозга играет ведущую роль в работе звукового анализатора.

Специфической особенностью слуха человека является способность воспринимать звуки речи не только как физические явления, но и как единицы, несущие смысловую нагрузку. Эта способность обеспечивается наличием сенсорного центра речи, расположенного в заднем отделе верхней височной извилины левого полушария головного мозга. При выключении этого центра нарушается анализ и синтез сложных звуковых комплексов словесной речи. Восприятие тонов и шумов, входящих в состав речи, может в таких случаях сохраниться, но их различение именно как речевых звуков становится невозможным.

Знание анатомической структуры, физиологической характеристики и функционального назначения звукопроводящего и звуковоспринимающего аппаратов чрезвычайно важно для практики сурдологии и сурдопедагогики. Правильное определение локализация поражения служит основанием для поиска целесообразных методов компенсации нарушенной слуховой способности и выбора методов обучения лиц, страдающих тугоухостью либо звукопроводящего, либо звуковоспринимающего, либо смешанного типа.

Blog

Использование инновационной методики слуховой восстановительной стимуляции для реабилитации лиц с нарушениями слуха

1.2. Физиологическое строение органа слуха.