Кодирование информации в слуховом анализаторе

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования  «Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения России»     Кафедра нормальной физиологии

Реферат

Кодирование информации в слуховом анализаторе

 

Оренбург, 2013

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 218 группы

Лечебного факультета

А.А Захарова

Проверил:

Доц. Е.А. Зинченко

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….…..2

Глава 1 Физиология уха………………………………………………………….…….3

1.1 Общие принципы строения уха и филогенез……………………………………..3

1.2 Внешнее ухо ………………………………………………………………………..4

1.3 Среднее ухо…………………………………………………………………...…….5

1.4 Внутреннее ухо …………………………………………………………………….6

Глава 2 Характеристика звука. Слышимость чистых тонов……………………..….9

2.1 Модели звуков…………………………………………………………………..….9

2.2 Частотная характеристика: слышимость чистых тонов………………………..10

Глава 3 Кодирование информации……………………………………………….….12

3.1 Переработка информации в центрах…………………………………………….12

3.2 Слуховая адаптация ……………………………………………………………...14

Вывод…………………………………………………………………………………..15

Приложение……………………………………………………………………...…….17

Использованная литература ………………………………………………………….20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Окружающий нас мир наполнен множеством звуков, несущими различную информацию, которая позволяет нам не только понимать собеседника, получать эстетическое удовольствие от музыки, но, самое главное, оповещает нас о возможной опасности. 

Слух является одним  из основных каналов восприятия человеком  информации, поступающей из окружающей среды, а также дает возможность ярко воспринимать всю полноту и многообразие жизни в ее звуковых проявлениях.

Функция слуховой системы  состоит в формировании слуховых ощущений человека в ответ на действие звуковых вол.  
Благодаря процессу слухового восприятия человек может идентифицировать, объяснить и понять смысл звуков.

Слуховой анализатор (слуховая сенсорная система) — второй по значению дистантный анализатор человека.

Органом слуха является ухо, которое состоит из трех отделов: 
- наружное ухо; 
- среднее ухо; 
- внутреннее ухо. 
(характеристика данных отделов представлена ниже)  
Именно во внутреннее ухо имеют выход нервные окончания, которые воспринимают слуховые сигналы и импульсы и передают их мозгу, где происходит их дальнейшая обработка и интерпретация.

В наружном, среднем и  внутреннем ухе происходят необходимые  для слухового восприятия подготовительные процессы, смысл которых состоит  в оптимизации параметров передаваемых звуковых колебаний при одновременном  сохранении характера сигналов. Во внутреннем ухе происходит преобразование энергии звуковых волн в рецепторные потенциалы волосковых клеток.

 

 

Глава 1 Физиология уха

 

 

1.1 Общие принципы строения уха и филогенез

Слуховой анализатор имеет 3 отдела:

1. периферический - орган слуха;
2. проводниковый - нервные пути;
3. корковый, расположенный в височной доле головного мозга.

Рецепторные клетки, воспринимающие звук, расположены глубоко в самой  плотной части человеческого  скелета - пирамиде височной кости. Такое  их положение легче объяснить  с учетом филогенеза уха.

У некоторых насекомых  и рыб слуховые нервные клетки находятся на поверхности тела ("слуховая линия" вдоль хребта) и, естественно, легко подвергаются воздействию  неблагоприятных экзогенных (механических, химических, температурных) факторов.

В процессе филогенетического развития животного мира нежные, легко ранимые слуховые рецепторные клетки постепенно погружались в глубь черепа, одновременно развивался аппарат, с помощью которого звук может достигать звуковоспринимающих клеток без искажений и потерь, т.е. аппарат проведения звуков.

У птиц уже сформированы некоторые элементы среднего уха: небольшая  полость, напоминающая барабанную у  человека, и единственная слуховая косточка, называемая колумеллой.

К моменту рождения ребенка  звукопроводящий аппарат, несмотря на то, что отличается от такового у взрослых по размерам и расположению некоторых деталей, уже полностью выполняет функцию проведения звука.

 

 

 

 

1.2 Внешнее ухо

В состав внешнего уха входят ушная раковина, наружный слуховой проход.(см. приложение рис1.) Каждая часть имеет свое функциональное назначение.

Ушная раковина не оказывает  заметного влияния на остроту  слуха. В некоторой степени она  играет роль коллектора звуков.

Подвижность ушных раковин  у человека не выражена, лишь некоторые  люди могут шевелить ими. У животных, особенно со слабым зрением, ушные раковины могут поворачиваться к источнику звука, определяя источник опасности. Ушная раковина не только защищает ухо и направляет звуковую волну в слуховой канал. Спиралевидная форма раковины придает звуковой волне спектральную окраску, зависящую от направления на источник звука. Можно сказать, что ушная раковина представляет собой частотный фильтр, характеристики которого зависят от угла падения звуковой волны. Последующая обработка информации, выполняемая головным мозгом, содействует локализации источника звука в пространстве.

Наружный слуховой проход выполняет практически только проводящую (трансмиссионную) функцию для звука. Слуховой канал — это трубка длиной около 2,7 мм и диаметром 0,7 мм, открытая с одной стороны и закрытая с другой, где находится барабанная перепонка — жесткая коническая мембрана. В столбе воздуха, заключенном в слуховом канале, возникают стоячие волны, и слуховой канал действует как четвертьволновый резонатор. Первый резонанс на частоте примерно 3 кГц находится в частотном диапазоне звуков речи человека, что приводит к усилению колебаний в диапазоне частот 2…5 кГц, причем усиление составляет 5…10 дБ. Таким образом, внешнее ухо обеспечивает повышенную чувствительность слуховой системы к звуковым колебаниям, соответствующим речи человека.

 

 

 

 

1.3 Среднее ухо.

Звуковая волна достигает  среднего уха, пройдя наружный слуховой проход, и приводит в движение барабанную перепонку и слуховые косточки: молоточек, наковальню и стремя, которое как бы вставлено в окно преддверия внутреннего уха (лабиринта). (см. приложение рис. 3)

Барабанная перепонка  находится в воздушной среде, и она вибрирует в ответ на звуковую волну, падающую на нее по слуховому каналу. Площадь барабанной перепонки равна 65 мм, а окна преддверия (с основанием стремени) - лишь 3,3 мм . Нижний отдел барабанной перепонки расположен напротив окна улитки и как бы защищает его, экранирует от звуковой волны. В результате сочетания этих факторов: разницы площади барабанной перепонки и основания стремени, а также экранирующего эффекта ее нижних отделов - происходит усиление звука приблизительно на 30 дБ.

Слуховая труба выполняет  вентиляционную функцию, а также  служит для поддержания в барабанной полости давления, одинакового с внешним. Вентиляционная функция связана с актом глотания: при сокращении мышц, поднимающих мягкое небо, труба открывается и воздух попадает в барабанную полость. Такая вентиляция происходит постоянно при чиханье, сморкании, произношении гласных и т.д.

Среднее ухо соединяется  с внутренним двумя мембранами, называемыми окнами: овальным и круглым. Косточки среднего уха (молоточек, наковальня и стремечко) обеспечивают согласованное акустическое соединение между барабанной перепонкой и овальным окном внутреннего уха (см приложение рис.3). В результате работы косточек и мышц среднего уха колебания барабанной перепонки (с большой амплитудой, но с малым давлением) преобразуются в колебания мембраны овального окна (с малой амплитудой, но с давлением примерно в 3 раза большим). Кроме того, площадь барабанной перепонки примерно в 30 раз больше площади овального окна. Общее усиление давления, достигаемое во внутреннем ухе, доходит до 90 раз. Без среднего уха звуковые волны с трудом проникали бы в жидкость внутреннего уха вследствие эффекта отражения. Наилучшее согласование импедансов выполняется на частоте 1 кГц, на которой давление возрастает почти на 20 дБ. На более высоких частотах среднее ухо похоже на фильтр нижних частот, затухание в котором увеличивается со скоростью, равной примерно 15 дБ на октаву. В среднем ухе имеются две мышцы: напрягающая барабанную перепонку (т. tensor tympani) и стременная (т. stapedius). Непосредственно они не проводят звуковые волны, но выполняют две функции, регулирующие этот процесс.

Они приспосабливают  звукопроводящий аппарат к оптимальной  передаче звука и выполняют защитную функцию при сильных звуковых раздражениях с низкой и средней  частотой звука, уменьшая подвижность  слуховых косточек и защищая внутреннее ухо

 

 

 

1.4 Внутреннее ухо.

Звуковая волна, усиленная  примерно на 30 дБ с помощью системы  барабанная перепонка - слуховые косточки, достигает окна преддверия, и ее колебания передаются на перилимфу  лестницы преддверия улитки. Это объясняет, для чего нужен механизм усиления: при переходе звуковой волны из воздушной среды в жидкую значительная часть звуковой энергии теряется.

В ушном лабиринте, или  улитке внутреннего уха, происходит преобразование механических колебаний, возбуждаемых стремечком среднего уха, в электрические импульсы, попадающие в головной мозг через слуховой нерв. Улитка — трубка длиной в среднем 35 мм (см приложение рис.1), свернутая в спираль (два с половиной оборота). Область трубки, примыкающая к овальному окну, называется основанием, область трубки в середине спирали — вершиной. Основная мембрана и мембрана Рейсснера (см приложение рис. 6) делят трубку улитки вдоль ее длины на три канала: вестибулярный канал, или канал преддверия; барабанный канал и улитковый канал.

Вестибулярный и барабанный каналы соединены в вершине улитки с помощью маленького отверстия — геликотремы, или завитка. Пространство между вестибулярным и барабанным каналами — улитковый канал, или ход. Улитковый канал заполнен эндолимфой — жидкостью, которая отличается от перилимфы и по структурным, и по электрическим свойствам.

Преобразование акустической волны, бегущей в каналах внутреннего уха, в электрические сигналы происходит в органе Корти, содержащем нервные окончания слухового нерва (см приложение рис. 6, рис7). Этот орган представляет собой набор чувствительных ячеек, или клеток, которых насчитывается около 30 тысяч. Над органом Корти находится покровная, или текториальная мембрана. Оба этих органа (покровная мембрана и орган Корти) погружены в эндолимфу и отделены от остальной части улитки мембраной Рейсснера. Из чувствительных ячеек органа Корти растут волоски, пронизывающие поверхность покровной мембраны. Можно сказать, что основная мембрана, на которой находится орган Корти, в некоторой степени подвешена на покровной мембране.

Бегущая акустическая волна в вестибулярном и улитковом каналах улитки излучается овальным окном — мембраной, которая колеблется под действием стремечка среднего уха. Достигая геликотремы, волна проникает в барабанный канал и распространяется в нем к круглому окну, то есть обратно к основанию улитки, постепенно угасая и окончательно рассеиваясь на мембране круглого окна, выходящего в среднее ухо. Но такой механизм прохождения волны через геликотрему работает только на низких звуковых частотах. На высоких частотах колебания в вестибулярном и улитковом каналах угасают, не достигая геликотремы, и попадают в барабанный канал непосредственно через мягкую часть основной мембраны.

Бегущая в жидкости акустическая волна вызывает механические колебания основной мембраны. Между основной и покровной мембранами при этом возникают касательные напряжения, которые изгибают соединяющие две мембраны волоски внутренних ячеек. Изгибы волосков играют роль пусковых механизмов для электрохимических реакций во внутренних ячейках органа Корти. Благодаря электрохимическим реакциям и возбуждению внутренних чувствительных ячеек возникают электрические импульсы, передаваемые по нервным волокнам в центральную нервную систему.

Важное и необходимое  условие звукопроведения - движение перилимфы между лабиринтными окнами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2 Характеристика звука. Слышимость чистых тонов 

 

 

2.1 Модели звуков

Звуковые волны — это продольные механические колебания. Они производятся источником звука — колеблющимся телом — и распространяются в твердых телах, жидкостях и газах в виде колебаний давления. Между колебаниями давления, порождающими звуковую волну в воздухе, и звуковым ощущением существуют определенные связи. При выяснении этих связей и исследовании свойств слуховой системы обычно используются модели звуков, которые слышит человек в реальной жизни.