§ 64. Слухова сенсорна система
Які звуки ми сприймаємо? Звукові хвилі — це механічні коливання середовища різної частоти й амплітуди. Ці коливання ми сприймаємо як звуки, що відрізняються між собою за висотою і гучністю. Наш слуховий аналізатор здатен сприймати звукові коливання в діапазоні частот від 16 Гц до 20 000 Гц. Зразок низького звуку (125 Гц) — гудіння холодильника, а високого звуку (5000 Гц) — комарине піщання. Частоти нижче 16 Гц (інфразвук) і вище 20 000 Гц (ультразвук) не викликають у нас звукових відчуттів. Проте й інфразвук, і ультразвук впливають на наш організм. Інтенсивність звукових хвиль ми сприймаємо як гучність звуків. Одиницею їх виміру є бел (децибел): гучність тихого шепоту дорівнює 10 децибелам, гучного крику — 80- 90 децибел, а звук у 130 децибел спричиняє сильний біль у вухах.
За сприйняття звуків відповідає слухова сенсорна система. Вона складається зі слухових рецепторів, розміщених у спеціальному органі слуху — вусі, чутливих нейронів, які входять до складу слухового нерва, і центрального відділу, що об’єднує різні структури головного мозку
Будова органа слуху (мал. 64.1). Складовими нашого органа слуху є зовнішнє, середнє і внутрішнє вухо. Зовнішнє вухо утворене вушною раковиною і зовнішнім слуховим проходом. Вушна раковина влаштована так, аби уловити і спрямовувати у звуковий прохід коливання повітря, зокрема ті, що відповідають діапазону частот мовлення людини (1000-3000 Гц). Слуховий прохід вкритий тонкими волосками, у його шкірі містяться залози, що виробляють вушну сірку. Волоски й сірка — захисники органа слуху, вони затримують пил і мікроорганізми. Слуховий прохід закінчується барабанною перетинкою — тонкою пружною мембраною, основу якої складає сполучна тканина, багата на колагенові волокна. Звукові хвилі, спрямовані вушною раковиною, долають слуховий прохід і діють на цю мембрану: як наслідок — вона починає коливатися.
Мал. 64.1. Будова органа слуху: 1 — вушна раковина; 2 — зовнішній слуховий прохід; 3 — барабанна перетинка;
4 — слухові кісточки; 5 — вестибулярний апарат; 6 — завитка;
7 — слуховий нерв; 8 — євстахієва труба
За барабанною перетинкою розміщується повітряна порожнина — середнє вухо (мал. 64.2). Воно сполучене за допомогою євстахієвої труби з глоткою, а через неї — з ротовою порожниною. Ці канали сполучають зовнішнє середовище із середнім вухом і є запобіжником, що захищає його від травм. Зазвичай вхід до євстахієвої труби закритий, він відкривається лише під час ковтання. Якщо середнє вухо зазнає надмірного тиску внаслідок дій звукових хвиль, достатньо відкрити рота і зробити ковток: тиск у середньому вусі зрівняється з атмосферним.
Середнє вухо — це підсилювач, який може змінювати амплітуду звукових хвиль, що передаються з барабанної перетинки до внутрішнього вуха. Як це відбувається? Від барабанної перетинки тягнеться ланцюжок маленьких кісточок, рухомо з’єднаних між собою: молоточок, коваделко і стремінце (мал. 64.2). Рукоятка молоточка прикріплена до барабанної перетинки, а стремінце впирається в іншу мембрану. Це перетинка отвору, який називають овальним вікном, — вона є межею між середнім і внутрішнім вухом.
Коливання барабанної перетинки спричиняють рух слухових кісточок, які штовхають мембрану овального вікна, і вона починає коливатися. За площею ця мембрана значно менша, ніж барабанна перетинка, і тому вона коливається з більшою амплітудою.
Мал. 64.2. Будова середнього і внутрішнього вуха:
1 — барабанна перетинка; 2 — молоточок; 3 — коваделко;
4 — стремінце; 5 — овальне вікно; 6 — завитка; 7 — верхній канал;
8 — нижній канал; 9 —середній канал; 10 — покривна мембрана;
11 — округле вікно. (Стрілками показаний напрямок звукової хвилі)
Підсилені коливання мембрани овального вікна передаються до внутрішнього вуха.
Внутрішнє вухо розміщується вглибині скроневої кістки черепа. Саме тут у спеціальному пристрої, який називають завиткою, розташований рецепторний апарат слухового аналізатора. Завитка — кістковий канал, усередині якого розміщуються дві подовжні мембрани. Нижня (базальна) мембрана утворена щільною сполучною тканиною, а верхня — тоненькою одношаровою. Мембрани розділяють канал завитки на три частини — верхній, середній і нижній канали. Нижній і верхній канал на верхівці завитки сполучаються між собою, а середній є замкненою порожниною. Канали заповнені рідинами: нижній і верхній — перилімфою, а середній — ендолімфою, що в’язкіша за перилімфу. Верхній канал починається від овального вікна, а нижній — закінчується округлим вікном, яке розташоване під овальним. Коливання мембрани овального вікна передаються до перилімфи, у ній виникають хвилі. Вони поширюються верхнім і нижнім каналами, досягаючи мембрани округлого вікна.
Будова рецепторного апарата слухового аналізатора. До яких наслідків приводить переміщення хвиль у перилімфі? Аби з’ясувати це, розглянемо будову рецепторного апарата слухового аналізатора. На базальній мембрані середнього каналу по усій її довжині розташований так званий кортіїв орган (мал. 64.3) — апарат, що містить рецептори й опорні клітини. На кожній рецепторній клітині міститься до 70 виростів — волосків. Над волосковими клітинами розташована покривна мембрана, яка контактує з волосками. Кортіїв орган розділений на ділянки, кожна з яких відповідає за сприйняття хвиль певної частоти.
Рідини, що містяться в каналах завитки, є передавальною ланкою, яка доносить енергію звукових коливань до покривної мембрани кортіїва органа. Коли хвиля переміщується перилімфою у верхньому каналі, тоненька мембрана між ним і середнім каналом прогинається, діє на ендолімфу, а та притискає покривну мембрану до волоскових клітин. У відповідь на механічну дію — натискання на волоски — у рецепторах формуються сигнали, які вони передають на дендрити чутливих нейронів. У цих нейронах виникають нервові імпульси, які по аксонах, що об’єднуються в слуховий нерв, прямують до центрального відділу звукового аналізатора. Висота звука, який ми сприймаємо, визначається тим, з якої ділянки кортіїва органа надійшов сигнал.
Мал. 64.3. Розташування і будова кортіїва органа: 1 — поперечний розріз завитки; 2 — верхній, середній і нижній канали;
3 — кортіїв орган; 4 — покривна мембрана; 5 — опорна клітина;
6 — волоскова клітина; 7 — слуховий нерв
Центральний відділ слухового аналізатора. Нервові імпульси по чутливих нейронах слухових нервів надходять до численних ядер стовбура головного мозку, де відбувається первинна обробка сигналів, далі — до таламуса, а з нього — до скроневої ділянки кори (слухової зони). Тут за участю асоціативних зон кори відбувається розпізнання слухових стимулів, а в нас виникають звукові відчуття. На всіх рівнях обробки сигналу є провідні шляхи, завдяки яким відбувається постійний обмін інформацією між симетрично розташованими ядрами, які належать до центральних структур лівого і правого вуха.
Наш слуховий аналізатор дає змогу не лише розрізняти звуки, але й досить точно визначати напрямок їх поширення. Вуха розташовані по різні боки голови, і хвилі від джерела звуку досягають їх з різницею близько 0,0006 с. Цієї мінімальної різниці в часі, що відділяє надходження звуку до лівого й правого вуха, центральному відділу звукового аналізатора вистачає, щоб з’ясувати, звідки йде звук.
Цей матеріал з підручника Біологія 9 клас - Т.І. Базанова (subject.com.ua)
