Слух

Слухові відчуття

Відчуття звуку - результат впливу чергування стиснень і розріджень повітря на рецептори слухової системи. Швидкість поширення звуку 242 м / с або 8613 км / ч. Швидкість коливань хвилі (цикл переходу від стиску до розрідженню) відчувається як висота звуку і вимірюється в герцах (на честь Генріха Герца). Один герц (1 Гц) позначає частоту в одне коливання в секунду. Людське вухо здатне адекватно формувати відчуття у відповідь на стимуляцію звуковими хвилями в діапазоні частоти від 5 (абсолютний нижній поріг) до 20000 Гц (абсолютний верхній поріг). Звуки з частотою нижче абсолютного нижнього порога - інфразвуки. Звуки з частотою вище абсолютного верхнього порогу - ультразвуки.

Амплітуда коливань хвилі переживається як гучність звуку і вимірюється в децибелах (на честь Олександра Белла). Дана метрична шкала відображає тиск, який створює звукова хвиля при частоті звуку в 1000 Гц. Цікаво, що суб'єктивне переживання гучності складається з взаємодії частоти та інтенсивності звукової хвилі. Так, звук з частотою 30 Гц і амплітудою хвилі в 80 Дб сприйматиметься однаковою гучності зі звуком частотою в 1000 Гц і амплітудою в 40 Дб. Людина здатна чути в діапазоні інтенсивності від 1 (нижній абсолютний поріг) до 150 Дб (верхній абсолютний поріг).

При слуховому сприйнятті ми маємо справу зі складними звуковими хвилями різної амплітуди, частоти і форми, які відповідно визначають такі суб'єктивні характеристики відчуттів, як гучність, висота і тембр звуку. У табл. 7.6 і 7 .7 представлені приклади звуків з певними характеристиками частоти та інтенсивності.

Диференціальний поріг для висоти звуку (визначається частотою звукових коливань) становить для середньої людини 0,3%. Дефекти музичного слуху пояснюються зниженням звуковисотної чутливості (підвищенням величини диференціальних порогів). Динаміка відчуттів при впливі звукових стимулів описується законом Фехнера (див. Підпараграфів 7.2.2).

Таблиця 7.6

Деякі значення частот чутних звуків

Звук

Частота, Гц

Перша "ля" на клавіатурі рояля

27,5

Найнижча нота баса

100

Найвища нота сопрано

1000

Останнє "до" на клавіатурі рояля

4180

Таблиця 7.7

Деякі значення гучності чутних звуків

Звук

Гучність, Дб

Удар грому

120

Шум метро

100

Звичайна розмова

60

Шепіт

20

Будова слухового аналізатора

Слухова система людини складається з трьох частин: зовнішнього вуха, середнього вуха і внутрішнього вуха (рис. 7.22). Зовнішнє вухо складається з вушної раковини, слухового проходу і барабанної перетинки. Головними функціями вушної раковини і слухового проходу є захист від пошкоджень, посилення звуків частотою більше 4000 Гц і локалізація джерела звуку в просторі. Барабанна перетинка призначена для фокусування звуку. Середнє вухо включає в себе слухові кісточки (молоточок, ковадло, стремено) і євстахієву трубу. Крім функцій, аналогічних функціям зовнішнього вуха, дана частина слухової системи виконує роль "замикаючого" пристрою, який перериває передачу стимуляції, якщо звук занадто сильний. Внутрішнє вухо складають овальне вікно, равлик, базилярна мембрана, слуховий нерв і кругле вікно. Звукові хвилі, досягаючи периферії слухової системи, чинять тиск на барабанну перетинку. Далі коливання барабанної перетинки за допомогою слухових кісточок передаються на платівку овального отвору, який розділяє середнє і внутрішнє вухо.

Будова середнього і внутрішнього вуха людини

Рис. 7.22. Будова середнього і внутрішнього вуха людини:

1 - барабанна перетинка; 2, 3, 5 - слухові кісточки; 4 - кругле вікно; 6 - овальне вікно; 7 - вестибулярна сходи; 8 - перетинчастий канал; 9- барабанна сходи; 10 - основна мембрана

Сенсорною поверхнею слухового аналізатора є равлик. Усередині равлики знаходиться основна мембрана - шматочок шкіри довжиною близько 3,5 см. Рух рідини усередині равлики деформує основну мембрану, покриту волосовими клітинами, які і є рецепторами слухової системи (їх налічується близько 24 тис.). Гангліозних клітини з'єднуються з волосовими, утворюючи слуховий нерв, який песет імпульси в скроневі частки кори головного мозку. Показано, що існує міжпівкульна асиметрія в сприйнятті звуків (Кімура, 1961). Так, мова сприймається краще при подачі звуку на праве вухо (потрапляє в ліву скроневу частку), а музика - при подачі на ліве вухо (потрапляє в праву скроневу частку).

Яким же чином зсув волосяних клітин основної мембрани равлики кодує різні аспекти звукового сигналу? Оцінка висотних характеристик звукового сигналу описується за допомогою локалізаціонно теорії, висунутої Г. Гельмгольцем (1863) і детально розробленої Г. Бекеши (1899-1972), удостоєним Нобелівської премії в 1961 р Бекеши, експериментуючи з препаратами равликів бика, з'ясував, що волосяні клітини основної мембрани по-різному реагують на звуки різної частоти. При високій частоті звуку активізуються рецептори, розташовані поблизу овального отвору, а при зниженні висоти пік активації зміщується в бік верхівки равлики. Однак локалізаційна теорія пояснює кодування висоти звуку тільки в межах понад 50 Гц. При частоті звуку нижче 50 Гц вся поверхня основної мембрани реагує практично рівномірно. Процес кодування частоти звуку менше 50 Гц описується теорією частоти. Передбачається, що в цьому випадку сенсорна система діє безпосередньо, передаючи відповідне число нервових імпульсів в секунду (наприклад, частота найнижчою ноти рояля в 27 Гц буде закодована за допомогою паттерна з характеристиками 27 імпульсів в секунду). У кодуванні інформації про висоту звуку беруть участь обидва механізму. Відбувається поділ зон відповідальності, продиктоване насамперед міркуваннями економії. Кодування більших величин пов'язане з місцем на мембрані, а кодування малих величин - з прямою трансформацією фізичного стимулу в електричні імпульси. Очевидно, що такий пристрій слухового апарату визначає більш якісну розрізняльну здатність для низьких частот і досить приблизну для високих.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >