Uho je organ percepcije zvuka. Uho i mehanizam percepcije zvuka Selektivnost slušnih osjeta zvučnih informacija

Ljudski slušni analizator je specijalizirani sustav za percepciju zvučnih vibracija, formiranje slušnih osjeta i prepoznavanje zvučnih slika. Pomoćni aparat perifernog dijela analizatora je uho (slika 15).

Razlikovati vanjsko uho, koje uključuje ušnu školjku, vanjski slušni kanal i bubnu opnu; srednje uho koje se sastoji od sustava međusobno povezanih slušnih koščica – čekić, nakovanj i stremen, te unutarnje uho, što uključuje pužnicu, gdje se nalaze receptori koji percipiraju zvučne vibracije kao i vestibuluma i polukružnih kanala. Polukružni kanali su periferni receptorski dio vestibularnog analizatora, o čemu će biti posebno riječi.

Vanjsko uho je dizajnirano na takav način da daje zvučnu energiju bubnjiću. Uz pomoć ušnih školjki dolazi do relativno male koncentracije te energije, a vanjski zvukovod održava stalnu temperaturu i vlažnost kao čimbenike koji određuju stabilnost aparata za prijenos zvuka.

Bubnjić je tanki septum debljine oko 0,1 mm, sastavljen od vlakana koja idu u različitim smjerovima. Funkcija bubne opne dobro se odražava u njezinom nazivu - počinje oscilirati kada na nju padnu zvučne vibracije zraka izvana. ušni kanal. U isto vrijeme, njegova struktura omogućuje prijenos gotovo bez izobličenja svih frekvencija audio raspona. Osikularni sustav prenosi vibracije od bubnjića do pužnice.

Receptori koji osiguravaju percepciju zvučnih vibracija nalaze se u unutarnjem uhu - u pužnici (slika 16). Ovo ime je povezano sa spiralnim oblikom ove formacije, koja se sastoji od 2,5 zavoja.

U srednjem kanalu pužnice na glavnoj membrani nalazi se Cortijev organ (nazvan po talijanskom anatomu Cortiju, 1822.-1888.). U ovom organu nalazi se receptorski aparat slušnog analizatora (slika 17).

Kako nastaje osjet zvuka? To je pitanje koje još uvijek privlači pozornost istraživača. Prvi put (1863.) vrlo uvjerljivo tumačenje procesa u unutarnjem uhu dao je njemački fiziolog Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz, koji je razvio tzv. teoriju rezonancije. Primijetio je da glavnu membranu pužnice čine vlakna koja se protežu u poprečnom smjeru. Duljina ovih vlakana se povećava prema vrhu pužnice. Stoga je razumljiva analogija rada ovih orgulja s harfom u kojoj se različitim duljinama žica postiže različita tonalnost. Prema Helmholtzu, kada je izloženo zvučnim vibracijama, neko specifično vlakno odgovorno za percepciju dane frekvencije ulazi u rezonanciju. Teorija koja je vrlo zadivljujuća svojom jednostavnošću i cjelovitošću, ali koja je, nažalost, morala biti napuštena, jer se pokazalo da u glavnoj membrani ima premalo žica – vlakana – za reprodukciju svih frekvencija koje čovjek može čuti, te su žice preslabo rastegnuti, a osim toga, izolirane su fluktuacije nisu moguće. Te poteškoće za teoriju rezonancije pokazale su se nepremostivim, ali su poslužile kao poticaj za daljnja istraživanja.

Po moderne ideje, prijenos i reprodukcija zvučnih vibracija posljedica je frekvencijsko-rezonantnih svojstava svih medija pužnice. Uz pomoć vrlo domišljatih eksperimenata, utvrđeno je da pri niskim frekvencijama vibracija (100-150 herca, može biti i nešto više, ali ne više od 1000 herca), valni proces pokriva cijelu glavnu membranu, sve receptore organa. Cortijeva smještena na ovoj membrani su pobuđena. S povećanjem frekvencije zvučnih valova samo je dio glavne membrane uključen u oscilatorni proces, a što je manje, to je zvuk veći. U tom se slučaju maksimum rezonancije pomiče prema bazi pužnice.

Međutim, još nismo razmatrali pitanje kako se energija mehaničkih vibracija pretvara u proces živčane ekscitacije. Receptorski aparat slušnog analizatora predstavljen je osebujnim dlačicama, koje su tipični mehanoreceptori, odnosno za koje mehanička energija, u ovom slučaju oscilatorna kretanja, služi kao odgovarajući podražaj. specifično obilježje stanica dlake je prisutnost dlačica na njihovom vrhu, koje su u izravnom kontaktu s pokrovnom membranom. U Cortijevom organu razlikuju se jedan red (3,5 tisuća) unutarnjih i 3 reda (12 tisuća) vanjskih dlakastih stanica, koje se razlikuju po razini osjetljivosti. Za pobuđivanje unutarnjih stanica potrebno je više energije, a to je jedan od mehanizama slušnog organa za percepciju zvučnih podražaja u širokom rasponu intenziteta.

Kada se u pužnici pojavi oscilatorni proces, kao posljedica pomicanja glavne membrane, a s njom i Cortijeva organa, dolazi do deformacije dlačica koje se naslanjaju na pokrovnu membranu. Ova deformacija služi kao početna točka u lancu fenomena koji dovode do ekscitacije receptorskih stanica. U posebnom eksperimentu utvrđeno je da ako se tijekom isporuke zvučnog signala biostruje uklone s površine stanica dlake, a zatim ih ojačaju, dovedu do zvučnika, tada ćemo pronaći prilično točnu reprodukciju zvučni signal. Ova reprodukcija se proteže na sve frekvencije, uključujući i ljudski glas. Nije li to prilično bliska analogija s mikrofonom? Odatle dolazi naziv "mikrofonski potencijal". Dokazano je da je ovaj bioelektrični fenomen receptorski potencijal. Iz toga proizlazi da stanica receptora za kosu prilično točno (do određene granice intenziteta) odražava parametre izloženosti zvuku kroz parametre potencijala receptora - frekvenciju, amplitudu i oblik.

U elektrofiziološkoj studiji vlakana slušnog živca, koja dolaze izravno do struktura Cortijeva organa, bilježe se živčani impulsi. Važno je napomenuti da učestalost takvih impulsa ovisi o frekvenciji zvučnih vibracija koje djeluju. U isto vrijeme, do 1000 herca, primjećuje se njihova gotovo slučajnost. Iako se više frekvencije u živcu ne bilježe, ostaje određeni kvantitativni odnos između frekvencija zvučnog podražaja i aferentnog impulsa.

Dakle, upoznali smo se sa svojstvima ljudskog uha i mehanizmima funkcioniranja receptora slušnog analizatora kada su izloženi zvučnim vibracijama zraka. Ali prijenos je moguć, i to ne samo zrakom, već i tzv. koštanom kondukcijom. U potonjem slučaju, vibracije (na primjer, vilice za ugađanje) prenose se kostima lubanje, a zatim, zaobilazeći srednje uho, ulaze izravno u pužnicu. Iako je u ovom slučaju način isporuke akustične energije drugačiji, mehanizam njezine interakcije s receptorskim stanicama ostaje isti. Istina, i kvantitativni odnosi su nešto drugačiji. Ali u oba slučaja, uzbuđenje, koje je u početku nastalo u receptoru i nosi određenu informaciju, prenosi se kroz živčane strukture u više slušne centre.

Kako se onda kodiraju informacije o takvim parametrima zvučnih vibracija kao što su frekvencija i amplituda? Prvo, o učestalosti. Očito ste primijetili neobičan bioelektrični fenomen - mikrofonski potencijal pužnice. Uostalom, to u biti ukazuje na to da, u značajnom rasponu, fluktuacije u potencijalu receptora (a one odražavaju rad receptora kako u percepciji tako iu naknadnom prijenosu) gotovo točno odgovaraju frekvenciji zvučnim vibracijama. Međutim, kao što je već navedeno, u vlaknima slušnog živca, odnosno u onim vlaknima koja primaju informacije od receptora, frekvencija živčanih impulsa ne prelazi 1000 oscilacija u sekundi. A to je mnogo manje od frekvencija percipiranih zvukova u stvarnim uvjetima. Kako se ovaj problem rješava u slušnom sustavu? Ranije, kada smo razmatrali rad Cortijeva organa, primijetili smo da pri niskim frekvencijama izloženosti zvuku cijela glavna membrana vibrira. Posljedično, svi receptori su uzbuđeni, a frekvencija osciliranja se prenosi bez promjene na vlakna slušnog živca. Na visokim frekvencijama samo dio glavne membrane i, prema tome, samo dio receptora uključeni su u oscilatorni proces. Oni prenose uzbuđenje na odgovarajući dio živčanih vlakana, ali uz transformaciju ritma. U ovom slučaju, određeni dio vlakana odgovara određenoj frekvenciji. Ovaj princip se naziva metoda prostornog kodiranja. Dakle, informacija o frekvenciji se osigurava frekvencijsko-prostornim kodiranjem.

Međutim, dobro je poznato da velika većina stvarnih zvukova koje opažamo, uključujući i govorne signale, nisu pravilne sinusne oscilacije, već procesi koji imaju mnogo složeniji oblik. Kako se informacije prenose u ovom slučaju? Početkom 19. stoljeća, izvanredni francuski matematičar Jean Baptiste Fourier razvio je originalnu matematičku metodu koja omogućuje da se bilo koja periodična funkcija prikaže kao zbroj niza sinusoidalnih komponenti (Fourierov niz). Stroge matematičke metode dokazuju da te komponente imaju periode jednake T, T/2, T/3, i tako dalje, ili, drugim riječima, imaju frekvencije koje su višestruke od osnovne frekvencije. A njemački fizičar Georg Simon Ohm (koga svi vrlo dobro poznaju po njegovom zakonu u elektrotehnici) 1847. iznio je ideju da se upravo takva razgradnja događa u Cortijevom organu. Tako se pojavio još jedan Ohmov zakon, koji odražava vrlo važan mehanizam percepcije zvuka. Zbog svojih rezonantnih svojstava, glavna membrana razlaže složen zvuk na njegove komponente, od kojih svaku percipira odgovarajući neuro-receptorski aparat. Dakle, prostorni uzorak pobude nosi informaciju o frekvencijskom spektru složene zvučne vibracije.

Za prijenos informacija o intenzitetu zvuka, odnosno amplitudi vibracija, slušni analizator ima mehanizam koji se također razlikuje od načina rada drugih aferentnih sustava. Najčešće se informacije o intenzitetu prenose frekvencijom živčanih impulsa. Međutim, u slušnom sustavu, kao što slijedi iz upravo razmatranih procesa, ova metoda je nemoguća. Ispada da se u ovom slučaju također koristi princip prostornog kodiranja. Kao što je već spomenuto, unutarnje stanice dlačica manje su osjetljive od vanjskih. Dakle, različita kombinacija ekscitiranih receptora ove dvije vrste odgovara različitim intenzitetima zvuka, odnosno specifičnom obliku prostornog obrasca ekscitacije.

U slušnom analizatoru još uvijek je otvoreno pitanje specifičnih detektora (kako je to dobro izraženo u vidnom sustavu), no i tu postoje mehanizmi koji omogućuju izdvajanje sve složenijih obilježja, što u konačnici kulminira formiranjem takvog uzorka pobude koji odgovara određenoj subjektivnoj slici, prepoznatljivoj odgovarajućim "standardom".

Oprema.

Tablica "Orguli sluha", model "Organi sluha", vlastite tablice "Izvor zvuka", "Prijemnik zvuka", "Buka", "Raspon publike". Generator, kamerton, kamerton s rezonatorskom kutijom, mikrofon, osciloskop, magnetofon (snimljeno sa planete Zemlje).

Ciljevi lekcije:

1. Ciljevi razvoja.

• Razvijati logičko razmišljanje kod školaraca, razmatrati zvuk, njegove izvore, percepciju i prijenos sa stajališta biologije, fizike, astronomije, geografije, biologije i ekologije.
• Formiranje cjelovitosti prirodno-znanstvene slike svijeta kod djece.
• Razvijajte snagu volje i neovisnost. Razvijati sposobnost samokontrole: samopouzdanje, sposobnost prevladavanja poteškoća u nastavi prirodnih znanosti.
• Formirati intelektualne vještine: sposobnost analize, usporedbe organa sluha s mikrofonom.

2. Odgojni ciljevi.

• Osigurati da učenici ovladaju osnovama znanosti.
• Generalizirati i učvrstiti, sistematizirati prethodno stečena znanja iz predmeta biologija, fizika, astronomija, kemija, ekologija, geografija.
• Formirati vještine rada s elementima igre, video isječcima, ilustrativnim materijalima.
• Formirati kulturu zdravlja na nastavi biologije.
• Formirati cjelovit pogled na prirodu i čovjeka, kao važnu sastavnicu prirode i kao razumno biće koje utječe na prirodu.

3. Odgojni ciljevi.

• Obrazovati neovisnu, slobodnu osobu, koja ima osjetilnu percepciju prirode, posjedovanje različiti putevi znanje.
• Odgajati ekološku kulturu i mišljenje učenika.

Vrsta lekcije: učenje novog gradiva.

Vrsta lekcije: kombinirani sat.

Sredstva obrazovanja: računalo, projektor, multimedijska nastavna sredstva, slajdovi s ilustracijama, termini, pojmovi, pokusi, video demonstracije.

Plan lekcije: (slajd -2)

Tijekom nastave

I. Organizacijski trenutak.

II. Ažuriranje znanja.

Čak je i G. Helmholtz smatrao da je kamera model ljudskog oka. Pronađi slične tvorevine u oku i kameri te ih spoji linijama.

III. Učenje novog gradiva.

1. Karakteristike planeta Zemlje.

Zemlja je plava planeta, oblika je elipsoid revolucije, odnosno kardioida. Prosječni radijus R= 6400 km, masa planeta m=6*10 24 kg. (slajd 3). Na ovom svijetu ima boja i zvukova, ali najvažnije je da Zemlja ima inteligentan život.

Čovjek živi u svijetu zvukova: pjev ptica, zvuci glazbe, buka šume, prijevoz, ...

2. Koji je izvor zvuka?

Tijela koja titraju su izvori zvuka, to ćemo dokazati iskustvom. Sastavimo instalaciju prikazanu na slajdu.

Demonstracija: Sa Zemlje smo donijeli tuning fork - uređaj koji je zakrivljena metalna šipka na nozi (slika 1). Udarimo li čekićem po dršci kamertonske vilice, čut ćemo zvuk koji proizvodi oscilirajuća šipka. Zvuk nije glasan jer je površina grana šipke mala. Za pojačavanje zvuka, noga vilice za ugađanje pričvršćena je na drvenu kutiju, odabranu tako da se frekvencija vlastitih oscilacija podudara s frekvencijom vilice za ugađanje. Dolazi do rezonancije, stijenke kutije počinju intenzivno vibrirati na frekvenciji vilice za ugađanje, a zvuk postaje glasniji. Kutija se naziva rezonator (slajd). Koja je funkcija rezonatora u žabi?

Vibracije zvučne vilice za ugađanje mogu se promatrati na drugi način. Da bismo to učinili, pričvrstimo iglu na jednu granu vilice za ugađanje i brzo je povučemo vrhom duž dimljene staklene ploče. Ako se zvučna vilica nije oglasila, vidjet ćemo ravnu crtu na ploči (slika 2). Zvučna vilica za ugađanje ostavlja trag u obliku valovite linije na ploči. Jedna potpuna oscilacija odgovara jednom izbočenju i jednom udubljenju ove linije (slika 2) (slide-4).

Zaključci iz iskustva: Svaki izvor zvuka nužno oscilira (najčešće su te oscilacije nevidljive oku).

3. Razmotrite sada kako se zvuk širi.

Objašnjenje učenika: oscilirajući klip - difuzor gurajući molekule zraka stvara područja kondenzacije i razrijeđenosti. Smjerovi širenja zvuka i kretanja molekula zraka se podudaraju, stoga je zvuk longitudinalni val.

Valovi poremećaja koji se šire u bilo kojem mediju ili prostoru tijekom vremena (slajd-5). Najvažnije i najčešće susrećene vrste valova su elastični valovi, valovi na površini tekućine i elektromagnetski valovi.

4. Što je zvučni vodič?

Zaključak učenika iz iskustva: za širenje zvuka potreban je elastični medij, poput zraka. Na Mjesecu nema atmosfere, pa tamo nema ni zvukova - to je svijet tišine. Elastična tijela - dobri vodiči zvuka. Većina metala, drva, plinova i tekućina su elastična tijela i stoga dobro provode zvuk.

Zvuk se može širiti u tekućim i čvrstim medijima. Tablica “Brzina zvuka u raznim medijima” prikazana je iz udžbenika fizike, str.125 (slajd 7)

Brzina zvuka u raznim medijima, m/s (pri t=20 C)

Iz tablice je vidljivo da je u metalu brzina širenja zvučnih valova veća nego u tekućinama, au tekućinama veća nego u plinovima. Stoga se pod vodom jasno čuju zvukovi propelera, udari kamenja... Ribe čuju korake i glasove ljudi na obali, to je ribičima dobro poznato. Zvuk vlaka u pokretu možete čuti ako prislonite uho na tračnice, jer zvuk putuje kroz njih bolje nego kroz zrak. Prislonivši uho na zemlju, čuje se topot konja u galopu.

Zaključci učenika:

1. Tijela koja titraju izvor su zvuka.
2. Zvuk se širi kroz elastični medij.
3. Meka i porozna tijela su loši vodiči zvuka.
4. Zvuk se ne može širiti u bezzračnom prostoru.
5. Glasnoća zvuka ovisi o površini tijela koja titraju.

5. Ljudi komuniciraju govorom - moduliranim zvučnim vibracijama. Razmotrite kako radi ljudski izvor zvuka (slajd-8).

Zvuk nastaje kada zrak prolazi kroz glasnice koje se nalaze između hrskavica grkljana i čine ih nabori sluznice (objašnjenje je u tablici). Prostor između glasnica naziva se glotis. Kad zemljani šute, glasnice se razilaze, a glotis izgleda poput jednakokračnog trokuta. Prilikom razgovora, pjevanja, glasnice se zatvaraju. Izdahnuti zrak pritišće nabore, oni počinju oscilirati – rađa se zvuk. Kada šapuću, potpuno su zatvoreni. Glasnicama upravlja mozak, šaljući odgovarajuće signale kroz živce.

Visina nečijeg glasa povezana je s duljinom glasnice: što su glasnice kraće, to je veća frekvencija njihovih vibracija i viši je glas. Kod žena su glasnice kraće nego kod muškaraca, pa je ženski glas viši. Glasne žice mogu proizvesti od 80 do 10 000 titraja u sekundi. Konačna formacija zvuka događa se u šupljinama nazofarinksa - svojevrsnim rezonatorima.

6. Kako se opaža zvuk?

Znamo da je izvor zvuka tijelo koje titra i da se zvuk širi u elastičnom mediju. Sada saznajmo kako se zvuk percipira.

prijamnik zvuk može biti mikrofon . Mikrofon pretvara zvučne mehaničke vibracije u električne. Uhvaćeni signali su slabi, a energija koju pretvara mikrofon vrlo je mala. Stoga se električni signali mikrofona pojačavaju.

- prijamnik zvuk je među zemljanima slušni aparat ili organ sluha . Između tijela koje zvuči (izvora zvuka) i uha (prijamnika zvuka) nalazi se tvar koja prenosi zvučne titraje od izvora do prijamnika. Najčešće je ova tvar zrak.

Organ sluha kod zemljana sastoji se od tri dijela: vanjskog uha, srednjeg uha i unutarnjeg uha. Vanjsko uho se sastoji od ušne školjke, vanjskog zvukovoda i bubne opne. Njegova funkcija je hvatanje zvuka i njegovo provođenje. Srednje uho je predstavljeno zrakom ispunjenom komorom zapremine 1-2 ml. U ovoj komori postoje tri kosti koje se pomiču jedna s drugom: čekić, nakovanj i stremen. Malleus je povezan s bubnjićem, a stremen kroz ovalni prozor s unutarnjim uhom. Srednje uho je povezano s nazofarinksom kroz Eustahijevu tubu. Kod naglih promjena tlaka (uzlijetanje i slijetanje zrakoplova, podizanje podmornice) preporuča se razgovarati, otvoriti usta, gutati, jer se time otvara Eustahijeva cijev, a pritisak na bubnjić se izjednačava na obje strane. strane (slajd -9).

Unutarnje uho nalazi se u debljini temporalne kosti (slajd-10), unutar koje se nalazi membranski labirint. Unutarnje uho je ispunjeno tekućinom. Sastoji se od tri polukružna kanala - to je vestibularni aparat, koji nije povezan s percepcijom zvuka, i pužnica, koja izgleda kao spiralni kanal. Duž kohlearnog kanala proteže se glavna membrana preko koje su poput ljestvi istegnuta vlakna. Na tim se vlaknima nalaze stanice cilindričnog epitela, koje tvore Cortijev organ. Senzorna vlakna slušnog živca završavaju na epitelnim stanicama. U pužnici se zvučna energija pretvara u energiju živčanih impulsa, koja se slušnim živcem prenosi do slušnog centra, smještenog u temporalnom režnju kore velikog mozga.

Njegov princip rada je isti kao kod mikrofona.

7. Kako se audio prenosi?

Zvučne vibracije u zraku uzrokuju vibracije u bubnjiću, koji odgovara membrani mikrofona, a prenose se preko slušnih koščica u unutarnje uho, gdje uzrokuju vibracije u tekućini koja ispunjava pužnicu. Istodobno, vlakna glavne membrane i takozvane dlačice Cortijeva organa počinju fluktuirati. Svakim podizanjem dlačicama se naslanjaju na pokrovnu membranu, dok su dlačice savijene, membranski potencijal stanica se mijenja i dolazi do ekscitacije u živčanim vlaknima (slide-11).

Mozak neprestano obrađuje dolazne impulse, što rezultira stvaranjem zvučnih osjeta.

8. Ekologija sluha.

Buka negativno utječe na ljudski prijemnik zvuka. Buka je svaka vrsta zvuka koja se percipira kao neugodna, uznemirujuća ili čak bolna. Tipični primjeri buke su zviždanje, pucketanje, šištanje. (Priča je popraćena zvučnim zvukovima).

Pod stalnim oštrim udarima zvučnih valova, bubnjić vibrira velikom amplitudom. Zbog toga postupno gubi svoju elastičnost, a sluh zemljana postaje tup. Osim toga, buka djeluje na središnji živčani sustav preko organa sluha. A može uzrokovati razne fiziološke (pojačano lupanje srca, povišeni tlak) i mentalne poremećaje (slabljenje pažnje, nervoza). Dugotrajna izloženost buci jedan je od čimbenika koji pridonose razvoju čira, pa čak i zaraznih bolesti. Kao rezultat toga, životni vijek Zemljana se smanjuje, a genski fond čovječanstva se smanjuje.

U pravilu nas buka nervira: ometa nas u radu, odmoru i razmišljanju. Ali buka može imati i umirujući učinak. Takav utjecaj na osobu vrši, na primjer, šuštanje lišća, huk valova. (Priča je popraćena snimkama zvukova).

Što je buka? Shvaća se kao kaotična složena vibracija različite fizičke prirode.

zagađenje bukom okoliš raste cijelo vrijeme.

9. Kvantitativne karakteristike zvuka. Slajd 12.

Buka je vrsta zvuka, iako se često naziva "neželjeni zvuk". Osoba čuje zvukove s frekvencijom osciliranja u rasponu od 16-20 000 Hz. Širenjem zvučnog vala, koji se sastoji od zgušnjavanja i razrjeđivanja zraka, mijenja se pritisak na bubnjić. Jedinica za tlak je 1N/m 2 a jedinica za zvučnu snagu 1W/m 2 .

Minimalna glasnoća zvuka koju osoba percipira naziva se pragom čujnosti. Različit je za različite ljude i stoga se uobičajeno smatra da je zvučni tlak jednak 2 * 10 -5 N / m 2 pri 1000 Hz, što odgovara snazi ​​od 10 -12 W / m 2, za prag saslušanje. S tim se veličinama uspoređuje izmjereni zvuk.

Jedinica za volumen zove se Bel - po izumitelju telefona A. Belu (1847.-1922.). Glasnoća se mjeri u decibelima: 1 dB = 1,1 B (Bel).

Percepcija zvuka ne ovisi samo o njegovim kvantitativnim karakteristikama (pritisak i snaga). Ali i od njegove kvalitete – učestalosti. Isti zvuk na različitim frekvencijama razlikuje se u glasnoći. Neki ljudi ne čuju zvukove visoke frekvencije. Dakle, kod starijih ljudi gornja granica percepcije zvuka pada na 6000 Hz. Ne čuju, primjerice, cvilež komarca koji ispušta zvukove frekvencije oko 20.000 Hz.

Razmotrite tablicu "Buka". Prikazuje razne izvore buke. Zvukovi u rasponu od 0 do 80 dB ugodni su za percepciju i ne izazivaju negativne emocije. (Uključuje se magnetofon: pjev ptica, ugodna glazba, šaputanje...)

Ako glasnoća prelazi 80 dB, buka je štetna za zdravlje: povisuje krvni tlak, uzrokuje poremećaje srčanog ritma, a dugotrajna izloženost intenzivnoj buci dovodi do gluhoće.

Vrlo jak zvuk(s glasnoćom iznad 180 dB) može izazvati čak i pucanje bubnjića. S bukom se mora pozabaviti. Sposobnost šutnje pokazatelj je čovjekove kulture i njegovog dobrog odnosa prema drugima. Tišina je zemljanima potrebna kao sunce i svjež zrak.

10. Zagađenje bukom u gradu Naberezhnye Chelny.

U našem gradu glavni izvor buke je automobilski prijevoz. Nemamo tvornice, tvornice. Izvori buke u stambenim i javnim zgradama su prije svega vitalna aktivnost ljudi (razgovor, vrištanje, sviranje na instrumentima, hodanje, pomicanje namještaja) i s tim povezan rad radio i televizijskih prijamnika, magnetofona, elektromehaničkih Kućanski aparati, kao i rad sanitarne opreme.

Ekologija i higijena sluha (priča na slajdu -13).

Gubitak i oštećenje sluha mogu biti uzrokovani:

1. Unutarnje promjene(prema tabeli)

• Oštećenje slušnog živca -> kršenje prijenosa impulsa u slušni korteks.
• Stvaranje "cerumenskog čepa" u vanjskom slušnom kanalu -> kršenje prijenosa zvučnih vibracija u unutarnje uho.

2. Vanjski čimbenici(slajd-14)

Zabranjeno je: (slajd-15)

• Slušajte vrlo glasnu glazbu.
• Uz jake, oštre zvukove, držite usta otvorena.
• Po jakom vjetru i temperaturama ispod ništice hodajte bez šešira.
• Pokušaj samostalnog vađenja predmeta iz ušnog kanala.

IV. Zaključak.

Ali čak i apsolutna tišina deprimira čovjeka. U potpunoj tišini, na primjer, u zvučnoj komori, zvukovi i šuštanje odmah počinju smetati, što u normalnim uvjetima prolazi nezapaženo - otkucaji srca, puls, disanje, pa čak i šuštanje trepavica. Ove normalno nečujne zvukove u uvjetima apsolutne tišine osoba percipira takvim intenzitetom da kod osoba koje su duže vrijeme boravile u zvučnoj komori mogu izazvati ozbiljne mentalni poremećaji. Kao što vidite, priroda buke je dvojaka: ona je štetna i neophodna u isto vrijeme. Stoga, govoreći o borbi protiv buke, treba imati na umu da ne govorimo o svim zvukovima općenito, već samo o neželjenim, dosadnim, štetnim utjecajima na tijelo. Utvrđeno je, na primjer, da ljudi s intelektualnim radom, ljudi s razvijenom osjetljivošću (znanstvenici, predstavnici kreativnih profesija) osjećaju utjecaj buke izraženije od predstavnika drugih oblika zaposlenja. Stoga se sa subjektivne strane buka može definirati kao svaki nepoželjan, uznemirujući, štetan zvuk.

Posebno su štetni oštri, nestabilni, neočekivani, neritmički ponavljani zvukovi. Ljudi žive u svijetu zvukova. Zvuk je mehanički val. Ljudski prijamnik zvuka - uho - kao zvukove percipira samo valove frekvencije od 16 do 20 000 Hz. Glasom ljudi mogu prenijeti ne samo informacije, već i osjećaje, raspoloženje: radost, ljutnju, prijetnju, ismijavanje.

V. Domaća zadaća: Slajd 16, 17.

• 1. razina (prema programu): Rad prema udžbeniku.
• Razina 2 (polukreativna razina):

Odgovorite na sljedeća pitanja:

1. Zašto se prilikom provjere kotača vagona dok je vlak parkiran lupa čekićem?
2. Mislite li da će se zvučni valovi percipirati iz okoline ljudsko okruženje ako je neki dio slušnog analizatora oštećen (obrazložite odgovor)?
3. Što mislite, kakav je prijenos zvučnih vibracija iz okoline do slušnih receptora kod zemljana?
4. Frekvencija osciliranja krila kolibrića je 35-50 Hz. Hoće li se čuti let kolibrića?
5. Dvoje ljudi sluša u nadi da će čuti zvuk vlaka koji se približava. Jedan od njih stavio je uho na tračnice, drugi nije. Tko će od njih prvi saznati za približavanje vlaka i zašto?

• 3. razina. Pronađite slične tvorevine u građi mikrofona i organa sluha.

Usporedite građu mikrofona i organa sluha (slajd-18).

KNJIŽEVNOST(slide-19-20)

1. Rezanova E.A., Antonova I.P. Ljudska biologija u tablicama, slikama i dijagramima. - M .: Izdavačka kuća - škola, 1998.
2. Prijevod s engleskog. O.V. Ivanova. Anatomija čovjeka. Kako funkcionira vaše tijelo. - M .: LLC TD “Izdavačka kuća Svijet knjiga”, 2007.- 80-83 str., ilustr.
3. Peryshkin A.V., Gutnik E., M. Fizika, 9. razred. - M.: Bustard, 2001.
4. Mangutova L.A., Zefirova T.P. Popularna ekologija. - Kazan: Ekološki fond Republike Tatarstan, 1997.
5. Tsuzmet A.M., Petrishina O.L., Biologija. Čovjek i njegovo zdravlje. 9. razred - M.: Prosvjetljenje, 1990.
6. Sonin N.I., Sapin M.R. Biologija. ljudski. 8. razred. – M.: Bustard, 2001.
7. Sapin M.R., Bilich G.L. Anatomija čovjeka.- M.: Viša škola, 1989.
8. Bordovsky G.A. Fizičke osnove prirodnih znanosti. - M.: Bustard, 2004.
9. Bogdanova T.L., Solodova E.A. Biologija. Priručnik za srednjoškolce i studente. - M.: AST - PRESS SCHOOL, 2004.
10. Dobrenkov G.A. Svjetonazorske funkcije fizikalne kemije // Chemistry and outlook / Ed. izd. Yu.A. Ovčinnikov. – M.: Znanost. - 1986 (prikaz).
11. Kuzmenko N.E., Eremin V.V., Principi kemije. - M .: Ispit, 2001.
12. Kutyina I.V. Formiranje znanstvenog pogleda. Odnos fizike, kemije, biologije. // Biologija. Tjedni prilog novinama "Prvi rujan". - 1998. - br. 1-10.
13. Ozherelyev D.I. Formiranje znanstvenih svjetonazora u nastavi kemije. - M .: Viša škola, 1982.
14. Chernova N.M. Ekologija. - M.: Prosvjetljenje, 1988.
15. Reimers N.P. Zaštita prirode i čovjekova okoliša. - M.: Prosvjetljenje, 1992.

Najviše vrste osjetljivosti nastale su tijekom evolucije - percepcija zvukova (sluha) i svjetla (). Izniman značaj sluha i vida leži u činjenici da oni već iz daljine signaliziraju o određenim predmetima i pojavama okoline. Stoga se u fiziologiji nazivaju distantnim analizatorima. Najviša vrsta kemijske osjetljivosti - osjetilo mirisa također ima to svojstvo u velikoj mjeri. No, poseban stupanj razvoja postiže upravo u organima sluha i vida.

Nastala na temelju osjetljivosti na mehaničku iritaciju. No, ovdje se više ne percipira dodir određenih predmeta, već neusporedivo suptilnije pojave - vibracije zraka. Opažanje vibracija zraka je od ogromne važnosti.

Svi predmeti oko nas - krutine, tekućine i plinovi - imaju određenu elastičnost. Dakle, kada jedno tijelo dođe u dodir s drugim, a još više kada se udare jedno o drugo, ta tijela čine niz oscilatornih pokreta - jednostavno rečeno, ona vibriraju, podrhtavaju. Nema praznine u prirodi koja nas neposredno okružuje. Stoga svako kretanje jednog predmeta dovodi do njegovog dodira s drugim - predmeti vibriraju, a te se vibracije prenose u zrak. Kao rezultat toga, čujemo zvuk - informacije o kretanju oko nas. Drhti li nakovanj pod udarcima čekića, oscilira li voda iz kamena bačenog u njega, drhte li pjevačeve glasnice pod pritiskom struje zraka, drhte li stranice knjige pod rukom koja ih okreće - sve to uzrokuje vibracije zraka koje se šire okolo brzinom od 340 m u sekundi, odnosno 1 km u 3 sekunde i čujemo zvuk. Kako se to doživljava?

Vibracije zraka djeluju na tanku, ali elastičnu opnu na koju se naslanja vanjski zvukovod; Ova membrana je bubnjić. Debljina mu je 0,1 mm. Iz njega se kroz lanac od tri sićušne koščice, koje 50 puta smanjuju raspon vibracija, ali 50 puta povećavaju snagu, vibracije prenose na tekućinu u unutarnjem uhu. Tek ovdje, zapravo, počinje percepcija zvuka. Budući da je bubnjić samo jedna od karika u prijenosu zvuka u unutarnje uho, kršenje njegovog integriteta ne dovodi do gubitka sluha, iako ga, naravno, donekle smanjuje.

Glavni dio unutarnjeg uha je cijev, uvijena u obliku pužnice, pa se stoga naziva pužnica. Između njezinih stijenki razapeto je oko 24 tisuće najfinijih vlakana, niti, čija se duljina postupno smanjuje od vrha pužnice prema dnu. Ovo su naše žice. Ako glasno izgovorimo zvuk ispred klavira, klavir će nam odgovoriti. Ako sviramo bas, klavir će odgovoriti tihim zvukom. Ako smo škripali, tada ćemo kao odgovor čuti visok zvuk. Taj se fenomen naziva rezonancijom. Svaka žica klavira podešena je na zvuk određene visine, tj. da vibrira na određenoj frekvenciji (što je više vibracija, zvuk se čini višim). Ako na žicu utječu zračne vibracije iste frekvencije kao i frekvencija na koju je ugođena, žica rezonira, odgovara.

Percepcija zvuka našim uhom temelji se na istom principu. Zbog različite duljine vlakana, svako od njih je podešeno na određenu frekvenciju osciliranja - od 16 do 20.000 u sekundi. Duga vlakna na vrhu pužnice percipiraju niskofrekventne vibracije, tj. niske zvukove, a kratka vlakna na bazi pužnice percipiraju česte vibracije. To je dokazao učenik I. P. Pavlova, suptilni eksperimentator L. A. Andreev. Metoda je konačno omogućila da se otkrije čuje li životinja određene zvukove kada je jedan ili drugi dio pužnice uništen. Utvrđeno je da ako uništite psa Gornji dio puževi, koliko god puta davali tihe zvukove prije hranjenja, na njima se ne stvara uvjetovani refleks. To nedvojbeno dokazuje da životinja sada ne percipira te zvukove. Na taj način su "sondirani" brojni dijelovi pužnice. Tek su pokusi L. A. Andreeva konačno dokazali da su vlakna pužnice doista naši rezonatori. Slavni G. Helmholtz, koji je u prošlom stoljeću iznio rezonantnu teoriju sluha, nije imao priliku to eksperimentalno dokazati.

Ako zrak vibrira više od 20.000 puta u sekundi, te vibracije više ne opažamo uhom. Zovu se ultrazvuci. Kod psa, kako su pokazala istraživanja metodom uvjetovanih refleksa, granica sluha doseže 40 000 Hz. To znači da pas čuje ultrazvuk koji je ljudima nedostupan. Usput, to mogu koristiti cirkuski dreseri kako bi životinji dali tajne signale.

Nakon razmatranja teorije širenja i mehanizama nastanka zvučnih valova, preporučljivo je razumjeti kako osoba "tumači" ili percipira zvuk. Za percepciju zvučnih valova u ljudskom tijelu odgovoran je parni organ, uho. ljudsko uho- vrlo složen organ koji je odgovoran za dvije funkcije: 1) percipira zvučne impulse 2) obavlja ulogu vestibularnog aparata cijelog ljudsko tijelo, određuje položaj tijela u prostoru i daje vitalnu sposobnost održavanja ravnoteže. Prosječno ljudsko uho može uhvatiti fluktuacije od 20 - 20 000 Hz, ali postoje odstupanja gore ili dolje. U idealnom slučaju, zvučni raspon frekvencija je 16 - 20 000 Hz, što također odgovara valnoj duljini od 16 m - 20 cm. Uho je podijeljeno na tri dijela: vanjsko, srednje i unutarnje uho. Svaki od ovih "odjela" obavlja svoju funkciju, međutim, sva tri odjela su usko povezana jedni s drugima i zapravo provode prijenos vala zvučnih vibracija jedni drugima.

vanjsko (vanjsko) uho

Vanjsko uho se sastoji od ušne školjke i vanjskog zvukovoda. Ušna školjka je elastična hrskavica složenog oblika, prekrivena kožom. Na dnu ušne školjke nalazi se režanj koji se sastoji od masnog tkiva i također je prekriven kožom. Ušna školjka djeluje kao prijemnik zvučnih valova iz okolnog prostora. poseban oblik Struktura ušne školjke omogućuje vam bolje hvatanje zvukova, posebno zvukova srednjeg frekvencijskog raspona, koji je odgovoran za prijenos govornih informacija. Ova je činjenica velikim dijelom posljedica evolucijske nužnosti, budući da čovjek najvišeživot provodi u usmenom komuniciranju s predstavnicima svoje vrste. Ljudska ušna školjka je praktički nepomična, za razliku od velikog broja predstavnika životinjskih vrsta, koji koriste pokrete ušiju za točnije podešavanje izvora zvuka.

Nabori ljudske ušne školjke raspoređeni su na takav način da vrše korekcije (manja izobličenja) u odnosu na okomiti i vodoravni položaj izvora zvuka u prostoru. Zbog ove jedinstvene značajke osoba može prilično jasno odrediti položaj objekta u prostoru u odnosu na sebe, usredotočujući se samo na zvuk. Ova značajka je također dobro poznata pod pojmom "lokalizacija zvuka". Glavna funkcija ušne školjke je uhvatiti što više zvukova u čujnom frekvencijskom području. Daljnja sudbina "uhvaćenih" zvučnih valova odlučuje se u ušnom kanalu, čija je duljina 25-30 mm. U njemu hrskavični dio vanjske ušne školjke prelazi u kost, a površina kože zvukovoda obdarena je žlijezdama lojnicama i sumporom. Na kraju zvukovoda nalazi se elastična bubna opna do koje dopiru vibracije zvučnih valova, uzrokujući njezine odgovorne vibracije. Bubnjić, zauzvrat, prenosi te primljene vibracije u područje srednjeg uha.

Srednje uho

Vibracije koje prenosi bubna opna ulaze u područje srednjeg uha koje se naziva "bubna regija". To je područje obujma oko jednog kubnog centimetra, u kojem se nalaze tri slušne koščice: čekić, nakovanj i stremen. Upravo ti "međuelementi" obavljaju najvažniju funkciju: prijenos zvučnih valova u unutarnje uho i istovremeno pojačanje. Slušne koščice su izuzetno složen lanac prijenosa zvuka. Sve tri kosti su usko povezane jedna s drugom, kao i s bubnjićom, zbog čega dolazi do prijenosa vibracija "po lancu". Na prilazu predjelu unutarnjeg uha nalazi se prozor vestibula koji je začepljen bazom stremena. Za izjednačavanje tlaka s obje strane bubne opne (primjerice, u slučaju promjene vanjskog tlaka) područje srednjeg uha povezano je s nazofarinksom preko Eustahijeve cijevi. Svima nam je dobro poznat efekt začepljenja ušiju koji nastaje upravo zbog takvog finog ugađanja. Iz srednjeg uha, zvučne vibracije, već pojačane, padaju u područje unutarnjeg uha, najsloženije i najosjetljivije.

unutarnje uho

Najsloženiji oblik je unutarnje uho, koje se zbog toga naziva labirint. Koštani labirint uključuje: predvorje, pužnicu i polukružne kanale, kao i vestibularni aparat odgovoran za ravnotežu. Pužnica je ta koja je izravno povezana sa sluhom u ovom paketu. Pužnica je spiralni membranski kanal ispunjen limfnom tekućinom. Iznutra je kanal podijeljen na dva dijela drugom membranskom pregradom koja se naziva "osnovna membrana". Ova membrana sastoji se od vlakana različitih duljina (ukupno više od 24 000), rastegnutih poput žica, a svaka žica rezonira svojim specifičnim zvukom. Kanal je podijeljen membranom na gornje i donje ljestve, koje komuniciraju na vrhu pužnice. Sa suprotnog kraja, kanal se povezuje s receptorskim aparatom slušnog analizatora, koji je prekriven sitnim dlačicama. Ovaj aparat slušnog analizatora naziva se i Cortijev organ. Kada vibracije iz srednjeg uha uđu u pužnicu, limfna tekućina koja ispunjava kanal također počinje vibrirati, prenoseći vibracije na glavnu membranu. U ovom trenutku, aparat slušnog analizatora stupa u akciju, čije stanice kose, smještene u nekoliko redova, pretvaraju zvučne vibracije u električne "živčane" impulse, koji se prenose duž slušnog živca u temporalnu zonu cerebralnog korteksa. . Na tako složen i kićen način, osoba će na kraju čuti željeni zvuk.

Značajke percepcije i formiranja govora

Mehanizam proizvodnje govora formiran je kod čovjeka tijekom cijele evolucijske faze. Smisao ove sposobnosti je prenošenje verbalnih i neverbalnih informacija. Prvi nosi verbalno i semantičko opterećenje, drugi je odgovoran za prijenos emocionalne komponente. Proces stvaranja i percepcije govora uključuje: oblikovanje poruke; kodiranje u elemente prema pravilima postojećeg jezika; prolazne neuromuskularne radnje; pokreti vokalnih užeta; emisija akustičnog signala; Zatim, slušatelj kreće u akciju radeći: spektralna analiza primljenog akustičkog signala i odabir akustičkih obilježja u perifernom slušnom sustavu, prijenos odabranih obilježja neuronskim mrežama, prepoznavanje jezičnog koda (lingvistička analiza), razumijevanje značenja poruke.
Uređaj za generiranje govornih signala može se usporediti sa složenim puhačkim instrumentom, ali svestranost i fleksibilnost ugađanja i sposobnost reprodukcije najmanjih suptilnosti i detalja nemaju analoga u prirodi. Mehanizam za formiranje glasa sastoji se od tri neodvojive komponente:

1. Generator- pluća kao spremnik volumena zraka. Pluća skladište energiju nadpritisak, zatim kroz izlazni kanal uz pomoć mišićnog sustava, ova energija izlazi kroz dušnik povezan s grkljanom. U ovoj fazi struja zraka se prekida i modificira;
2. Vibrator- sastoji se od glasnica. Na protok također utječu turbulentni mlazovi zraka (stvaraju rubne tonove) i izvori impulsa (eksplozije);
3. Rezonator- uključuje rezonantne šupljine kompleksa geometrijski oblik(ždrijelo, usna i nosna šupljina).

U agregatu pojedinačnog uređaja ovih elemenata formira se jedinstvena i individualna boja glasa svake osobe pojedinačno.

Energija zračnog stupca stvara se u plućima, koja pri udisaju i izdisaju stvaraju određeno strujanje zraka zbog razlike u atmosferskom i unutarplućnom tlaku. Proces akumulacije energije provodi se udisajem, proces oslobađanja karakterizira izdisaj. To se događa zbog kompresije i širenja prsnog koša, koji se provode uz pomoć dviju mišićnih skupina: interkostalnog i dijafragme, uz duboko disanje i pjevanje, kontrahiraju se i trbušni mišići, prsni koš i vrat. Pri udisaju se dijafragma steže i spušta, kontrakcija vanjskih međurebarnih mišića podiže rebra i odvodi ih u stranu, a prsnu kost prema naprijed. Širenje prsnog koša dovodi do pada tlaka unutar pluća (u odnosu na atmosferski), a taj se prostor brzo puni zrakom. Pri izdisaju se mišići u skladu s tim opuštaju i sve se vraća u prijašnje stanje (grudni koš se vlastitom gravitacijom vraća u prvobitno stanje, dijafragma se diže, smanjuje se volumen prethodno raširenih pluća, povećava se intrapulmonalni tlak). Udisanje se može opisati kao proces koji zahtijeva utrošak energije (aktivno); izdisaj je proces akumulacije energije (pasivno). Kontrola procesa disanja i formiranje govora događa se nesvjesno, ali kod pjevanja, podešavanje daha zahtijeva svjestan pristup i dugotrajnu dodatnu obuku.

Količina energije koja se naknadno troši na formiranje govora i glasa ovisi o volumenu pohranjenog zraka i o količini dodatnog tlaka u plućima. Maksimalno razvijeni pritisak kod treniranog operni pjevač može doseći 100-112 dB. Modulacijom protoka zraka vibracijom glasnica i stvaranjem subfaringealnog viška tlaka, ti se procesi odvijaju u grkljanu, koji je svojevrsni ventil koji se nalazi na kraju dušnika. Ventil ima dvostruku funkciju: štiti pluća od stranih tijela i održava visoki tlak. Grkljan je taj koji služi kao izvor govora i pjevanja. Grkljan je skup hrskavice povezanih mišićima. Larinks ima prilično složenu strukturu, čiji je glavni element par glasnica. Upravo su glasnice glavni (ali ne i jedini) izvor tvorbe glasa ili "vibrator". Tijekom tog procesa glasnice se pomiču, praćene trenjem. Za zaštitu od toga izlučuje se posebna sluzava sekrecija koja djeluje kao lubrikant. Formiranje zvukova govora određeno je vibracijama ligamenata, što dovodi do stvaranja protoka zraka izdahnutog iz pluća, do određene vrste amplitudne karakteristike. Između glasnica nalaze se male šupljine koje po potrebi djeluju kao akustični filtri i rezonatori.

Značajke slušne percepcije, sigurnost slušanja, pragovi sluha, prilagodba, pravilna glasnoća

Kao što se može vidjeti iz opisa strukture ljudskog uha, ovaj organ je vrlo osjetljiv i prilično složen u strukturi. Uzimajući tu činjenicu u obzir, nije teško utvrditi da ovaj izuzetno tanak i osjetljiv aparat ima niz ograničenja, pragova i tako dalje. Ljudski slušni sustav prilagođen je percepciji tihih zvukova, kao i zvukova srednjeg intenziteta. Dugotrajna izloženost glasnim zvukovima za sobom povlači nepovratne pomake u pragovima sluha, kao i druge probleme sa sluhom, sve do potpune gluhoće. Stupanj oštećenja izravno je proporcionalan vremenu izloženosti u glasnom okruženju. U ovom trenutku na snagu stupa i mehanizam prilagodbe - tj. pod utjecajem dugotrajnih glasnih zvukova, osjetljivost se postupno smanjuje, percipirana glasnoća se smanjuje, sluh se prilagođava.

Prilagodba u početku nastoji zaštititi slušne organe od preglasnih zvukova, no upravo je utjecaj tog procesa ono što najčešće dovodi do toga da osoba nekontrolirano pojača glasnoću audio sustava. Zaštita se ostvaruje zahvaljujući mehanizmu srednjeg i unutarnjeg uha: stremen se uvlači iz ovalnog prozora, čime se štiti od preglasnih zvukova. Ali zaštitni mehanizam nije idealan i ima vremensko odgađanje, aktivira se samo 30-40 ms nakon početka pristizanja zvuka, štoviše, potpuna zaštita se ne postiže niti s trajanjem od 150 ms. Zaštitni mehanizam se aktivira kada razina glasnoće prijeđe razinu od 85 dB, štoviše, sama zaštita je do 20 dB.
Najopasnijim, u ovom slučaju, može se smatrati fenomen "pomicanja praga sluha", koji se u praksi obično javlja kao posljedica dugotrajnog izlaganja glasnim zvukovima iznad 90 dB. Proces obnavljanja slušnog sustava nakon takvog štetni učinci može trajati do 16 sati. Pomak praga počinje već na razini intenziteta od 75 dB, a raste proporcionalno s povećanjem razine signala.

Kada razmatramo problem točne razine intenziteta zvuka, najgora stvar koju treba shvatiti je činjenica da su problemi (stečeni ili urođeni) povezani sa sluhom praktički neizlječivi u ovo doba prilično napredne medicine. Sve ovo bi svakog zdravog čovjeka trebalo navesti na razmišljanje o brizi za svoj sluh, osim ako se, naravno, ne planira što dulje očuvati njegov izvorni integritet i sposobnost da čuje cijeli frekvencijski raspon. Srećom, nije sve tako strašno kao što se na prvi pogled čini, a uz pridržavanje brojnih mjera opreza lako možete sačuvati sluh čak iu starosti. Prije razmatranja ovih mjera, potrebno je podsjetiti na jednu važnu značajku ljudske slušne percepcije. Slušni aparat zvukove percipira nelinearno. Sličan fenomen sastoji se u sljedećem: ako zamislite bilo koju frekvenciju čistog tona, na primjer 300 Hz, tada se nelinearnost očituje kada se u ušnoj školjki pojave prizvuci te osnovne frekvencije prema logaritamskom principu (ako je osnovna frekvencija uzeti kao f, tada će frekvencijski prizvuci biti 2f, 3f itd. u rastućem redoslijedu). Ovu nelinearnost je također lakše razumjeti i mnogima je poznata pod imenom "nelinearna distorzija". Budući da se takvi harmonici (prizvuci) ne pojavljuju u izvornom čistom tonu, ispada da uho samo unosi svoje korekcije i prizvuke u izvorni zvuk, ali se oni mogu odrediti samo kao subjektivna iskrivljenja. Na razini intenziteta ispod 40 dB ne dolazi do subjektivnog izobličenja. S povećanjem intenziteta od 40 dB, razina subjektivnih harmonika počinje rasti, ali čak i na razini od 80-90 dB njihov negativni doprinos zvuku je relativno mali (stoga se ova razina intenziteta može uvjetno smatrati vrstom "zlatna sredina" u glazbenoj sferi).

Na temelju ovih informacija možete lako odrediti sigurnu i prihvatljivu razinu glasnoće koja neće štetiti slušnim organima, a istovremeno omogućiti da se čuju apsolutno sve karakteristike i detalji zvuka, npr. u slučaju rada s "hi-fi" sustavom. Ova razina "zlatne sredine" je otprilike 85-90 dB. Pri ovom intenzitetu zvuka stvarno je moguće čuti sve što je ugrađeno u audio put, dok je rizik od prijevremenog oštećenja i gubitka sluha sveden na minimum. Gotovo potpuno sigurnom može se smatrati razina glasnoće od 85 dB. Da bismo razumjeli koja je opasnost od glasnog slušanja i zašto preniska razina glasnoće ne dopušta čuti sve nijanse zvuka, pogledajmo ovo pitanje detaljnije. Što se tiče niske razine glasnoće, nedostatak svrhovitosti (ali češće subjektivne želje) slušanja glazbe na niske razine zbog sljedećih razloga:

1. Nelinearnost ljudske slušne percepcije;
2. Značajke psihoakustičke percepcije, koje će se zasebno razmatrati.

Gore spomenuta nelinearnost slušne percepcije ima značajan učinak pri bilo kojoj glasnoći ispod 80 dB. U praksi to izgleda ovako: ako uključite glazbu na tihoj razini, na primjer, 40 dB, tada će se najjasnije čuti raspon srednjih frekvencija glazbene kompozicije, bilo da se radi o vokalu izvođača / izvođač ili instrumenti koji sviraju u ovom rasponu. Istodobno će postojati jasan nedostatak niskih i visokih frekvencija, upravo zbog nelinearnosti percepcije, kao i činjenice da različite frekvencije zvuče različitom glasnoćom. Dakle, očito je da za potpunu percepciju cjeline slike frekvencijska razina intenziteta mora biti usklađena što je više moguće s jednom vrijednošću. Unatoč činjenici da čak i pri razini glasnoće od 85-90 dB ne dolazi do idealiziranog izjednačavanja glasnoće različitih frekvencija, razina postaje prihvatljiva za normalno svakodnevno slušanje. Što je glasnoća istovremeno niža, to će uho jasnije percipirati karakterističnu nelinearnost, odnosno osjećaj odsutnosti odgovarajuće količine visokih i niskih frekvencija. Istodobno se ispostavlja da je s takvom nelinearnošću nemoguće ozbiljno govoriti o reprodukciji "hi-fi" zvuka visoke vjernosti, jer će točnost prijenosa izvorne zvučne slike biti iznimno niska u ovu konkretnu situaciju.

Ako se udubite u ove zaključke, postaje jasno zašto slušanje glazbe na niskoj razini glasnoće, iako najsigurnije sa stajališta zdravlja, izrazito negativno djeluje na uho zbog stvaranja jasno nevjerojatnih slika glazbenih instrumenata i glasa, nedostatak zvučne scenske ljestvice. Općenito, tiha reprodukcija glazbe može se koristiti kao pozadinska pratnja, ali potpuno je kontraindicirano slušati visoku "hi-fi" kvalitetu pri niskoj glasnoći, iz gore navedenih razloga nemoguće je stvoriti prirodne slike zvučne pozornice koja je bila formirao inženjer zvuka u studiju tijekom faze snimanja. Ali ne samo da niska glasnoća uvodi određena ograničenja u percepciji konačnog zvuka, situacija je mnogo gora s povećanom glasnoćom. Moguće je i vrlo jednostavno oštetiti sluh i dovoljno smanjiti osjetljivost ako dulje vrijeme slušate glazbu na razinama iznad 90 dB. Ovi se podaci temelje na velikom broju medicinskih istraživanja koja zaključuju da razine zvuka iznad 90 dB uzrokuju stvarnu i gotovo nepopravljivu štetu zdravlju. Mehanizam ovog fenomena leži u slušnoj percepciji i strukturnim značajkama uha. Kada zvučni val jačine iznad 90 dB uđe u ušni kanal, organi srednjeg uha stupaju na scenu, što uzrokuje fenomen koji se naziva slušna adaptacija.

Princip onoga što se događa u ovom slučaju je sljedeći: stremen se uvlači iz ovalnog prozora i štiti unutarnje uho od preglasnih zvukova. Ovaj proces se zove akustični refleks. Na uho se to percipira kao kratkotrajno smanjenje osjetljivosti, što može biti poznato svakome tko je ikada bio na rock koncertima u klubovima, na primjer. Nakon takvog koncerta dolazi do kratkotrajnog smanjenja osjetljivosti, koja se nakon određenog vremena vraća na prethodnu razinu. Međutim, vraćanje osjetljivosti neće uvijek biti i izravno ovisi o dobi. Iza svega toga krije se velika opasnost od slušanja glasne glazbe i drugih zvukova, čiji intenzitet prelazi 90 dB. Pojava akustičnog refleksa nije jedina "vidljiva" opasnost od gubitka slušne osjetljivosti. Uz dugotrajnu izloženost preglasnim zvukovima, dlačice koje se nalaze u području unutarnjeg uha (koje reagiraju na vibracije) vrlo snažno odstupaju. U tom slučaju dolazi do efekta da se dlaka odgovorna za percepciju određene frekvencije skrene pod utjecajem zvučnih vibracija velike amplitude. U jednom trenutku takva dlaka može previše skrenuti i više se nikada ne vratiti. To će uzrokovati odgovarajući učinak gubitka osjetljivosti na određenoj frekvenciji!

Ono što je najstrašnije u cijeloj ovoj situaciji je to što se bolesti uha praktički ne mogu liječiti, čak ni one modernim metodama poznat medicini. Sve ovo dovodi do nekih ozbiljnih zaključaka: zvuk iznad 90 dB opasan je za zdravlje i gotovo zajamčeno uzrokuje preuranjeni gubitak sluha ili značajno smanjenje osjetljivosti. Još više frustrira to što prethodno spomenuto svojstvo prilagodbe dolazi do izražaja tijekom vremena. Ovaj proces u ljudskim slušnim organima događa se gotovo neprimjetno; osoba koja polako gubi osjetljivost, blizu 100% vjerojatnosti, neće to primijetiti sve do trenutka kada ljudi oko nje ne obrate pozornost na stalno postavljanje pitanja, poput: "Što si upravo rekao?". Zaključak na kraju je krajnje jednostavan: kada slušate glazbu, važno je ne dopustiti razinu intenziteta zvuka iznad 80-85 dB! U isto vrijeme, postoji i pozitivna strana: razina glasnoće od 80-85 dB približno odgovara razini snimanja zvuka glazbe u studijskom okruženju. Tako se javlja koncept "zlatne sredine", iznad kojeg je bolje ne uzdizati se ako zdravstveni problemi imaju barem neki značaj.

Čak i kratkotrajno slušanje glazbe na razini od 110-120 dB može izazvati probleme sa sluhom, primjerice tijekom koncerta uživo. Očito je izbjegavanje ovoga ponekad nemoguće ili vrlo teško, ali je izuzetno važno pokušati to učiniti kako bi se održao integritet slušne percepcije. Teoretski, kratkotrajna izloženost glasnim zvukovima (ne većim od 120 dB), čak i prije pojave "slušnog zamora", ne dovodi do ozbiljnih negativne posljedice. No u praksi se obično javljaju slučajevi dugotrajne izloženosti zvuku takvog intenziteta. Ljudi se oglušuju ne shvaćajući svu opasnost u automobilu dok slušaju audio sustav, kod kuće u sličnim uvjetima ili sa slušalicama na prijenosnom playeru. Zašto se to događa i što čini zvuk sve glasnijim i glasnijim? Dva su odgovora na ovo pitanje: 1) Utjecaj psihoakustike, o čemu će biti posebno riječi; 2) Stalna potreba za "vrištanjem" nekih vanjskih zvukova s ​​glasnoćom glazbe. Prvi aspekt problema je vrlo zanimljiv i o njemu ćemo kasnije detaljnije govoriti, ali druga strana problema vodi više ka negativnim razmišljanjima i zaključcima o pogrešnom shvaćanju pravih temelja ispravnog slušanja zvuka "hi- razred fi".

Ne ulazeći u detalje, opći zaključak o slušanju glazbe i ispravnoj glasnoći je sljedeći: slušanje glazbe treba se odvijati pri razinama intenziteta zvuka ne višim od 90 dB, ne nižim od 80 dB u prostoriji u kojoj se čuju strani zvukovi iz vanjskih izvora su jako prigušeni ili potpuno odsutni (kao što su: razgovori susjeda i druga buka iza zida stana, buka ulice i tehnička buka ako ste u automobilu itd.). Želio bih jednom zauvijek naglasiti da je u slučaju usklađenosti s takvim, vjerojatno strogim zahtjevima, moguće postići dugo očekivanu ravnotežu glasnoće, koja neće uzrokovati prerano neželjeno oštećenje slušnih organa, a također donose pravi užitak slušanja omiljene glazbe uz najsitnije detalje zvuka na visokim i niskim frekvencijama i preciznost koju teži sam koncept "hi-fi" zvuka.

Psihoakustika i značajke percepcije

Kako bi se što potpunije odgovorilo na neka važna pitanja o konačnoj percepciji zvučnih informacija od strane osobe, postoji cijela grana znanosti koja proučava veliki broj takvih aspekata. Ovaj dio se zove "psihoakustika". Činjenica je da slušna percepcija ne završava samo radom slušnih organa. Nakon izravne percepcije zvuka od strane organa sluha (uha), tada na scenu stupa najsloženiji i malo proučeni mehanizam za analizu primljenih informacija, za koji je u potpunosti odgovoran ljudski mozak, koji je koncipiran na način da tijekom rada generira valove određene frekvencije, a također su naznačeni u hercima (Hz). Različite frekvencije moždanih valova odgovaraju određenim stanjima čovjeka. Tako se ispostavlja da slušanje glazbe doprinosi promjeni frekvencijskog podešavanja mozga, a to je važno uzeti u obzir prilikom slušanja glazbenih skladbi. Na temelju te teorije postoji i metoda zvučne terapije izravnim utjecajem na psihičko stanje osobe. Moždanih valova ima pet vrsta:

1. Delta valovi (valovi ispod 4 Hz). Odgovara stanju dubokog sna bez snova, dok nema osjeta tijela.
2. Theta valovi (valovi 4-7 Hz). Stanje sna ili duboke meditacije.
3. Alfa valovi (valovi 7-13 Hz). Stanja opuštenosti i opuštenosti tijekom budnosti, pospanost.
4. Beta valovi (valovi 13-40 Hz). Stanje aktivnosti, svakodnevnog razmišljanja i mentalna aktivnost, uzbuđenje i spoznaja.
5. Gama valovi (valovi iznad 40 Hz). Stanje intenzivne mentalne aktivnosti, straha, uzbuđenja i svjesnosti.

Psihoakustika, kao grana znanosti, traži odgovore na najzanimljivija pitanja o konačnoj percepciji zvučnih informacija od strane čovjeka. U procesu proučavanja ovog procesa otkriva se ogroman broj čimbenika, čiji se utjecaj uvijek javlja kako u procesu slušanja glazbe, tako iu bilo kojem drugom slučaju obrade i analize bilo koje zvučne informacije. Psihoakustika proučava gotovo svu raznolikost mogućih utjecaja, počevši od emocionalnih i mentalno stanje osobe u trenutku slušanja, završavajući s osobitostima strukture glasnica (ako govorimo o osobitostima percepcije svih suptilnosti vokalne izvedbe) i mehanizma za pretvaranje zvuka u električne impulse mozak. O najzanimljivijim i najvažnijim čimbenicima (koje je važno uzeti u obzir svaki put kada slušate svoju omiljenu glazbu, kao i kada gradite profesionalni audio sustav) bit će riječi dalje.

Pojam suzvučja, glazbenog suzvučja

Uređaj ljudskog slušnog sustava jedinstven je, prije svega, u mehanizmu percepcije zvuka, nelinearnosti slušnog sustava, sposobnosti grupiranja zvukova po visini s prilično visokim stupnjem točnosti. Najviše zanimljiva značajka percepcije, može se primijetiti nelinearnost slušnog sustava, koja se očituje u obliku pojave dodatnih nepostojećih (u glavnom tonu) harmonika, što se posebno često očituje kod osoba s glazbenom ili savršenom visinom. Ako se detaljnije zaustavimo i analiziramo sve suptilnosti percepcije glazbenog zvuka, tada se lako razlikuje koncept "konsonancije" i "disonance" različitih akorda i intervala zvuka. koncept "suzvučje" definira se kao suglasnik (od francuske riječi "pristanak") zvuk, i obrnuto, odnosno, "disonanca"- nedosljedan, neskladan zvuk. Unatoč raznolikosti različitih tumačenja ovih koncepata obilježja glazbenih intervala, najprikladnije je koristiti se "glazbeno-psihološkim" tumačenjem pojmova: suzvučje osoba ga definira i osjeća kao ugodan i ugodan, mekan zvuk; disonanca s druge strane, može se okarakterizirati kao zvuk koji izaziva iritaciju, tjeskobu i napetost. Takva je terminologija pomalo subjektivna, a također su se u povijesti razvoja glazbe za "suglasnike" uzimali potpuno različiti intervali i obrnuto.

Danas je i ove pojmove teško jednoznačno sagledati, jer postoje razlike među ljudima različitih glazbenih preferencija i ukusa, a ne postoji ni općepriznat i usuglašen pojam harmonije. Psihoakustička osnova za percepciju različitih glazbenih intervala kao konsonantnih ili disonantnih izravno ovisi o konceptu "kritičkog benda". Kritična traka- ovo je određena širina trake, unutar koje se zvučni osjećaji dramatično mijenjaju. Širina kritičnih vrpci raste proporcionalno s porastom frekvencije. Stoga je osjećaj konsonancija i disonanci izravno povezan s prisutnošću kritičnih vrpci. slušni organ ljudsko (uho), kao što je ranije spomenuto, igra ulogu pojasnog filtra u određenoj fazi analize zvučnih valova. Ova uloga dodijeljena je bazilarnoj membrani, na kojoj postoje 24 kritične trake čija širina ovisi o frekvenciji.

Dakle, konsonancija i nekonzistentnost (konsonancija i disonanca) izravno ovise o rezoluciji slušnog sustava. Ispada da ako dva različita tona zvuče unisono ili je razlika u frekvenciji nula, onda je to savršena konsonancija. Ista konsonancija se javlja ako je frekvencijska razlika veća od kritičnog pojasa. Disonanca se javlja samo kada je frekvencijska razlika između 5% i 50% kritičnog pojasa. Najveći stupanj disonancije u ovom segmentu čuje se ako je razlika jedna četvrtina širine kritičnog pojasa. Na temelju toga, lako je analizirati bilo koju mješovitu glazbenu snimku i kombinaciju instrumenata na konsonanciju ili disonancu zvuka. Nije teško pogoditi kakvu veliku ulogu u tom slučaju igraju tonski inženjer, studio za snimanje i ostale komponente konačnog digitalnog ili analognog izvornog zvučnog zapisa, i to sve prije pokušaja njegove reprodukcije na opremi za reprodukciju zvuka.

Lokalizacija zvuka

Sustav binauralnog sluha i prostorne lokalizacije pomaže osobi da percipira punoću prostorne zvučne slike. Ovaj mehanizam percepcije provode dva slušna prijemnika i dva slušna kanala. Zvučne informacije koje dolaze tim kanalima naknadno se obrađuju u perifernom dijelu slušnog sustava i podvrgavaju spektralnoj i vremenskoj analizi. Dalje se ta informacija prenosi u više dijelove mozga, gdje se uspoređuje razlika između lijevog i desnog zvučnog signala, te se također formira jedinstvena zvučna slika. Ovaj opisani mehanizam tzv binauralni sluh. Zahvaljujući tome, osoba ima takve jedinstvene mogućnosti:

1) lokalizacija zvučni signali iz jednog ili više izvora, pri čemu se formira prostorna slika percepcije zvučnog polja
2) odvajanje signala koji dolaze iz različitih izvora
3) odabir nekih signala u pozadini drugih (na primjer, odabir govora i glasa iz buke ili zvuka instrumenata)

Prostornu lokalizaciju lako je uočiti na jednostavnom primjeru. Na koncertu s pozornicom i određenim brojem glazbenika na određenoj udaljenosti jednih od drugih lako je (po želji i zatvorenim očima) odrediti smjer dolaska zvučnog signala pojedinog instrumenta, za procjenu dubine i prostornosti zvučnog polja. Na isti način se cijeni i dobar hi-fi sustav koji je sposoban pouzdano "reproducirati" takve efekte prostornosti i lokalizacije, čime zapravo "vara" mozak, čineći da osjetite punu prisutnost omiljenog izvođača na nastupu uživo. Lokalizaciju izvora zvuka obično određuju tri glavna čimbenika: vremenski, intenzitet i spektralni. Bez obzira na ove čimbenike, postoji niz obrazaca koji se mogu koristiti za razumijevanje osnova lokalizacije zvuka.

Najveći učinak lokalizacije, koji percipiraju ljudski slušni organi, nalazi se u području srednje frekvencije. Istodobno, gotovo je nemoguće odrediti smjer zvukova frekvencija iznad 8000 Hz i ispod 150 Hz. Potonja činjenica posebno se široko koristi u hi-fi sustavima i sustavima kućnog kina pri odabiru lokacije subwoofera (niskofrekventne veze), čiji je položaj u prostoriji, zbog nedostatka lokalizacije frekvencija ispod 150 Hz, praktički nije bitno, a slušatelj u svakom slučaju dobiva cjelovitu sliku zvučne pozornice. Točnost lokalizacije ovisi o položaju izvora zračenja zvučnih valova u prostoru. Dakle, najveća točnost lokalizacije zvuka zabilježena je u vodoravnoj ravnini, dostižući vrijednost od 3 °. U okomitoj ravnini ljudski slušni sustav mnogo lošije određuje smjer izvora, točnost u ovom slučaju je 10-15 ° (zbog specifične strukture ušnih školjki i složene geometrije). Točnost lokalizacije neznatno varira ovisno o kutu objekata koji emitiraju zvuk u prostoru s kutovima u odnosu na slušatelja, a na konačni učinak utječe i stupanj difrakcije zvučnih valova glave slušatelja. Također treba napomenuti da su širokopojasni signali bolje lokalizirani od uskopojasnog šuma.

Puno je zanimljivija situacija s definicijom dubine usmjerenog zvuka. Na primjer, osoba može odrediti udaljenost do objekta zvukom, međutim, to se događa u većoj mjeri zbog promjene zvučnog tlaka u prostoru. Obično, što je objekt dalje od slušatelja, zvučni valovi su više prigušeni u slobodnom prostoru (u zatvorenom prostoru se dodaje utjecaj reflektiranih zvučnih valova). Dakle, možemo zaključiti da je točnost lokalizacije veća u zatvorenoj prostoriji upravo zbog pojave reverbacije. Reflektirani valovi koji se javljaju u zatvorenim prostorima dovode do tako zanimljivih učinaka kao što su širenje zvučne pozornice, obavijanje, itd. Ovi fenomeni su mogući upravo zbog osjetljivosti trodimenzionalne lokalizacije zvuka. Glavne ovisnosti koje određuju horizontalnu lokalizaciju zvuka su: 1) razlika u vremenu dolaska zvučnog vala u lijevo i desno uho; 2) razlika u intenzitetu zbog difrakcije na glavi slušatelja. Za određivanje dubine zvuka važna je razlika u razini zvučnog tlaka i razlika u spektralnom sastavu. Lokalizacija u okomitoj ravnini također jako ovisi o difrakciji u ušnoj školjki.

Situacija je kompliciranija s modernim surround zvučnim sustavima koji se temelje na dolby surround tehnologiji i analozima. Čini se da princip izgradnje sustava kućnog kina jasno regulira metodu rekreacije prilično naturalističke prostorne slike 3D zvuka s inherentnom glasnoćom i lokalizacijom virtualnih izvora u prostoru. No, nije sve tako trivijalno, jer se obično ne uzimaju u obzir mehanizmi percepcije i lokalizacije velikog broja izvora zvuka. Transformacija zvuka pomoću organa sluha uključuje proces zbrajanja signala iz različitih izvora koji su došli do različitih ušiju. Štoviše, ako je fazna struktura različitih zvukova više ili manje sinkrona, takav proces uho percipira kao zvuk koji dolazi iz jednog izvora. Također postoji niz poteškoća, uključujući osobitosti mehanizma lokalizacije, što otežava točno određivanje smjera izvora u prostoru.

S obzirom na navedeno, najteži zadatak je razdvojiti zvukove iz različitih izvora, pogotovo ako ti različiti izvori reproduciraju sličan amplitudno-frekvencijski signal. A upravo se to događa u praksi u bilo kojoj moderni sustav surround zvuk, pa čak i u konvencionalnom stereo sustavu. Kada osoba sluša veliki broj zvukova koji izviru iz različitih izvora, prvo dolazi do utvrđivanja pripadnosti svakog pojedinog zvuka izvoru koji ga stvara (grupiranje po frekvenciji, visini, boji). I tek u drugoj fazi glasine pokušavaju lokalizirati izvor. Nakon toga se dolazni zvukovi dijele u tokove na temelju prostornih obilježja (razlika u vremenu dolaska signala, razlika u amplitudi). Na temelju dobivenih informacija stvara se više-manje statična i fiksna slušna slika iz koje je moguće utvrditi odakle dolazi pojedini zvuk.

Vrlo je zgodno pratiti te procese na primjeru obične pozornice na kojoj su fiksirani glazbenici. Pritom je vrlo zanimljivo da ako se pjevač/izvođač, koji zauzima početno definiranu poziciju na pozornici, počne glatko kretati pozornicom u bilo kojem smjeru, prethodno formirana slušna slika se neće promijeniti! Određivanje smjera zvuka koji dolazi od pjevača ostat će subjektivno isto, kao da stoji na istom mjestu gdje je stajao prije nego što se pomaknuo. Samo u slučaju nagla promjena mjesto izvođača na pozornici, generirana zvučna slika bit će podijeljena. Uz razmatrane probleme i složenost procesa lokalizacije zvuka u prostoru, u slučaju višekanalnih surround zvučnih sustava, proces reverbacije u krajnjoj slušaonici igra prilično veliku ulogu. Ova se ovisnost najjasnije uočava kada veliki broj reflektiranih zvukova dolazi iz svih smjerova - točnost lokalizacije značajno se pogoršava. Ako je energetsko zasićenje reflektiranih valova veće (prevladava) od izravnih zvukova, kriterij lokalizacije u takvoj prostoriji postaje krajnje zamagljen, izuzetno je teško (ako ne i nemoguće) govoriti o točnosti određivanja takvih izvora.

Međutim, u prostoriji s visokom reverberacijom teoretski dolazi do lokalizacije; u slučaju širokopojasnih signala, sluh je vođen parametrom razlike intenziteta. U ovom slučaju, smjer je određen visokofrekventnom komponentom spektra. U svakoj sobi, točnost lokalizacije ovisit će o vremenu dolaska reflektiranih zvukova nakon izravnih zvukova. Ako je razmak između tih zvučnih signala premalen, "zakon izravnog vala" počinje djelovati kako bi pomogao slušnom sustavu. Bit ovog fenomena: ako zvukovi s kratkim intervalom kašnjenja dolaze iz različitih smjerova, tada se lokalizacija cijelog zvuka događa prema prvom zvuku koji je stigao, tj. sluh u određenoj mjeri zanemaruje reflektirani zvuk ako dolazi prekratko nakon izravnog. Sličan učinak javlja se i kada se odredi smjer dolaska zvuka u vertikalnoj ravnini, ali je u ovom slučaju znatno slabiji (zbog činjenice da je osjetljivost slušnog sustava na lokalizaciju u vertikalnoj ravnini osjetno lošija).

Suština efekta prvenstva je mnogo dublja i ima psihološku, a ne fiziološku prirodu. Proveden je veliki broj eksperimenata na temelju kojih je utvrđena ovisnost. Taj se učinak javlja uglavnom kada se vrijeme pojave jeke, njegova amplituda i smjer podudaraju s nekim "očekivanjem" slušatelja od toga kako akustika ove prostorije oblikuje zvučnu sliku. Možda je osoba već imala iskustvo slušanja u ovoj ili sličnoj prostoriji, što formira predispoziciju slušnog sustava za pojavu "očekivanog" učinka prednosti. Kako bi se zaobišla ova ograničenja svojstvena ljudskom sluhu, u slučaju više izvora zvuka koriste se razni trikovi i trikovi uz pomoć kojih se u konačnici formira koliko-toliko uvjerljiva lokalizacija glazbenih instrumenata/drugih izvora zvuka u prostoru. . Uglavnom, reprodukcija stereo i višekanalnih zvučnih slika temelji se na mnogo obmana i stvaranju slušne iluzije.

Kada dva ili više zvučnika (na primjer, 5.1 ili 7.1, ili čak 9.1) reproduciraju zvuk iz različitih točaka u prostoriji, slušatelj čuje zvukove koji dolaze iz nepostojećih ili imaginarnih izvora, percipirajući određenu zvučnu panoramu. Mogućnost ove prijevare leži u biološkim značajkama strukture ljudskog tijela. Najvjerojatnije se osoba nije imala vremena prilagoditi prepoznavanju takve prijevare zbog činjenice da su se principi "umjetne" reprodukcije zvuka pojavili relativno nedavno. No, iako se proces stvaranja zamišljene lokalizacije pokazao mogućim, implementacija je još uvijek daleko od savršene. Činjenica je da sluh stvarno percipira izvor zvuka tamo gdje ga zapravo nema, ali ispravnost i točnost prijenosa zvučnih informacija (osobito boje) je veliko pitanje. Metodom brojnih eksperimenata u stvarnim reverberacijskim prostorijama iu prigušenim komorama utvrđeno je da se boja zvučnih valova razlikuje od stvarnih i imaginarnih izvora. To uglavnom utječe na subjektivnu percepciju spektralne glasnoće, boja se u ovom slučaju mijenja na značajan i primjetan način (u usporedbi sa sličnim zvukom reproduciranim na stvarnom izvoru).

U slučaju višekanalnih sustava kućnog kina, razina izobličenja je osjetno veća, iz nekoliko razloga: 1) Mnogi zvučni signali slični u amplitudno-frekvencijskom i faznom odzivu istovremeno dolaze iz različitih izvora i smjerova (uključujući ponovno reflektirane valove) svakom ušnom kanalu. To dovodi do povećanog izobličenja i pojave češljastog filtriranja. 2) Jak razmak zvučnika u prostoru (jedni u odnosu na druge, u višekanalnim sustavima ta udaljenost može biti nekoliko metara ili više) pridonosi rastu distorzije boje i obojenosti zvuka u području imaginarnog izvora. Kao rezultat toga, možemo reći da se bojanje boje u višekanalnim i surround sustavima zvuka u praksi događa iz dva razloga: fenomena češljastog filtriranja i utjecaja reverb procesa u određenoj prostoriji. Ako je više od jednog izvora odgovorno za reprodukciju zvučnih informacija (ovo se također odnosi na stereo sustav s 2 izvora), pojava efekta "češljastog filtriranja" uzrokovanog različita vremena dolazak zvučnih valova u svaki zvukovod. Posebna neujednačenost uočena je u području gornjeg srednjeg 1-4 kHz.

Percepcija zvuka temelji se na dva procesa koji se odvijaju u pužnici:

■ razdvajanje zvukova različite frekvencije prema mjestu njihovog najvećeg utjecaja na glavnu membranu pužnice;

■ transformacija receptorske stanice mehaničkih vibracija u živčanu ekscitaciju.

Zvučne vibracije koje ulaze u unutarnje uho kroz ovalni prozor prenose se u perilimfu, a vibracije te tekućine dovode do pomaka glavne membrane na kojoj se nalaze receptorske dlakaste stanice: unutarnje i vanjske, odvojene jedna od druge lukovima Corti. Dlake receptorskih stanica ispire endolimfa i dolaze u dodir s pokrovnom membranom koja se nalazi iznad stanica dlaka duž cijelog toka membranoznog kanala. Pod djelovanjem zvukova, glavna membrana počinje vibrirati, dlačice receptorskih stanica dodiruju pokrovnu membranu i mehanički se nadražuju. Kao rezultat toga, u njima se javlja proces uzbude, koji je usmjeren duž aferentnih vlakana do neurona spiralnog čvora pužnice i dalje do središnjeg živčanog sustava.

Visina stupca oscilirajuće tekućine ovisi o visini zvuka i, sukladno tome, o mjestu najvećeg pomaka glavne membrane: visokofrekventni zvukovi daju najveći učinak na početku glavnog membrane , i niske frekvencije – doći do vrha puža . Tako , Zvukovi različitih frekvencija pobuđuju različite stanice dlake i različita vlakna . Povećanje intenziteta zvuka dovodi do povećanja broja pobuđenih dlačica i živčanih vlakana, što omogućuje razlikovanje intenziteta zvučnih vibracija.

Razlikovati koštano i zračno provođenje zvuka. U normalnim uvjetima kod čovjeka prevladava provođenje zraka - provođenje zvučnih vibracija kroz vanjsko i srednje uho do receptora unutarnjeg uha . U slučaju koštane vodljivosti, zvučne vibracije se prenose kroz kosti lubanje izravno u pužnicu (na primjer, pri ronjenju, ronjenju).

Osoba obično percipira zvukove frekvencije od 15 do 20 000 Hz. Kod djece gornja granica doseže 22 000 Hz, s godinama se smanjuje. Najveća osjetljivost utvrđena je u frekvencijskom području od 1 000 prije 3 000 Hz . Ovo područje odgovara najčešćim frekvencijama u ljudskom govoru i glazbi. .

4. Značaj i opći plan organizacije vestibularnog senzornog sustava

Vestibularni osjetni sustav služi za analizu položaja i kretanja tijela u prostoru. To je jedan od najstarijih senzornih sustava , razvila pod utjecajem gravitacije na Zemlji . Uz vizualni senzorni sustav i kinestetički analizator igra vodeću ulogu u prostornoj orijentaciji osobe. Impulsi iz vestibuloreceptora koriste se u tijelu za održavanje tjelesne ravnoteže, regulaciju i održavanje držanja tijela te za prostornu organizaciju ljudskih pokreta. Pri ravnomjernom kretanju ili u mirovanju, receptori vestibularnog senzornog sustava nisu uzbuđeni. .

Vestibularni senzorni sustav sastoji se od sljedećih odjela:

1. periferni, koji uključuje dvije formacije koje sadrže mehanoreceptore vestibularnog sustava - predvorje (vrećica i maternica) i polukružne kanale;

2. žica , koja polazi od receptora vlaknima bipolarne stanice ( prvi neuron ) vestibularnog ganglija koji se nalazi u temporalnoj kosti, nastaju aksoni ovih neurona vestibularni živac a zajedno sa slušnim živcem u sastavu 8. para kranijalnih živaca ulaze u produženu moždinu; u vestibularnim jezgrama produžene moždine su drugi

3. neuroni, impulsi iz kojih dolaze do trećih neurona - u talamusu. Signali iz vestibularnih jezgri šalju se ne samo u talamus (ovo nije jedini način), oni se šalju u mnoge dijelove središnjeg živčanog sustava: leđnu moždinu, mali mozak, retikularnu formaciju i autonomne ganglije. 3. kortikalni, predstavljen četvrtim neuronima, od kojih su neki smješteni u primarnom polju vestibularnog sustava u temporalna regija korteksu, a drugi - u neposrednoj blizini piramidalnih neurona motornog korteksa iu postcentralnom girusu. Točna lokalizacija vestibularne zone ljudskog korteksa još nije konačno razjašnjena.

5. Rad vestibularnog aparata

Tako, periferni odjel vestibularni senzorni sustav je vestibularni aparat, smješten u unutarnjem uhu u labirintu piramide temporalne kosti. Sastoji se od vestibula i tri polukružna kanala.

1. Kanali i šupljine u temporalnoj kosti tvore koštani labirint vestibularnog aparata, koji je djelomično ispunjen membranoznim labirintom. Između koštanog i membranoznog labirinta nalazi se tekućina - perilimfa, a unutar membranoznog labirinta - endolimfa.

2. Predvorje aparat je namijenjen za analizu utjecaja gravitacije pri promjeni položaja tijela u prostoru i ubrzanja pravocrtnog gibanja. Podijeljen je u 2 šupljine - vrećicu i maternicu, u kojima se nalaze otolitne naprave, čiji su mehanoreceptori stanice dlake. Dio receptorske stanice koji strši u šupljinu završava jednom dužom pokretnom dlakom i 60-80 slijepljenih nepokretnih dlačica. Te dlake prodiru kroz želatinastu otolitnu membranu u kojoj se nalaze kristali kalcijevog karbonata - otoliti (slika 33).

3. U maternici se otolitička membrana nalazi u vodoravnoj ravnini , a u vrećici je povijena i nalazi se u frontalnoj i sagitalnoj ravnini .

4. Pri promjeni položaja glave i tijela, kao i tijekom vertikalnih ili horizontalnih ubrzanja, otolitičke membrane se slobodno kreću pod djelovanjem gravitacije u sve tri ravnine (tj. klize duž dlačica), pritom deformirajući dlačice mehanoreceptora. Što je veća deformacija dlačica, to je veća učestalost aferentnih impulsa u vlaknima vestibularnog živca.

Riža. 33. Građa otolitnog aparata :

1 - otoliti; 2 - otolitička membrana; 3 - dlake receptorskih stanica;

4 - receptorske stanice; 5 - potporne stanice; 6 - živčana vlakna

Aparatura polukružnih kanala služi za analizu djelovanja centrifugalne sile tijekom rotacijskih gibanja. Njegov odgovarajući iritant je kutno ubrzanje. Polukružni kanali nalaze se u tri međusobno okomite ravnine (prednji – u frontalnoj ravnini , bočno – u vodoravnom , straga – u sagitalnom ) i ispunjena, kao i cijeli labirint, gustom endolimfom (viskoznost joj je 2-3 puta veća od viskoznosti vode). Jedan od krajeva svakog kanala je proširen u "ampulu". Receptorske dlačice koncentrirane su samo u ampulama u obliku krista (nabora, češlja), t.j. slijepljeni zajedno. Kada se endolimfa kreće (tijekom kutnih ubrzanja), kada se dlačice savijaju u jednom smjeru, stanice dlačica su pobuđene, a kada je kretanje suprotno one su inhibirane. Receptorski potencijal koji nastaje stimulacijom stanica dlačica prenosi impuls do završetaka vlakana vestibularnog živca.

trenutno prikazano , da rotacije ili nagibi u jednu stranu povećavaju aferentne impulse , a s druge strane – smanjiti ga . To vam omogućuje razlikovanje smjera pravocrtnog ili rotacijskog gibanja. .

6. Utjecaj vestibularnog sustava na razne funkcije organizam

Vestibularni osjetni sustav povezan je s mnogim centrima leđne moždine i mozga i uzrokuje niz vestibulosomatskih i vestibulo-vegetativnih refleksa (slika 34). Najvažnije od ovih reakcija su vestibulospinalne.

Vestibularne iritacije uzrokuju reflekse prilagođavanja promjene mišićnog tonusa, reflekse podizanja, kao i posebne pokrete očiju usmjerene na zadržavanje slike na mrežnici - nistagmus (pokreti očnih jabučica brzinom rotacije). , ali u suprotnom smjeru , zatim brz povratak u početni položaj i nova rotacija unazad) .

Riža. 34. Aferentne veze vestibularnog aparata :

G - oko; TK - tanko crijevo; M - mišić; Pm - produžena moždina;

G - želudac; Vidi - leđna moždina

Vestibulo-vegetativne reakcije uključuju kardiovaskularni sustav, gastrointestinalni trakt i drugih organa. Pri jakim i dugotrajnim opterećenjima vestibularnog aparata javlja se "mučnina kretanja" (primjer je morska bolest), koja se očituje promjenom srčanog ritma i krvnog tlaka, pogoršanjem osjećaja za vrijeme, promjenom psihičkih funkcija. - pažnja, operativno mišljenje, kratkoročno pamćenje, emocionalne manifestacije. U teškim slučajevima javlja se vrtoglavica, mučnina i povraćanje. Povećana sklonost "mučnini" može se smanjiti posebnim treningom (rotacija, njihanje) i primjenom niza lijekova.

U uvjetima bestežinskog stanja (kada su vestibularni utjecaji osobe isključeni) dolazi do gubitka predodžbi o prostornom položaju tijela. Gubitak vještina hodanja i trčanja. Stanje se pogoršava živčani sustav, postoji povećana razdražljivost, nestabilnost raspoloženja. Dakle, osim glavne funkcije analizatora, koja je važna za kontrolu držanja i kretanja osobe, vestibularni senzorni sustav ima niz nuspojava na mnoge tjelesne funkcije koje nastaju kao rezultat zračenja uzbude na druge živčane centre. .

Motivacija za djelovanje

Plan akcije

Sheme svrhovitih pokreta

(stečene i urođene)

Regulacija držanja

Mono- i polisinaptički refleksi

Duljina mišića Napetost mišića

Program

Izvođenje

Riža. 35. Opći plan organizacija motoričkog senzornog sustava

Predavanje 22

SUSTAV SENZORA MOTORA .

OSJETNI SUSTAVI KOŽE , OKUS I MIRIS

1. Značenje i opći plan organizacije motoričkog senzoričkog sustava

Motorički senzorni sustav služi za analizu stanja motoričkog aparata – njegove pokrete i položaje . Informacije o stupnju kontrakcije skeletnih mišića, napetosti tetiva, promjenama zglobnih kutova neophodne su za regulaciju motoričkih činova i položaja.

Motorni senzorni sustav sastoji se od sljedećih odjela:

1. periferni, predstavljen proprioceptorima koji se nalaze u mišićima, tetivama i zglobnim vrećicama;

2. žica , koja počinje bipolarnim stanicama (prvi neuroni), čija su tijela smještena izvan CNS-a – V spinalni čvorovi, jedan od njihovih procesa povezan je s receptorima, drugi ulazi u leđnu moždinu i prenosi impulse do drugih neurona u produljenoj moždini (dio puteva od proprioreceptora ide do kore malog mozga), a zatim do trećih neurona - relejne jezgre talamusa;

3. kortikalni, smješten u prednjem središnjem girusu moždane kore.

Opći plan organizacije motoričkog senzornog sustava prikazan je na sl. 35.

2. Funkcije proprioreceptora

Mišići sisavaca i ljudi sadrže 3 vrste specijaliziranih receptora: mišićna vretena, tetivne receptore

Golgijevi i zglobni receptori (receptori zglobne čahure i zglobnih ligamenata). Svi ti receptori reagiraju na mehaničke podražaje i uključeni su u koordinaciju pokreta, kao izvor informacija o stanju motoričkog aparata. Specifični podražaj proprioreceptora je njihovo istezanje.

Mišićna vretena su male duguljaste tvorevine (nekoliko milimetara duge, desetinke milimetra široke) smještene u debljini mišića. Svako je vreteno prekriveno čahurom koju čini više slojeva stanica, a koja se u središnjem dijelu širi i tvori jezgrinu (sl. 36).

Riža. 36. Mišićno vreteno:

1 - proksimalni kraj intrafuzalnog mišićnog vlakna pričvršćenog na skeletno mišićno vlakno; 2 - distalni kraj ovog vlakna pričvršćen na fasciju; 3 - nuklearna vrećica; 4 - aferentna vlakna; 5 - vlakna gama motornog neurona; 6 - alfa motorno neuronsko vlakno koje ide do skeletnog mišića

Unutar kapsule nalazi se snop (od 2 do 14) tankih vlakana (2 do 3 puta tanjih od običnih skeletnih mišićnih vlakana), koja su tzv. intrafuzalno za razliku od svih ostalih mišićnih vlakana (ekstrafuzno).

Vretena su paralelna s ekstrafuzalnim vlaknima – jedan kraj je pričvršćen za tetivu, a drugi za vlakno. Postoje dvije vrste intrafuzalnih vlakana:

■ nuklearni tobolčari- deblja i duža s jezgrama u sredini, zadebljani dio vlakna - nuklearna vrećica, koji su povezani s najdebljim i najbrže provodnim aferentnim živčanim vlaknima - obavještavaju o dinamičkoj komponenti gibanja(stopa promjene duljine mišića) ;

■ nuklearni lanac- kraći, tanji, s jezgrama razvučenim u lanac, obavještavajući o statičkoj komponenti (duljini mišića koji se trenutno drži).

Senzorni završeci aferentnih živčanih vlakana spiralno su smješteni (namotani) na intrafuzalnim vlaknima.

Kod istezanja skeletnog mišića dolazi do istezanja i mišićnih receptora, a završeci živčanih vlakana se deformiraju, što uzrokuje pojavu živčanih impulsa u njima, koji idu prvenstveno do motornih neurona. leđna moždina. Učestalost impulsa raste s povećanjem istezanja mišića, kao i s povećanjem brzine njegovog istezanja. Tako se živčani centri informiraju o brzini istezanja mišića i njegovoj duljini. Impuls iz mišićnih vretena nastavlja se tijekom cijelog perioda održavanja rastegnutog stanja, čime se osigurava konstantna svijest centara o duljini mišića. Što mišići provode suptilnije i koordiniranije pokrete, to imaju više mišićnih vretena: kod čovjeka u dubokim mišićima vrata koji spajaju kralježnicu s glavom njihov je prosječni broj 63, au mišićima bedra i zdjelice - manje od 5 vretena po 1 g težine mišića.

CNS može fino regulirati osjetljivost proprioreceptora, tj. vretena također imaju eferentnu inervaciju: intrafuzalna mišićna vlakna inerviraju aksoni koji do njih dolaze iz gama motornih neurona. Ekscitacija alfa motoričkih neurona popraćena je ekscitacijom gama motornih neurona. Aktivacija gama motoričkih neurona dovodi do povećanja osjetljivosti (ekscitabilnosti) aferentnih neurona: uz istu duljinu skeletnog mišića veći će broj aferentnih impulsa ući u živčane centre.

Pražnjenja malih gama motornih neurona leđne moždine uzrokuju kontrakciju intrafuzalnih mišićnih vlakana s obje strane vrećice nuklearnog vretena. Kao rezultat toga, srednji nesvodivi dio mišićno vreteno rasteže se, a deformacija živčanog vlakna koje odavde polazi uzrokuje povećanje njegove ekscitabilnosti. To omogućuje, prvo, izdvajanje proprioceptivnih impulsa na pozadini drugih aferentnih informacija i, drugo, povećanje točnosti analize stanja mišića. Povećanje osjetljivosti vretena događa se tijekom kretanja, pa čak iu stanju prije lansiranja. To se objašnjava činjenicom da je, zbog niske ekscitabilnosti gama motornih neurona, njihova aktivnost u mirovanju slabo izražena, a tijekom voljnih pokreta i vestibularne reakcije aktiviran je. Osjetljivost proprioreceptora također se povećava s umjerenom stimulacijom simpatičkih vlakana i otpuštanjem malih doza adrenalina.

Receptori Golgijeve tetive nalaze se na spoju mišićnih vlakana s tetivom. Tetivni receptori (završeci živčanih vlakana) pletu tanka tetivna vlakna okružena kapsulom. Kao rezultat sekvencijalnog pričvršćivanja tetivnih receptora na mišićna vlakna (au nekim slučajevima i na mišićna vretena), rastezanje tetivnih mehanoreceptora događa se s mišićnom napetošću, tj. pobuđuju se kontrakcijom mišića. Dakle, za razliku od mišićnih vretena, tetivni receptori obavještavaju živčane centre o sili koju razvija mišić (o stupnju mišićne napetosti i brzini njenog razvoja). Na spinalnoj razini uzrokuju inhibiciju motornih neurona vlastitog mišića i ekscitaciju motornih neurona antagonista preko interneurona.

Zglobni receptori informiraju o položaju pojedinih dijelova tijela u prostoru i međusobnom odnosu. Oni su slobodni živčani završeci ili završeci zatvoreni u posebnu kapsulu. Neki zglobni receptori šalju informacije o veličini zglobnog kuta, tj. o položaju zgloba. Njihova impulsacija se nastavlja tijekom cijelog razdoblja očuvanja ovog kuta. Što je veća frekvencija, to je veći pomak kuta. Ostali zglobni receptori pobuđuju se samo u trenutku kretanja u zglobu, tj. poslati podatke o brzini. Učestalost njihove impulsacije raste s povećanjem brzine promjene zglobnog kuta.

Signali koji dolaze od receptora mišićnih vretena, organa tetiva, zglobne kapsule i taktilne receptore kože, koji se nazivaju kinestetički , oni. obavještavanje o kretanju tijela. Njihovo sudjelovanje u voljnoj regulaciji pokreta je različito. Signali iz zglobnih receptora uzrokuju primjetnu reakciju u cerebralnom korteksu i dobro su razumljivi. Zahvaljujući njima, osoba bolje percipira razlike u pokretima zglobova nego razlike u stupnju mišićne napetosti u statičnim položajima ili održavanju težine. Signali iz drugih proprioreceptora, koji uglavnom dolaze u mali mozak, osiguravaju nesvjesna regulacija, podsvjesna kontrola pokreta i položaja.

3. Senzorni sustavi kože , unutarnji organi , okus i miris

Koža i unutarnji organi imaju različite receptore koji reagiraju na fizičke i kemijske podražaje.

Prijem kože

U koži je zastupljena taktilna, temperaturna i recepcija boli. Na 1 cm 2 kože u prosjeku se nalazi 12 13 hladnih točaka, 1 2 toplinskih, 25 taktilnih i oko 100 bolnih točaka.

Taktilni dodirni sustav namijenjeni za analizu pritiska i dodira. Njegovi receptori su slobodni živčani završeci i složene tvorevine (Meissnerova tijela, Pacinijeva tijela), u kojima su živčani završeci zatvoreni u posebnu kapsulu. Nalaze se u gornjim i donjim slojevima kože kožne žile, u podnožju kose. Posebno ih ima puno na prstima ruku i nogu, dlanovima, tabanima, usnama. To su mehanoreceptori koji reagiraju na rastezanje, pritisak i vibracije. Najosjetljiviji receptor je Pacinijevo tjelešce, koje izaziva osjet dodira kada se kapsula pomakne za samo 0,0001 mm. Što je Pacinijevo tjelešce veće, to iz njega polaze deblji i brže provodni aferentni živci. Oni provode kratke praske (trajanje 0,005 s), obavještavajući o početku i kraju mehaničkog podražaja.

Put taktilne informacije je sljedeći: receptor - 1. neuron u spinalnim čvorovima - 2. neuron u spinalnim odn produžena moždina - 3-th neuron u diencefalonu (u talamusu) - 4-th neuron u stražnjem središnjem vijugu kore velikog mozga (u primarnoj somatosenzornoj zoni).

Prijem temperature provode hladni receptori (Krauseove tikvice) i toplinski (Ruffinijeva tijela, Golgi-Mazzoni). Na temperaturi kože od 31 - 37 °C ovi receptori su gotovo neaktivni. Ispod te granice, proporcionalno padu temperature aktiviraju se receptori za hladnoću, zatim njihova aktivnost opada i potpuno prestaje na +12 °C. Na temperaturama iznad 37 °C aktiviraju se toplinski receptori, koji postižu maksimalnu aktivnost na +43 °C, a zatim naglo prestaju reagirati.

Prijem boli, prema većini stručnjaka, nema posebne percipirajuće formacije. Bolne podražaje percipiraju slobodni živčani završeci, a također se javljaju kod jakih toplinskih i mehaničkih podražaja u odgovarajućim termo- i mehanoreceptorima.

Podražaji temperature i boli prenose se u leđnu moždinu, odatle u diencefalon i u somatosenzorno područje korteksa.

3.2. Visceroceptivni ( interorecepcijski ) osjetilni sustav

U unutarnjim organima postoje mnogi receptori koji percipiraju tlak - baroreceptori krvnih žila, crijevnog trakta itd., promjene u kemiji unutarnjeg okoliša, - kemoreceptori, njegova temperatura, - termoreceptori, osmotski tlak, podražaji boli. Uz njihovu pomoć, postojanost različitih konstanti unutarnjeg okruženja (održavanje homeostaze) regulira se bezuvjetno refleksno, središnji živčani sustav je obaviješten o promjenama u unutarnjim organima.

Informacije iz interoreceptora kroz živce vagus, celijakiju i zdjelične živce ulaze u diencefalon (i talamus i hipotalamus), kao iu subkortikalne jezgre (kaudatus), mali mozak, a zatim u frontalna i druga područja moždane kore. Aktivnost ovog sustava praktički nije realizirana, slabo je lokalizirana, međutim, s jakim iritacijama, dobro se osjeća. Uključen je u formiranje složenih osjeta - žeđi, gladi itd.

3.3. Olfaktivni i okusni osjetilni sustavi

Osjetni sustavi mirisa i okusa spadaju među najstarije sustave. Dizajnirani su za opažanje i analizu kemijskih podražaja. , dolaze iz vanjske sredine.

x olfaktorni receptori nalaze se u olfaktornom epitelu gornjih nosnih hodnika. To su bipolarne dlačice koje prenose informacije etmoidna kost lubanje do stanica olfaktornog bulbusa mozga i dalje kroz olfaktorni trakt do olfaktornih zona kore (udica morskog konjića , girus hipokampusa i drugi). Različiti receptori selektivno reagiraju na različite molekule tvari mirisa, a pobuđuju ga samo one molekule koje su zrcalna kopija površine receptora. Oni opažaju eterično , kamfor , metvica , mošusni i drugi mirisi , a na neke tvari osjetljivost je neobično velika .

Kemoreceptori okusa su okusni pupoljci smješteni u epitelu jezika, stražnjem dijelu ždrijela i mekom nepcu. Djeca imaju više , i s godinama – smanjuje se . Mikrovili receptorskih stanica strše iz lukovice na površinu jezika i reagiraju na tvari otopljene u vodi. Njihovi signali dolaze kroz vlakna facijalnog i glosofaringealnog živca do talamusa i dalje do somatosenzornog korteksa. Receptori u različitim dijelovima jezika percipiraju četiri osnovna okusa : gorko (stražnji dio jezika), kiselo (rubovi jezika), slatko (prednji dio jezika) i slano (prednji dio i rubovi jezika). Ne postoji stroga korespondencija između osjeta okusa i kemijske strukture tvari, jer osjeti okusa mogu se promijeniti s bolešću, trudnoćom itd. Mirisna, taktilna, bolna i temperaturna osjetljivost uključeni su u formiranje osjeta okusa. Informacije iz osjetnog sustava okusa koriste se za organiziranje prehrambeno ponašanje povezan sa stjecanjem, izborom, preferiranjem ili odbijanjem hrane, stvaranjem osjećaja gladi, sitosti.

4. Recikliranje , interakcija i značenje osjetilnih informacija

Senzorne informacije prenose se od receptora do viših dijelova mozga duž dva glavna puta živčanog sustava – specifičnog i nespecifičnog. . Specifični putovi su klasični aferentni putovi vidnog, slušnog, motoričkog i drugih osjetnih sustava koji čine jedan od tri glavna funkcionalna bloka mozga – blok za primanje, obradu i pohranu informacija (A. R. Luria, 1962., 1973.). U obradi ovih informacija sudjeluje i nespecifični moždani sustav, koji nema izravne veze s perifernim receptorima, već prima impulse preko kolaterala iz svih uzlaznih specifičnih sustava i osigurava njihovu opsežnu interakciju.

4.1. Obrada senzornih informacija u dirigentskim odjelima

Analiza primljenih iritacija događa se u svim odjelima senzornih sustava. Najjednostavniji oblik analize provodi se već na razini receptora: od svih utjecaja koji padaju na tijelo izdvajaju (odabiru) podražaje jedne vrste (svjetlost, zvuk itd.). Istovremeno, u jednom senzorskom sustavu moguć je detaljniji odabir karakteristika signala. ( razlikovanje boja fotoreceptorima čunjića itd. . ).

Daljnja obrada aferentnih informacija u dijelu provođenja sastoji se, s jedne strane, u kontinuiranoj analizi svojstava podražaja, as druge strane, u procesima njihove sinteze. , u sažimanju primljenih informacija. Kako se aferentni impulsi prenose na više razine osjetnih sustava, povećava se složenost obrade informacija: na primjer, u subkortikalnim vizualnim centrima srednjeg mozga nalaze se neuroni koji reagiraju na različite stupnjeve osvjetljenja i otkrivaju kretanje; u subkortikalnim slušnim centrima - neuronima koji izvlače informacije o visini i lokalizaciji zvuka, što je u osnovi orijentacijskog refleksa na neočekivane podražaje, tj. ti neuroni reagiraju na aferentne signale na složeniji način od jednostavnih vodiča.

Zbog brojnih ogranaka aferentnih putova u razini leđne moždine i subkortikalni centri omogućena je višestruka interakcija aferentnih impulsa unutar jednog senzornog sustava, kao i interakcija između različitih senzornih sustava (osobito se mogu primijetiti izuzetno opsežne interakcije vestibularnog senzornog sustava s mnogo uzlaznih i silaznih putova). Osobito široke mogućnosti za interakciju različitih signala stvaraju se u nespecifičnom sustavu mozga. , gdje impulsi različitog porijekla (od 30 tisuća neurona) i od različitih receptora tijela mogu konvergirati (konvergirati) na isti neuron. Kao rezultat toga, nespecifični sustav igra važnu ulogu u procesima integracije funkcija u tijelu.

Pri ulasku u više razine CNS-a dolazi do kompresije ili ekspanzije informacija koje dolaze s jednog receptora, što je povezano s nejednakim brojem elemenata u susjednim slojevima. Primjer je vizualni senzorni sustav, gdje sloj fotoreceptora u svakoj od dvije ljudske mrežnice ima oko 130 milijuna elemenata, au izlaznom sloju - ganglijskim stanicama mrežnice - samo 1 milijun 250 tisuća neurona. Jedna ganglijska stanica retine kombinira informacije iz stotina bipolarnih stanica i desetaka tisuća receptora, t.j. takve informacije ulaze u optičke živce nakon značajne obrade, u skraćenom obliku. Ovo je primjer sužavanja (kompresije) informacija.

S druge strane, signali jednog receptora povezani su s desecima ganglijskih stanica i mogu, u načelu, prenijeti informacije do bilo kojeg kortikalnog neurona u vidnom korteksu. Za više visoke razine vizualni senzorni sustav, informacije se šire: broj neurona u primarnom vidnom korteksu je tisućama puta veći nego u subkortikalnom vidnom centru ili na izlazu iz mrežnice. U slušnom i nizu drugih osjetnih sustava predstavljen je samo "lijevak" koji se širi - u smjeru od receptora prema korteksu. Fiziološki smisao širenja "lijevka" je osigurati više frakcijskih i složena analiza signale.

Veliki broj paralelnih kanala (in optički živac 900 000, a slušnih - 30 000 vlakana) osigurava prijenos bez izobličenja specifičnih informacija od receptora do korteksa.

Jedan od najvažnijih aspekata obrade aferentnih informacija je selekcija najznačajnijih signala, koja se provodi uzlaznim i silaznim utjecajima na različitim razinama senzornih sustava. U ovom odabiru važnu ulogu igra i nespecifični dio živčanog sustava ( limbički sustav, retikularna formacija). Aktiviranjem ili inhibicijom mnogih središnjih neurona pridonosi odabiru najvažnijih informacija za tijelo. Za razliku od opsežnih utjecaja srednjemoždanog dijela retikularne formacije , impulsi iz nespecifičnih jezgri talamusa zahvaćaju samo ograničena područja moždane kore . Takvo selektivno povećanje aktivnosti malog područja korteksa važno je u organiziranju čina pažnje. , ističući trenutačno najvažnije poruke na općoj aferentnoj pozadini .

4.2. Obrada informacija na kortikalnoj razini

U cerebralnom korteksu složenost obrade informacija raste od primarnih polja prema njegovim sekundarnim i tercijarnim poljima. .

Primarna polja korteksa provode analizu podražaja određene vrste koji dolaze od specifičnih receptora povezanih s njima. To su takozvane nuklearne zone analizatora (prema I.P. Pavlovu) - vizualne, slušne, itd. Njihova aktivnost je temelj nastanka osjeta .

Sekundarna polja koja leže oko njih (periferija analizatora) primaju rezultate obrade informacija iz primarnih polja i pretvaraju ih u složenije oblike. U sekundarnim poljima nalazi se razumijevanje primljenih informacija , njeno priznanje , osigurani su procesi percepcije iritacija ove vrste. Iz sekundarnih polja pojedinih senzornih sustava informacije ulaze u stražnja tercijarna polja - asocijativne donje parijetalne zone, gdje se odvija integracija signala različitih modaliteta, što vam omogućuje stvaranje cjelovite slike vanjskog svijeta sa svim njegovim mirisima, zvukovima , boje itd. Ovdje se na temelju aferentnih poruka iz različitih dijelova desne i lijeve polovice tijela formiraju složene predstave osobe o prostornoj shemi i shemi tijela, koje osiguravaju prostornu orijentaciju pokreta i precizno adresiranje motoričkih naredbi na raznih skeletnih mišića. Ove zone također su od posebne važnosti za pohranjivanje primljenih informacija.

Na temelju analize i sinteze informacija obrađenih u stražnjem tercijarnom polju korteksa, formiraju se ciljevi u njegovim prednjim tercijarnim poljima (prednja frontalna regija). , zadaće i programe ljudskog ponašanja.

Važna značajka Kortikalna organizacija osjetnih sustava je zaslonski ili somatotopski (latinski somaticus - tjelesni, topicus - lokalni) prikaz funkcija. Osjetljivi kortikalni centri primarnih polja korteksa čine, takoreći, ekran , odražavajući položaj receptora na periferiji , oni. postoje projekcije od točke do točke. Dakle, u stražnjem središnjem girusu (u somatosenzornoj zoni) neuroni taktila, temperature i osjetljivost kože predstavljeni istim redoslijedom kao i receptori na površini tijela, nalik na kopiju čovjeka (homunculus); u vidnom korteksu - poput zaslona retinalnih receptora; u slušnom korteksu određeni red neuroni koji reagiraju na određenu visinu zvukova. Isti princip prostorne reprezentacije informacija uočen je u preklopnim jezgrama talamusa, u kori malog mozga, što uvelike olakšava interakciju raznih odjela CNS.

Područje kortikalne senzorne reprezentacije svojom veličinom odražava funkcionalni značaj jednog ili drugog dijela aferentne informacije. Dakle, zbog posebnog značaja analize informacija iz kinestetičkih receptora prstiju i iz aparata za oblikovanje govora kod ljudi, područje njihove kortikalne reprezentacije značajno premašuje senzornu reprezentaciju drugih dijelova tijela. . Kao ovo , po jedinici površine fovee u retini iznosi gotovo 500 puta veliko područje vidnog korteksa , od iste jedinice površine periferije retine .

Viši odjeli središnjeg živčanog sustava pružaju aktivnu potragu za senzornim informacijama. To se jasno očituje u aktivnosti vidnog osjetnog sustava. Posebna istraživanja pokreta očiju pokazala su , da pogled ne fiksira sve točke prostora , ali samo najinformativnije znakove , posebno važno za odlučivanje što - ili zadaci u ovom trenutku. Funkcija pretraživanja očiju dio je aktivnog ponašanja osobe tijekom vanjsko okruženje, njegova svjesna aktivnost. Njime upravljaju viša analizirajuća i integrirajuća područja korteksa - frontalni režnjevi, pod čijom kontrolom postoji aktivna percepcija vanjskog svijeta.

Cerebralni korteks osigurava najširu interakciju različitih senzornih sustava i njihovo sudjelovanje u organizaciji ljudskih motoričkih radnji, uklj. tijekom svojih sportskih aktivnosti.

4.3. Vrijednost aktivnosti senzornih sustava u sportu

Učinkovitost izvođenja sportskih vježbi ovisi o procesima percepcije i obrade senzornih informacija.

Jasna percepcija prostora i prostorna orijentacija pokreta osiguravaju se funkcioniranjem vizualne, slušne, vestibularne, kinestetičke recepcije. Procjena vremenskih intervala i kontrola vremenskih parametara pokreta temelji se na proprioceptivnim i slušnim osjetima. Vestibularne iritacije tijekom okreta, rotacije, naginjanja itd. značajno utječu na koordinaciju pokreta i ispoljavanje fizičke kvalitete, osobito s niskom stabilnošću vestibularnog aparata. Eksperimentalno isključivanje individualnih osjetnih aferentacija kod sportaša (izvođenje pokreta u posebnoj ogrlici , isključujući aktivaciju cervikalnih proprioceptora ; korištenje naočala , pokrivajući središnje ili periferno vidno polje ) doveli do naglog pada ocjena za vježbu ili do potpune nemogućnosti njezina izvođenja. Nasuprot tome, priopćavanje sportašu dodatnih informacija (osobito hitnih - u procesu kretanja) pomoglo je brzom poboljšanju tehničkih radnji. Na temelju interakcije osjetilnih sustava, sportaši razvijaju složene predodžbe koje prate njihove aktivnosti u odabranom sportu - "osjećaj" leda, snijega, vode itd. Pritom u svakom sportu postoje najvažniji – vodeći senzorni sustavi o čijoj aktivnosti u najvećoj mjeri ovisi uspješnost sportašovog nastupa.

1. Tko je stvorio doktrinu analizatora?

2. Što se naziva analizator?

3. Naziv generalni principi strukture osjetnih sustava.

4. Koji je princip slojevitosti; višekanalni senzorni sustav?

5. Na koje su odjele podijeljeni osjetilni sustavi?

6. Što su receptori?

Materijali za samostalni rad Pitanja za kolokvij i za samokontrolu

1 Tko je stvorio doktrinu analizatora?

2 Što je analizator?

3 Navedite opće principe strukture senzornih sustava.

4 Koji je princip slojevitosti; višekanalni senzorni sustav?

5 Na koje su odjele podijeljeni osjetilni sustavi?

6 Što su receptori?

7. Navedite glavne funkcije osjetnih sustava.