В мире не существует просто звуков. Скорее, человеческое тело с его очень сложным органом слуха обладает способностью поглощать волнообразные изменения давления, возникающие в воздухе и перемещающиеся там, и преобразовывать их в нервные импульсы. Из всех органов чувств у человеческого эмбриона первым образуется ухо.
В воздухе звук передается молекулами воздуха, «толкающими» друг друга. Местом «приема» звуковых волн является среднее ухо. Во внутреннем ухе воспринимаемые вибрации в конечном итоге преобразуются в нервные импульсы, которые затем передаются в мозг. Здесь чудесным образом возникают определенные паттерны активности, которые синонимичны звуковым переживаниям.
Фактическим генератором для позже обработанных «акустических» сигналов является барабанная перепонка на конце наружного уха. (Греческое слово «акустика» - это название, данное для изучения звука и его распространения.) Барабанная перепонка приводится в движение, когда человеческое ухо подвергается воздействию звуковых волн - как натянутая кожа барабана, при ударе. Так что название этой части человеческого слухового аппарата имеет смысл. Но как звуковые волны попадают в барабанную перепонку и что потом происходит внутри слуха?
Две важные физические величины: «частота» и «амплитуда»
Важным показателем при исследовании звуковых волн является «частота» (от латинского «frequencytia», что означает «частота») - то, что имеется в виду, есть количество колебаний звуковой волны в единицу времени. «Герц» - сокращенно «Гц» - это единица измерения частоты, она описывает количество колебаний в секунду. Человеческое ухо может обрабатывать только очень специфический частотный диапазон, также говорят о человеческом «поле слуха». Частота в первую очередь отвечает за высоту звука - чем выше частота, тем выше тон!
Другой важной единицей измерения является «амплитуда» - то, что имеется в виду, это сила отклонения колебательного движения. Это можно сравнить с маятником, который либо немного раскачивается вперед-назад, либо сильно раскачивается. Амплитуда в основном отвечает за воспринимаемую громкость звука - чем больше амплитуда, тем громче звук!
Поле слуха человека составляет примерно от 16 до 19 000 Гц. 16 Гц соответствуют точно 16 19 000 Гц (или, другими словами, 19 килогерц) ровно 19 000 колебаний в секунду. Поле слуха у других живых существ совершенно иное - рекордсмены - дельфины, слух которых все еще может воспринимать и обрабатывать диапазоны частот до 200 000 Гц.
Путь к барабанной перепонке
Видимое снаружи ухо помогает людям определить, с какой стороны идет звуковой сигнал. Для звуковых сигналов, идущих сзади, он представляет собой препятствие, для звуковых сигналов сбоку и спереди он действует как воронка.
Внешнее ухо открывается в наружный слуховой проход, который представляет собой узкий и слегка изогнутый туннель, который проходит через череп и спускается к барабанной перепонке. Наружный наушник, включая мочку уха и наружный слуховой проход до барабанной перепонки, вместе именуются наружным ухом. Здесь звук, исходящий извне, передается на барабанную перепонку.
Наружный слуховой проход выстлан кожей, лежащей глубоко в самой кости - здесь особенно велика болевая чувствительность. На коже в слуховом проходе есть железы, вырабатывающие воск. Ушная сера важна для самоочищения слухового прохода - проникшая грязь или пыль связывается с ее помощью и выносится наружу. Поэтому при чистке тела будьте осторожны, чтобы не удалить ушную серу полностью.
Барабанная перепонка: вход в среднее ухо
Барабанная перепонка примерно круглая, около одного сантиметра в диаметре и около 0,1 миллиметра толщиной. Она очень напряжена и образует внешнюю стенку полости среднего уха, которую еще называют «барабанной полостью». Снаружи барабанная перепонка покрыта кожей, а внутри - слизистой оболочкой.
Звуковые волны, приближающиеся к барабанной перепонке, вызывают ее вибрацию. Эти колебания передаются в среднем ухе.
Само среднее ухо представляет собой заполненную воздухом полость перед внутренним ухом. Отсюда есть прямое соединение с областью глотки - этот канал называется «Евстахиева труба». Если есть изменения давления во внешнем мире (например, когда вы летите в самолете), давление в среднем ухе можно отрегулировать в соответствии с давлением во внешнем мире с помощью уха. Этот баланс имеет место, когда человек зевает или глотает.
«Цепочка слуховых косточек»: проводящий аппарат слуха
Самые маленькие кости человеческого тела расположены за барабанной перепонкой в барабанной полости - так говорят о «слуховой цепочке». Первая из этих костей находится в непосредственном контакте с барабанной перепонкой и прикрепляется к ней в одной точке. Эта первая слуховая кость цепи также называется «молотком», а ее нижняя часть, сливающаяся с барабанной перепонкой, «рукоятью молотка». Молоток вибрирует из-за контакта с барабанной перепонкой.
В случае вибрации молоток «ударяет» другую кость и тем самым передает ее движение. Эта вторая слуховая кость называется «наковальней». Наковальня также имеет длинное удлинение и на конце соприкасается с третьей костью цепи, которая называется «стремечко».
Ступень стремени плотно прилегает к так называемому «овальному окну». Другими словами, ступня стремени заполняет отверстие, за которым находится внутреннее ухо, наполненное жидкостью. Цепочка слуховых косточек передает движения барабанной перепонки «улитке» во внутреннем ухе.
Внутреннее ухо: тупик для звуковых волн
Обработка звука во внутреннем ухе - очень сложный механизм. В конце процесса преобразования звуковые волны полностью преобразуются в электрические нервные импульсы - эти импульсы достигают мозга и вызывают там ощущение прослушивания.
Улитка (также называемая «улиткой»), проходящая во внутреннем ухе, представляет собой систему костных протоков, заполненных жидкостями. Вибрации, передаваемые средним ухом, ощущаются во внутреннем ухе как движения в жидкостях внутреннего уха - говорят о «бегущих волнах». В улитке можно выделить три пространства, разделенных перепонками: средняя улитка, «вестибюльная лестница» вверху и «барабанная лестница» внизу. Жидкость предсердной и барабанной лестниц называется перилимфой, а жидкость средней улитки - эндолимфой.
В конце барабанной лестницы и в качестве границы среднего уха находится «круглое окно». Здесь звуковой импульс, который когда-то прошел через перилимфу предсердной и барабанной лестниц, возвращается в среднее ухо. Это завершает цикл.
«Кортиев орган»: путь к мозгу
В средней улитке, встроенной в мембрану барабанной лестницы, находится фактический сенсорный орган, генерирующий слуховые ощущения - он называется «Кортиевым органом» и назван в честь его первооткрывателя. Здесь звуковые волны, переносимые жидкостями внутреннего уха, переводятся на «язык мозга», а именно в электрические импульсы. Поэтому орган Корти также называют «интерфейсом».
В кортиевом органе есть внешние и внутренние волосковые клетки, которые находятся в контакте с примерно 40 000 «нейронов» (так называются отдельные нервные клетки) слухового нерва. Волосковые клетки также перемещаются бегущими волнами в улитке. Нервные импульсы, на которые воздействует кортиев орган, затем проходят по слуховому нерву в мозг, их путь называется «слуховым путем».
В головном мозге область «коры головного мозга» (внешняя область мозга), которая называется «слуховой корой», в основном отвечает за обработку и, очень вероятно, также за распознавание акустических сигналов. То, что здесь происходит, долгое время не имело отношения к законам звука и акустики. Но когда в мире есть шум (нерегулярные звуковые события), когда кто-то говорит или играет музыка (обычные звуковые события), сигналы приходят сюда мгновенно.
Подписывайтесь и ставьте лайки!:)