Конспект (физиология) - С3 Темы 1-15
.pdfжение, очень близкое к вертикальному. Такой рефлекс наблюдается и у человека. Статокинетические рефлексы – это реакции на двигательные стимулы, сами выражающиеся в движениях. Они вызываются возбуждением рецепторов полукружных каналов и отолитовых органов; их примеры – вращение тела кошки в падении, обеспечивающее ее приземление на все четыре лапы, или движения человека, восстанавливающего равновесие после того, как он споткнулся.
При вращении тела вокруг вертикальной оси раздражаются практически только горизонтальные полукружные каналы, т. е. отклонение их купул вызывает горизонтальный нистагм. Направление обоих его компонентов (быстрого и медленного) зависит от направления вращения и, таким образом, от направления деформации купул. Если тело вращается вокруг горизонтальной оси (например, проходящей через уши или саггитально через лоб), стимулируются вертикальные полукружные каналы и возникает вертикальный, или вращательный, нистагм. Направление нистагма принято определять по его быстрой фазе, т.е. при «правом нистагме» взгляд «перескакивает» вправо.
При пассивном вращении тела к возникновению нистагма ведут два фактора: стимуляция вестибулярного аппарата и перемещение поля зрения относительно человека. Оптокинетический (вызванный зрительной афферентацией) и вестибулярный нистагмы действуют синергически.
Еще один клинический способ запуска вестибулярного нистагма – термостимуляция горизонтальных полукружных каналов. Его преимущество–в возможности тестировать каждую сторону тела отдельно. Голову сидящего испытуемого отклоняют назад приблизительно на 60° (у лежащего на спине человека ее приподнимают на 30°), чтобы горизонтальный полукружный канал занимал строго вертикальное направление. Затем наружный слуховой проход промывают холодной или теплой водой. Наружный край полукружного канала расположен к нему очень близко, поэтому сразу же охлаждается или нагревается.
В соответствии с теорией Барани плотность эндолимфы при нагревании понижается; следовательно, ее нагретая часть поднимается, создавая разность давлений по обе стороны купулы; возникающая деформация вызывает нистагм. Исходя из его природы, этот вид нистагма называют калорическим. При нагревании он направлен к месту термического воздействия, при охлаждении–в обратную сторону. У людей, страдающих вестибулярными расстройствами, нистагм отличается от нормального качественно и количественно. Детали его тестирования приведены в работе. Следует отметить, что калорический нистагм может возникать в космических кораблях в условиях невесомости, когда различия плотности эндолимфы несущественны. Следовательно, в его запуске участвует, по крайней мере, еще один, пока не известный механизм, например, прямое термическое воздействие на вестибулярный орган.
Комплексные рефлексы, связанные с вестибулярной стимуляцией. Нейроны вестибулярных ядер обеспечивают контроль и управление различными двигательными реакциями. Важнейшими из этих реакций являются следующие: вестибулоспинальные, вестибуловегетативные и вестибулоглазодвигательные. Вестибулоспинальные влияния через вестибуло-, ретикулои руброспинальные тракты изменяют импульсацию нейронов сегментарных уровней спинного мозга. Так осуществляется динамическое перераспределение тонуса скелетной мускулатуры и включаются рефлекторные реакции, необходимые для сохранения равновесия. Мозжечок при этом ответствен за фазический характер этих реакций: после его удаления вестибулоспинальные влияния становятся по преимуществу тоническими. Во время произвольных движений вестибулярные влияния на спинной мозг ослабляются.
Ввестибуловегетативные реакции вовлекаются сердечно-сосудистая система, пищеварительный тракт
идругие внутренние органы. При сильных и длительных нагрузках на вестибулярный аппарат возникает патологический симптомокомплекс, названный болезнью движения, например морская болезнь. Она проявляется изменением сердечного ритма (учащение, а затем замедление), сужением, а затем расширением сосудов, усилением сокращений желудка, головокружением, тошнотой и рвотой. Повышенная склонность к болезни движения может быть уменьшена специальной тренировкой (вращение, качели) и применением ряда лекарственных средств.
Вестибулоглазодвигательные рефлексы (глазной нистагм) состоят в медленном движении глаз в противоположную вращению сторону, сменяющемся скачком глаз обратно. Само возникновение и характери-
стика вращательного глазного нистагма – важные показатели состояния вестибулярной системы, они широко используются в морской, авиационной и космической медицине, а также в эксперименте и клинике.
6. Строение и функции наружного и среднего уха.
Слуховая система – одна из важнейших дистантных сенсорных систем человека в связи с возникновением у него речи как средства межличностного общения. Акустические (звуковые) сигналы представляют собой колебания воздуха с разной частотой и силой. Они возбуждают слуховые рецепторы, находящиеся в улитке внутреннего уха. Рецепторы активируют первые слуховые нейроны, после чего сенсорная информация передается в слуховую область коры большого мозга через ряд последовательных отделов, которых особенно много в слуховой системе.
Орган слуха состоит из: наружного уха; среднего уха; внутреннего уха.
Наружное и среднее ухо отвечают за проведение звука к внутреннему уху, внутреннее ухо – за сенсорное преобразование.
Наружное ухо. Строение. Наружное ухо включает: ушную раковину; наружный слуховой проход (Функция: проводит звуковые колебания к барабанной перепонке); барабанную перепонку (тонкая (0,1 мм) перегородка, имеющая форму направленной внутрь воронки; функция: отделяет наружное ухо от барабанной полости (или среднего уха)). Функция: колеблется при действии звуковых колебаний, пришедших к ней через наружный слуховой проход.
Среднее ухо. Строение. Среднее ухо включает: барабанную полость; три слуховые косточки (находятся в заполненной воздухом барабанной полости): молоточек (рукояткой вплетен в барабанную перепонку; другая его сторона соединена с наковальней; функция: передаёт колебания наковальню); наковальню (функция: передаёт колебания стремечку); стремечко (благодаря особенностям геометрии слуховых косточек стремечку передаются колебания барабанной перепонки уменьшенной амплитуды, но увеличенной силы; поверхность стремечка в 22 раза меньше барабанной перепонки, что во столько же раз усиливает его давление на мембрану овального окна; в результате этого даже слабые звуковые волны, действующие на барабанную перепонку, способны преодолеть сопротивление мембраны овального окна преддверия и привести к колебаниям жидкости в улитке (т. е. функция: передаёт даже слабые колебания в овальное окно);
Функция: последовательно передают колебания барабанной перепонки во внутреннее ухо.
Слуховые косточки образуют цепь, соединяющую наружное ухо с внутренним: рукоятка молоточка соединена с барабанной перепонкой, а основание стремечка вставлено в овальное окно – отверстие, открывающееся в преддверие внутреннего уха (см. ниже).
Помимо овального окна, барабанная полость граничит с внутренним ухом посредством круглого окна – отверстия, тоже закрытого мембраной. Колебания жидкости улитки, возникшие у овального окна преддверия и прошедшие по ходам улитки, достигают, не затухая, круглого окна улитки. В его отсутствие из-за несжимаемости жидкости колебания ее были бы невозможны.
Барабанная полость соединяется с глоткой посредством евстахиевой (слуховой) трубы. Благодаря этому в барабанной полости поддерживается давление, равное атмосферному.
две мышцы: напрягающая барабанную перепонку (m. tensor tympani), функция: сокращаясь, усиливает натяжение барабанной перепонки и тем самым ограничивает амплитуду ее колебаний при сильных звуках; стременная (m. stapedius), функция: фиксирует стремечко и тем самым ограничивает его движения.
Рефлекторное сокращение этих мышц наступает через 10 мс после начала сильного звука и зависит от его амплитуды. Этим внутреннее ухо автоматически предохраняется от перегрузок. При мгновенных сильных раздражениях (удары, взрывы и т. д.) этот защитный механизм не успевает сработать, что может привести к нарушениям слуха (например, у взрывников и артиллеристов).
Функция наружного и среднего уха.
Назначение наружного и среднего уха – передача звуковых колебаний к внутреннему уху. Эта передача характеризуется, в частности: 1) усилением звукового давления (площадь овального окна примерно в 20 раз меньше, чем барабанной перепонки, а поскольку давление равно силе на единицу площади, звуковое давление в области овального окна примерно во столько же раз больше); 2) возможностью регуляции силы передаваемых колебаний благодаря действующим на слуховые косточки мышцам.
Звуковые колебания могут передаваться к внутреннему уху не только по цепочке слуховых косточек, но и по костям черепа. Это возможно, если источник звуковых колебаний непосредственно контактирует с костями черепа, вызывая их вибрацию (например, если прислонить ножку камертона к сосцевидному отростку височной кости). Таким образом, выделяют два вида проводимости:
oвоздушную проводимость – по системе слуховых косточек;
oкостную проводимость – по костям черепа.
Однако костная проводимость не может обеспечить слышимость даже громких звуков, и потому используется лишь в диагностике нарушений слуха или в слуховых аппаратах.
7. Строение и функции внутреннего уха.
Внутреннее ухо. Строение. Внутреннее ухо, или лабиринт, – полость сложной формы внутри височной кости (костный лабиринт). Внутри этой полости располагается перепончатый лабиринт – система трубочек и расширений, ограниченная тонкой перепонкой и в целом повторяющая форму костного лабиринта. Костный лабиринт заполнен перилимфой, а перепончатый – эндолимфой. Лабиринт состоит из трех отделов: преддверия; полукружных каналов; улитки.
К органу слуха относится улитка; преддверие и полукружные каналы составляют вестибулярный аппарат (см. выше).
Строение улитки:содержит слуховые рецепторы; представляет собой костный спирально закрученный канал (отдел лабиринта), образующий 2,5 витка; диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине ее – 0,5 мм.
По всей длине, почти до самого конца улитки, костный канал разделен двумя перепонками: преддверной (вестибулярной) мембраной (рейснеровой мембраной), более тонкая, отделяет средняя и вестибулярная лестницы; основной мембраной (базилярной мембраной): более плотная и упругая, отделяет средняя и барабанная лестницы;
На вершине улитки обе эти мембраны соединяются, и в них имеется овальное отверстие улитки – helicotrema.
Вестибулярная и основная мембрана разделяют костный канал улитки на три хода или лестницы (каждый из них имеет вид винтовой лестницы, поднимающейся от основания улитки к ее верхушке):
верхний – (или вестибулярная) лестница преддверия (scala vestibuli): начинается от преддверия (vestibulum), в котором, как говорилось выше, располагается овальное окно; у овального окна преддверия через овальное отверстие улитки (helicotrema) сообщается с нижним каналом улитки;
средний – перепончатый (или лестница) канал (scala media): начинается от барабанной полости, с которой она граничит посредством круглого окна, проходит между верхним и нижним каналами; полость этого канала не сообщается с полостью других каналов;
нижний – барабанная лестница (scala tympani):
Вестибулярная и барабанная лестницы заполнены перилимфой, напоминающей по составу цереброспинальную жидкость, средняя – эндолимфой, в составе которой в 100 раз больше калия и в 10 раз меньше натрия, чем в перилимфе, поэтому эндолимфа заряжена положительно по отношению к перилимфе. В области верхушки улитки вестибулярная и барабанная лестницы соединяются посредством просверленного отверстия, или геликотремы.
Таким образом, вестибулярная и барабанная лестница представляют собой части костного лабиринта, а средняя – перепончатого лабиринта; соответственно, вестибулярная и основная мембрана представляют собой части общей оболочки, образующей стенки перепончатого лабиринта.
Расположение и структура рецепторных клеток спирального органа.
Внутри среднего канала улитки на основной мембране расположен звуковоспринимающий аппарат – спиральный (кортиев) орган, содержащий рецепторные волосковые клетки (вторично-чувствующие механорецепторы). Эти клетки трансформируют механические колебания в электрические потенциалы.
На основной мембране расположены два вида рецепторных волосковых клеток (вторично-чувствую- щих механорецепторов), отделенные друг от друга кортиевыми дугами:
внутренние: располагаются в один ряд, общее число их по всей длине перепончатого канала достигает
3500;
наружные: располагаются в 3-4 ряда; общее число их 12 000-20 000.
Каждая волосковая клетка имеет удлиненную форму; один ее полюс фиксирован на основной мембране, второй находится в полости перепончатого канала улитки. На конце этого полюса есть волоски, или стереоцилии. Волоски рецепторных клеток омываются эндолимфой и контактируют с покровной (текториальной) мембраной, которая по всему ходу перепончатого канала расположена над волосковыми клетками.
8. Механизм слуховой рецепции.
Механизм возбуждения слуховых рецепторов:
1. поступление звуковых колебаний в слуховой проход;
2. колебание барабанной перепонки;
3. колебание косточкового аппарата;
4. колебание стремечка и мембраны овального окна;
5. колебание в полостях вестибулярной и барабанной лестниц; Колебания мембраны овального окна преддверия вызывают колебания перилимфы в верхнем и ниж-
нем каналах улитки, которые доходят до круглого окна улитки. 6. колебание эндолимфы в средней лестнице;
Преддверная мембрана очень тонкая, поэтому жидкость в верхнем и среднем каналах колеблется так, как будто оба канала едины.
7. колебание базальной мембраны; Упругим элементом, отделяющим этот как бы общий верхний канал от нижнего, является основная
мембрана. Звуковые колебания, распространяющиеся по перилимфе и эндолимфе верхнего и среднего каналов как бегущая волна, приводят в движение эту мембрану и через нее передаются на перилимфу нижнего канала.
8. колебание волосковых клеток – прислоняются к текториальной мембране (при движении базальной мембраны относительно текториальной развивается сдвиговое усилие и происходит смещение волосковых клеток (механо-рецепция));
При действии звука основная мембрана начинает колебаться, наиболее длинные волоски рецепторных клеток (стереоцилии) касаются покровной мембраны и несколько наклоняются.
9. отклонение волосковых клеток; 10. открытие механо-рецепторных К+-каналов (т. к. К+ > в эндолимфе);
Отклонение волоска на несколько градусов приводит к натяжению тончайших вертикальных нитей (микрофиламент), связывающих между собой верхушки соседних волосков данной клетки. Это натяжение чисто механически открывает от 1 до 5 ионных каналов в мембране стереоцилии.
11. по градиенту концентрации К+ идет в волосковую клетку; Через открытый канал в волосок начинает течь калиевый ионный ток. Сила натяжения нити, необходи-
мая для открывания одного канала, ничтожна, около 2•10-13 ньютонов. Еще более удивительным кажется
то, что наиболее слабые из ощущаемых человеком звуков растягивают вертикальные нити, связывающие верхушки соседних стереоцилии, на расстояние, вдвое меньшее, чем диаметр атома водорода.
Тот факт, что электрический ответ слухового рецептора достигает максимума уже через 100-500 мкс (микросекунд), означает, что ионные каналы мембраны открываются непосредственно механическим стимулом без участия вторичных внутриклеточных посредников. Это отличает механорецепторы от значительно медленнее работающих фоторецепторов.
12. вознкиает РП;
13. открытие потенциалуправляемых Cа2+-каналов;
14. Ca2+ входит в рецепторные клетки и способствует эндоцитозу и выходу медиатора глутамата (аспартата);
Деполяризация пресинаптического окончания волосковой клетки приводит к выходу в синаптическую щель нейромедиатора (глутамата или аспартата).
15. возникновение ПД (на дендритах спинномозгового ганглия).
Воздействуя на постсинаптическую мембрану афферентного волокна, медиатор вызывает генерацию в нем возбуждающего постсинаптического потенциала и далее генерацию распространяющихся в нервные центры импульсов.
Открывания всего нескольких ионных каналов в мембране одной стереоцилии явно мало для возникновения рецепторного потенциала достаточной величины. Важным механизмом усиления сенсорного сигнала на рецепторном уровне слуховой системы является механическое взаимодействие всех стереоцилии (около 100) каждой волосковой клетки. Оказалось, что все стереоцилии одного рецептора связаны между собой в пучок тонкими поперечными нитями. Поэтому, когда сгибаются один или несколько более длинных волосков, они тянут за собой все остальные волоски. В результате этого открываются ионные каналы всех волосков, обеспечивая достаточную величину рецепторного потенциала.
Собственно рецепторами являются внутренние волосковые клетки. Что касается наружных волосковых клеток, то они, обладая сократительной активностью, способны «раскачивать» основную мембрану и тем самым усиливать звуковые колебания.
9. Электрические явления в улитке.
При отведении электрических потенциалов от разных частей улитки обнаружено пять различных феноменов: два из них – мембранный потенциал слуховой рецепторной клетки и потенциал эндолимфы – не обусловлены действием звука; три электрических явления – микрофонный потенциал улитки, суммационный потенциал и потенциалы слухового нерва– возникают под влиянием звуковых раздражений (рис. 14.13).
1) Микрофонный - возникает в результате деформации волосков, полностью воспроизводит форму и частоту звуковых волн.
Если ввести в улитку электроды, соединить их с динамиком через усилитель и подействовать на ухо звуком, то динамик точно воспроизведет этот звук. Описываемое явление называют микрофонным эффектом улитки, а регистрируемый электрический потенциал назван кохлеарным микрофонным потенциалом. Доказано, что он генерируется на мембране волосковой клетки в результате деформации волосков. Частота микрофонных потенциалов соответствует частоте звуковых колебаний, а амплитуда потенциалов в определенных границах пропорциональна интенсивности звука.
2) Суммационный - стойкий сдвиг постоянного потенциала улитки в ответ на сильные звуки.
В ответ на сильные звуки большой частоты (высокие тона) отмечают стойкий сдвиг исходной разности потенциалов. Это явление получило название суммационного потенциала. Различают положительный и отрицательный суммационные потенциалы. Их величины пропорциональны интенсивности звукового давления и силе прижатия волосков рецепторных клеток к покровной мембране.
1 и 2 = суммарные рецепторные потенциалы волосковых клеток.
Микрофонный и суммационный потенциалы рассматривают как суммарные рецепторные потенциалы волосковых клеток. Имеются указания, что отрицательный суммационный потенциал генерируется вну-
тренними, а микрофонный и положительный суммационные потенциалы – наружными волосковыми клетками. И наконец, в результате возбуждения рецепторов происходит генерация импульсного сигнала в волокнах слухового нерва.
3) Эндокохлеарный (эндолимфатический).
10.Проводниковый и корковый отделы слуховой сенсорной системы.
Слуховые пути и центры. Слуховые пути
Последовательность проведения импульсации от внутреннего уха к коре головного мозга приведена на рис. 17.17.
1.Тела чувствительных нейронов, окончания которых подходят к волосковым клеткам, располагаются в спиральном ганглии, залегающем в улитке.
2.Аксоны этих нейронов образуют улитковую часть преддверно-улиткового нерва и идут в продолговатый мозг, переключаясь в нем на нейронах улитковых ядер.
3.После улитковых ядер слуховые пути в стволе мозга частично перекрещиваются и делают ряд переключений, в частности – в нижних холмиках четверохолмия и верхних оливных ядрах.
4.От ствола мозга слуховые пути поступают в медиальные коленчатые тела таламуса.
5.От медиальных коленчатых тел слуховые пути поступают в первичную слуховую зону височной извилины.
Стволовой отдел. Этот отдел отвечает за:
первичное реагирование на слуховые раздражители
Главным компонентом первичного реагирования является поворот головы и глаз в сторону внезапного звукового раздражителя – четверохолмный рефлекс. Как следует из названия, за этот рефлекс отвечает четверохолмие, в данном случае его нижние холмики.
регуляцию чувствительности органа слуха.
Регуляция чувствительности органа слуха включает два компонента:
1) Регуляция общей чувствительности осуществляется путем изменения проводимости в системе барабанной перепонки и слуховых косточек. В этой системе имеются две мышцы – мышца, натягивающая барабанную перепонку (m. tensor tympani) и стременная мышца (m. stapedius). Эти мышцы иннервируются соответственно тройничным и лицевым нервом. Сокращения этих мышц приводят к повышению жесткости в системе слуховых косточек и, как следствие, к снижению проводимости звука в этой системе (то есть, в конечном счете, уменьшению звукового давления на овальное окно). Особенно подавляется проведение звуков низкой частоты. Это обеспечивает:
o предохранение внутреннего уха от повреждающего действия чрезмерно громких звуков; o подавление низких частот для выделения полезного сигнала (например, речи) из шума.
2) Регуляция чувствительности к отдельным частотам осуществляется благодаря наружным волосковым клеткам. Как говорилось выше, эти клетки обладают сократительной активностью. Они сокращаются:
o при раздражении их волосков.
Благодаря этому в ответ на звуковое колебание наружные волосковые клетки дополнительно раскачивают основную мембрану в области их расположения, тем самым усиливая колебания внутренних волосковых клеток и, следовательно, чувствительность к звуку определенной частоты;
o при возбуждении иннервирующих эти клетки эфферентных волокон, идущих от верхних оливных ядер. Благодаря этому осуществляется центральная регуляция чувствительности к определенным частотам.
Таламический отдел. Этот отдел представлен медиальными коленчатыми телами таламуса. Как и для других сенсорных систем, таламический отдел отвечает за сенсорную фильтрацию – отбор зрительной информации, поступающей в кору головного мозга.
Корковый отдел. Корковая слуховая зона, как и все остальные сенсорные зоны коры, делится на первичную и вторичную слуховые зоны, расположенные в височной доле (рис. 17.18). В первичную слуховую зону поступает информация от медиальных коленчатых тел. Эта зона воспринимает звуки отдельных частот. Вторичная слуховая зона отвечает за распознавание сложных звуков, например характерных звуков человеческой речи (фонем) или музыкальных тембров (например, характерных для скрипки, фортепиано и пр.).
Иннервация волосковых клеток спирального органа. Сигналы от волосковых клеток поступают в мозг по 32 000 афферентных нервных волокон, входящих в состав улитковой ветви VIII пары черепных нервов. Они являются дендритами ганглиозных нервных клеток спирального ганглия. Около* 90 % волокон идет от внутренних волосковых клеток и лишь 10% – от наружных. Сигналы от каждой внутренней волосковои клетки поступают в несколько волокон, в то время как сигналы от нескольких наружных волосковых клеток конвергируют на одном волокне.
Помимо афферентных волокон, спиральный орган иннервируется эфферентными волокнами, идущими из ядер верхне-оливарного комплекса (оливо-кохлеарные волокна). При этом эфферентные волокна, приходящие к внутренним волосковым клеткам, оканчиваются не на самих этих клетках, а на афферентных волокнах. Считают, что они оказывают тормозное воздействие на передачу слухового сигнала, способствуя обострению частотного разрешения. Эфферентные волокна, приходящие к наружным волосковым клеткам, воздействуют на них непосредственно и, возможно, регулируют их длину и тем самым управляют чувствительностью как их самих, так и внутренних волосковых клеток.
Электрическая активность путей и центров слуховой системы. Даже в тишине по волокнам слухового нерва следуют спонтанные импульсы со сравнительно высокой частотой (до 100 в секунду). При звуковом раздражении частота импульсации в волокнах нарастает и остается повышенной в течение всего времени, пока действует звук. Степень учащения разрядов различна у разных волокон и обусловлена интенсивностью и частотой звукового воздействия (см. рис. 14.14). В центральных отделах слуховой системы много нейронов, возбуждение которых длится в течение всего времени действия звука. На низких уровнях слуховой системы сравнительно немного нейронов, отвечающих лишь на включение и выключение звука (нейроны on-, off- и on-off-типа). На высоких уровнях системы процент таких нейронов возрастает. В слуховой зоне коры большого мозга много нейронов, вызванные разряды которых длятся десятки секунд после прекращения звука.
На каждом из уровней слуховой системы с помощью макроэлектродов могут быть зарегистрированы характерные по форме вызванные потенциалы, отражающие синхронизированные реакции (ВПСП, ТПСП и импульсные разряды) больших групп нейронов и волокон (рис. 14.15).
11. Анализ частоты звука.
Звуковые колебания разной частоты вовлекают в колебательный процесс основную мембрану на всем ее протяжении неодинаково. Локализация амплитудного максимума бегущей волны на основной мембране зависит от частоты звука. Таким образом, в процесс возбуждения при действии звуков разной частоты вовлекаются разные рецепторные клетки спирального органа. В улитке сочетаются два типа кодирования, или механизма различения, высоты тонов:
Пространственное кодирование основано на определенном расположении возбужденных рецепторов на основной мембране.
Однако при действии низких и средних тонов, кроме пространственного, осуществляется и временное кодирование: информация передается по определенным волокнам слухового нерва в виде импульсов, частота следования которых повторяет частоту звуковых.
О настройке отдельных нейронов на всех уровнях слуховой системы на определенную частоту звука свидетельствует наличие у каждого из них специфической частотно-пороговой характеристики – зависи-
мости пороговой интенсивности звука, необходимой для возбуждения нейрона, от частоты звуковых колебаний. Для каждого нейрона существует оптимальная, или характеристическая, частота звука, на которую порог реакции нейрона минимален, а в обе стороны по диапазону частот от этого оптимума порог резко возрастает. При надпороговых звуках характеристическая частота дает и наибольшую частоту разрядов нейрона. Таким образом, каждый нейрон настроен на выделение из всей совокупности звуков лишь определенного, достаточно узкого участка частотного диапазона. Частотно-пороговые кривые разных клеток не совпадают, а в совокупности перекрывают весь частотный диапазон слышимых звуков, обеспечивая полноценное их восприятие.
12. Анализ интенсивности звука.
Сила звука кодируется частотой импульсации и числом возбужденных нейронов. Увеличение числа возбужденных нейронов при действии все более громких звуков обусловлено тем, что нейроны слуховой системы отличаются друг от друга по порогам реакций. При слабом стимуле в реакцию вовлекается лишь небольшое число наиболее чувствительных нейронов, а при усилении звука в реакцию вовлекается все большее число дополнительных нейронов с более высокими порогами реакций.
Кроме того, пороги возбуждения внутренних и наружных рецепторных клеток неодинаковы: возбуждение внутренних волосковых клеток возникает при большей силе звука, поэтому в зависимости от его интенсивности меняется соотношение числа возбужденных внутренних и наружных волосковых клеток.
13. Слуховые ощущения.
Тональность (частота) звука.
Человек воспринимает звуковые колебания с частотой 16-20 000 Гц. Этот диапазон соответствует 10-11 октавам. Верхняя граница частоты воспринимаемых звуков зависит от возраста человека: с годами она постепенно понижается и старики часто не слышат высоких тонов.
Различение частоты звука характеризуется тем минимальным различием по частоте двух близких звуков, которое еще улавливается человеком. При низких и средних частотах человек способен заметить различия в 1-2 Гц.
Встречаются люди с абсолютным слухом: они способны точно узнавать и обозначать любой звук даже при отсутствии звука сравнения.
Слуховая чувствительность. Абсолютный порог слуховой чувствительности – минимальная сила звука, слышимого человеком в половине случаев его предъявления. Пороги слышимости зависят от частоты звука. В области частот 1000-4000 Гц слух человека максимально чувствителен. В этих пределах слышен звук, имеющий ничтожную энергию. При звуках ниже 1000 и выше 4000 Гц чувствительность резко уменьшается: например, при 20 и при 20 000 Гц пороговая энергия звука в миллион раз выше.
Усиление звука может вызвать неприятное ощущение давления и даже боль в ухе. Звуки такой силы характеризуют верхний предел слышимости и ограничивают область нормального слухового восприятия.
14. Бинауральный слух.
Человек и животные обладают пространственным слухом.
Пространственный слух – способность определять положение источника звука в пространстве. Это свойство основано на наличии бинаурального слуха, или слушания двумя ушами. Для него важно и наличие двух симметричных половин на всех уровнях слуховой системы.
Острота бинаурального слуха у человека очень высока: положение источника звука определяется с точностью до 1 углового градуса. Основой этого служит способность нейронов слуховой системы оценивать интерауральные (межушные) различия времени прихода звука на правое и левое ухо и интенсивности звука на каждом ухе. Если источник звука находится в стороне от средней линии головы, звуковая волна приходит на одно ухо несколько раньше и имеет большую силу, чем на другом ухе. Оценка удаленности источника звука от организма связана с ослаблением звука и изменением его тембра. При раздельной стимуляции правого и левого уха через наушники задержка между звуками уже в 11 мкс или различие в интенсивности двух звуков на 1 дБ приводят к кажущемуся сдвигу локализации источника звука от средней линии в сторону более раннего или более сильного звука.
В слуховых центрах есть нейроны с острой настройкой на определенный диапазон интерауральных различий по времени и интенсивности. Найдены также клетки, реагирующие лишь на определенное направление движения источника звука в пространстве.
15. Методы исследования слуха.
Исследование функций слухового анализатора включает в себя различные методы, которые позволяют оценить слуховые функции субъективными и объективными методами. Вот некоторые из них: Субъективные методы:
1. Звукореактотест: Этот метод включает предъявление различных звуковых стимулов пациенту, после чего оценивается его реакция на них. Это может включать реакцию на громкий звук, внезапный шум и другие акустические сигналы.
2. Исследование восприятия шепотной и разговорной речи: подразумевает проверку способности пациента воспринимать и понимать шепот и разговорную речь при различных уровнях громкости и фоновых шумов.
3. Камертональное исследование: Метод, который используется для оценки слуховых функций путем предъявления звуковых колебаний с разной частотой и амплитудой при помощи камертона.
4. Аудиометрия: Этот метод включает в себя разнообразные подходы, такие как:
o Тональная пороговая аудиометрия: Оценка пороговых значений слуха для различных частотных диапазонов.
o Надпороговая аудиометрия: Оценка способности различать разные интенсивности звуков при слышимых уровнях.
o Речевая аудиометрия: Исследование понимания речи при различных условиях и уровнях шума.
o Шумовая аудиометрия: Оценка способности пациента выделять конкретные звуки в условиях фонового шума.
Объективные методы (электрофизиологические методы регистрации реакции на звук):
1. Регистрация отоакустической эмиссии: Этот метод включает измерение звуковых эмиссий, которые генерируются внутри уха в ответ на звуковой стимул. Эти эмиссии могут предоставить информацию о состоянии внутреннего уха.
2. Регистрация слуховых вызванных потенциалов: Этот метод включает в себя регистрацию электрических сигналов, генерируемых нейронами слуховой системы в ответ на акустические стимулы. Эти потенциалы могут быть использованы для оценки работы слуховой системы.
3. Импедансометрия: Исследование импеданса среднего уха, что позволяет оценить состояние барабанной перепонки и среднего уха в целом.
Эти методы помогают врачам и исследователям оценить слуховые функции пациентов и выявить возможные нарушения или проблемы в слуховом анализаторе.
Ситуационные задачи
1. У пациента при закапывании в наружный слуховой проход тёплого раствора обнаружен нистагм глаз. Что такое нистагм глаз? К какой группе вестибулярных рефлексов относится нистагм глаз? Каков механизм развития нистагма глаз в этой ситуации?
Ответ: Вестибулярно-глазодвигательный рефлекс. Один из полукружных каналов находится над слуховым проходом. При прохождении теплого раствора возбуждаются волоски полукружных каналов, импульсация идет по волокнам 8 нерва(преддверно-улитковый) в продолговатый мозг, потом переключается на 3, 4, 6 нерв (глазодвигательный, блоковый, тройничный) – сокращение мышц глазного яблока
2. При поездке по горному серпантину у пассажира возникло ощущение тошноты, сердцебиения и потоотделения. Развитие какой группы вестибулярных рефлексов привело к данному явлению?
Ответ: Поездка по горному серпантину у пассажира привела к развитию статокинетические группы рефлексов, т.е. реакции на двигательные стимулы, сами выражающиеся в движениях, которые вызываются возбуждением рецепторов полукружных каналов и отолитовых органов
3. При одностороннем нарушении слуха пациенты не могут определить положение источника звука в пространстве. С нарушением какой слуховой функции это связано?
Ответ: Нарушение пространственного слуха, основанного на наличии бинаурального слуха. Положение источника звука определяется с точностью до 1 углового градуса. Основой этого служит возможность нейронов слуховой системы оценивать различие времени прихода звука к правому и левому ушам и его интенсивности в каждом ухе
Учебно-исследовательские работа
1.Исследование костной и воздушной проводимости у (проба Ринне)
Вусловиях клиники это исследование проводится с целью дифференциальной диагностики тугоухости. Основано исследование на сравнении восприятия чистых звуков при воздушном и костном проведении.
Оснащение: камертон с числом колебаний 125 Гц, хронометр.
Ход работы: Проба Ринне основывается на моноауральном сравнении воздушной и костной проводимости.
