Реферат: Звуковые анализаторы человека-оператора, их характеристика, особенности, закономерности
При сокращении слуховых мышц чувствительность уха для басовых звуков падает на 30-40 дб; на восприятие дискантовых звуков сокращение мышц столь заметным образом не влияет; следовательно, благодаря этому рефлексу осуществляется защита уха от интенсивных басовых звуков. Так, например, при выпадении функции стременной мышцы (при параличах n. facialis) наблюдается болезненное восприятие сильных звуков (oxyocoia).
По мнению ряда авторов, при прислушивании происходит некоторое увеличение тонуса этих мышц, что приводит цепь косточек в наивыгоднейшее положение для передачи ничтожно малых колебаний. Косвенно это подтверждается наблюдениями В. Е. Перекалина, который при параличе лицевого нерва и бездействии стременной мышцы находил некоторое ухудшение восприятия речи.
Поэтому можно допустить, что слуховые мышцы, кроме основной защитной функции, выполняют и аккомодационную функцию, обеспечивая наиболее выгодное натяжение отдельных элементов звукопроводящей системы среднего уха.
Важным условием для правильной работы звукопроводящей системы является отсутствие различия в давлении по обе стороны барабанной перепонки. При понижении или повышении давления как в барабанной полости, так и в слуховом проходе натяжение барабанной перепонки меняется, акустическое сопротивление повышается и слух падает. В норме обычное атмосферное давление в барабанной полости обеспечивается вентиляционной функцией евстахиевой трубы. При глотании и зевании труба открывается и делается проходимой для воздуха. Повышение атмосферного давления в носоглотке (при помощи продувания уха, опыта Вальсальвы) способствует восстановлению давления в среднем ухе.
Кроме воздушного пути, проведения звуковых волн существует тканевый, или костный, путь.
Под влиянием воздушных звуковых колебаний, а также при соприкосновении вибраторов (например, костного телефона или костного камертона) с покровами головы кости черепа приходят в колебание (начинает колебаться и костный лабиринт).
На основании последних данных (Бекеши — Bekesy и др.) можно допустить, что звуки, распространяющиеся по костям черепа, только в том случае возбуждают кортиев орган, если они, аналогично воздушным волнам, вызывают выгибание определенного участка основной мембраны. Существенное значение имеют два типа костной проводимости.
1. Инерционный тип костной проводимости. Полагают, что под влиянием звуковых волн весь череп совершает колебательные движения. Так как цепь слуховых косточек обладает известной инерцией и очень легкой смещаемостью, то при перемещениях головы она несколько от них отстает, и таким образом осуществляется относительное перемещение подножной пластинки стремени по отношению к рамке овального окна. При таком механизме костной проводимости подвижность обоих окон так же необходима, как и при воздушной проводимости. Инерционный механизм костной проводимости играет большую роль при передаче по костям басовых звуков, так как при воздействии относительно медленных колебаний с большой амплитудой череп колеблется как одно целое.
2. Компрессионный тип костной проводимости имеет место при воздействии высоких звуков.
Под влиянием высоких звуков череп начинает колебаться отдельными сегментами, которые испытывают то сжатие, то ослабление давления. Такому же периодическому сжатию и ослаблению компрессии подвергается и лабиринтная капсула. В фазе сжатия лимфа испытывает давление со всех сторон и выпячивает мембраны обоих окон. Если бы они обладали одинаковым акустическим сопротивлением и одинаковой податливостью, то в равной степени выпячивались бы в сторону барабанной полости. В этом случае никакого изгиба основной перепонки не получалось бы, так как она испытывала бы одинаковое давление с обеих сторон. На самом же деле мембрана круглого окна гораздо податливее подножной пластинки (примерно в 7-8 раз), и поэтому она выпячивается гораздо больше, чем подножная пластинка. Очевидно, что в этом случае основная перепонка прогнется в сторону барабанной лестницы.
Этот механизм костной проводимости представляет большой интерес, так как он резко отличается от механизма воздушной проводимости. Основное значение здесь имеет не общая подвижность закрывающих окна образований, а различие в их подвижности. Поэтому фиксация одного из них (например, анкилоз стремени) даже способствует компрессионному механизму костной проводимости. Этим и объясняется резкое различие в порогах воздушной и костной проводимости при отосклерозе.
Сложные явления, наблюдаемые при костной аудиометрии, всегда должны рассматриваться с учетом этих двух механизмов. Обычно они действуют оба, но удельный вес каждого зависит от высоты и силы подаваемого звука, а также от изменений в звукопроводящем аппарате, в особенности от состояния окон.
ФИЗИОЛОГИЯ ЗВУКОВОГО АНАЛИЗАТОРА
НЕКОТОРЫЕ ПОНЯТИЯ О ФИЗИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ ЗВУКОВЫХ ЯВЛЕНИЙ
Естественным, адекватным раздражителем звукового анализатора является звук: благодаря эластическим свойствам окружающей нас среды всякое перемещение частиц не остается локализованным, а передается на соседние частицы и дает начало волнообразному процессу, распространяющемуся далеко от места возмущения среды. Если отклонить, например, браншу камертона и затем ее отпустить, то она благодаря упругости быстро дойдет не только до первоначального положения, но по инерции отклонится в другую сторону. Это быстрое движение вызовет сгущение молекул столба воздуха, прилегающего к бранше камертона. В следующие доли секунды произойдет обратное движение бранши, причем в том участке, где только что произошло уплотнение, образуется разрежение воздуха. Участок же сгущения в это время успеет продвинуться на некоторое расстояние. Таким образом возникает последующий ряд сгущений и разрежений воздуха, т. е. звуковая волна.
Чем дальше уходит волна от источника колебаний, тем больше она вследствие трения теряет в силе и, наконец, полностью затухает (сила падает пропорционально квадрату расстояния).
Тела, которые производят соответствующие колебания, называются вибраторами. К ним относятся струны, колокола, голосовые связки — все, что рождает звуки.
Наиболее простым видом колебаний являются гармонические, или синусоидные, колебания. На примере камертона видно, что бранша его, отклоняясь от среднего положения, доходит до крайнего положения, ускоренно движется назад, по инерции проходит через среднее положение, замедленно движется к другому крайнему положению и т. д. Точно так же движется любой маятник, поэтому эти колебания называются маятникообразными.
Промежуток времени, в течение которого совершается одно колебание, называется периодом колебания, а число колебаний в секунду — частотой колебаний, или герц. Амплитуда колебания — это расстояние между средним и крайним положениями колеблющегося тела.
Звуки распространяются в среде с определенной быстротой, зависящей от плотности среды. В воздухе эта скорость (V ) составляет 332 м/сек, скорость, которую превосходят современные реактивные самолеты. В воде скорость звука достигает 1450 м/сек.
Различаются поперечные и продольные волны. Поперечные хорошо видны при волнении воды, а также при колебании натянутой веревки. Воздушные звуковые волны — продольные, так как колебания частиц воздуха совершаются вдоль направления распространения волны.
Сила звука может быть определена по давлению, которое звуковая волна оказывает на пластинку, поставленную перпендикулярно к направлению распространения волны. Единицей давления считается бар ; это давление 1 дины на 1 см2 , оно соответствует примерно одной миллионной доле атмосферного давления.
Интенсивность звука характеризуется также энергией звука, т. е. той работой, которую он производит.
Единицей энергии (эрг) служит работа, которую производит сила, равная 1 дине, на пути в 1 см.
Эрги можно перевести в бары, а также в единицы мощности — ватты (1 бар равен 6,4 эрг, 1 Вт равен 107 эрг).
Важнейшую роль в акустике играют явления резонанса.
Если систему, способную к колебательным движениям, подвергнуть периодически действующей силе, например звуковой волне, то система придет в колебание, причем амплитуда колебаний будет разной для разных частот. Она будет наивысшей, когда собственный период колеблющейся системы совпадает с периодом воздействующей силы. Определяя амплитуду колебаний под влиянием звуков различной частоты, можно построить кривую резонанса. Каждое тело имеет свою кривую резонанса; камертоны дают резонансную кривую, которая очень резко поднимается до максимума и быстро падает. Такие вибраторы обладают острым резонансом; характерным для них является то, что амплитуда колебаний их мало уменьшается со временем, т. е. они дают медленно затухающие колебания.
Наоборот, если ударить по барабану, то его колебания быстро затухают, а кривая резонанса имеет пологий вид (пример тупого резонанса).
Важно, что колебания структур уха, проводящих звук, быстро затухают; благодаря этому внешний звук не искажается, и человек может быстро, последовательно принимать все новые и новые звуковые сигналы. Структуры же внутреннего уха должны обладать острым резонансом, так как этим определяется способность различения двух бли?