Будова слухового аналізатора
Адам Д., Сприйняття, свідомість, пам'ять. Роздуми біолога, 1983
Будова слухового аналізатора
Загальні особливості. Слуховий апарат людини – дуже чутливий рецептор. Його будову ретельно досліджують представники нової дисципліни — біоніки, які хотіли б створити прилад, який має таку саму точність і вибірковість. Чутливість людського вуха всім добре відома. Вухо реагує на надзвичайно слабкі коливання, майже еквівалентні по енергії ударам молекул повітря на барабанну перетинку. У той самий час воно протистоїть надзвичайно сильним вібраціям, створюваним пневматичними свердлами чи надзвуковими літаками. Як приклад вибірковості можна зазначити усім знайому ситуацію, як у шумному приміщенні людина здатний зосередити увагу до голосі одного говорить. Так само музиканти відбирають із звучання цілого оркестру мелодію, що виконується на одному інструменті, і йдуть за нею. Периферичний рецепторний орган слуху - кортієвий орган - знаходиться у внутрішньому вусі. Він приймає коливання, які передаються до нього барабанною перетинкою та кісточками середнього вуха, перетворює їх на електричні імпульси та направляє в мозок. Вухо людини нечутливе до коливань частотою менше 16 Гц, тому звуки, вироблені рухами його власних м'язів, сухожиль і інших частин тіла, зазвичай не чути. Найвищі частоти, що межують із ультразвуком, сприймають лише молоді люди; верхня межа чутних частот після 30 років поступово знижується на 100-120 Гц на рік.
Роль середнього вуха. Звукові хвилі коливають барабанну перетинку, і ці коливання передаються через середнє вухо по трьом маленьким кісточкам (молоточку, ковадлі та стремічку) рідини, що наповнює внутрішнє вухо. Найостанніша з трьох кісточок - стремечко (вагою близько 1,2 мг) стикається з цією рідиною через овальне вікно і, діючи подібно до поршня, приводить її в рух відповідно до ритму звукових хвиль. У свою чергу, коливання рідини змушують коливатися мембрану кортієва органу. Ця складна система, що передає, дуже ефективна: коливання великої амплітуди і малої енергії трансформуються в коливання набагато меншої амплітуди, але в 20 разів більшої інтенсивності.
Звукові хвилі передаються не тільки через барабанну перетинку; кістки черепа теж здатні проводити коливання. Звук нашого власного голосу, яким ми його чуємо самі, завжди відмінний від того, яким його чують інші, оскільки звукові хвилі, що утворюються в гортані та ротовій порожнині, доходять до внутрішнього вуха також шляхом кісткової провідності. Таким чином, чутний нами звук - результат подвійної передачі через середнє вухо, і через кістку. А інші люди сприймають самі звуки лише через середнє вухо, менш чутливе до низьких частот. Кортіїв орган. Цей орган містить волоскові клітини (рис. 21); коли до них доходять коливання тиску, що передаються у внутрішнє вухо, вони генерують рецепторні потенціали. Коливання рідини у внутрішньому вусі передаються базилярної (основної) мембрані, що лежить у равлику, яка має форму спіралі з 23/4 витків загальною довжиною 33 мм. Низько-
частотні коливання діють на апікальні (верхівкові) ділянки базилярної мембрани, а високі тони - на її основу. При цьому волоскові клітини, деформуючись, піддаються механічній стимуляції та перетворюють аналоговий сигнал усунення в серію бінарних сигналів - імпульсів. Таламічний центр. Кожна волоскова клітина з'єднана з відростками двох нейронів - біполярних нервових клітин, що знаходяться в гангліях, розташованих поблизу внутрішнього вуха. Це перші нейрони слухового шляху, який, на відміну від зорового, складається не з трьох, а з п'яти нейронів (рис. 22). Більшість цих волокон, але не всі по дорозі у великий мозок перехрещуються. Таламус є важливою передавальною станцією: від медіального колінчастого тіла, що лежить у ньому, починається п'ятий нейрон, який йде до слухової кори. Слухова кора. Слухова кора точно картирована з допомогою методу викликаних потенціалів. Біля верхньої межі скроневої частки, поблизу нижнього краю сильвієвої борозни, виявлено множинне представництво слухової системи. Це означає, що слухові імпульси, що надходять від окремих клітин кортієва органу, активують у корі одночасно кілька нейронних груп. Кортикальні проекційні області мають таку ж топічну структуру, як зорова кора, тобто імпульси, що викликаються високими частотами, проектуються в одні точки, а викликані низькими частотами - в інші відповідно до відмінностей в ефекті стимуляції різних ділянок кортієва органу. Ця так звана тонотопічна організація характерна для всього слухового шляху, тобто для равлика, медіального колінчастого тіла та слухової кори.