Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Функция вестибулярного анализатора



Функция органа слуха

Слуховая рецепция является сложным процессом, включающим функции звукопроведения и звуковосприятия. Для наиболее полно­го освещения функции слухового аппарата необходимо знакомство с основными акустическими характеристиками.

Основные физические понятия акустики.

В физическом понимании звук представляет собой механиче­ские колебания твердой, жидкой или газообразной среды, источни­ком которых может быть любой процесс, вызывающий местное из­менение давления или механическое напряжение в среде. С физио­логической точки зрения под звуком понимают такие механические колебания, которые, воздействуя на слуховой рецептор, вызывают в нем определенный физиологический процесс, воспринимаемый как ощущение звука. Распространение звуковых волн в разных средах зависит от скорости и плотности среды. Произведение их использу­ется для обозначения акустического сопротивления, или импеданса, среды. Скорость распространения звуковых колебаний в воздухе составляет 332 м/с, в воде — 1450 м/с.

Колебания звучащего тела можно представить как маятникообразные. Время, в течение которого совершается одно полное колеба­ние, называется периодом колебания. При маятникообразных коле­баниях в воздушной среде образуются участки сгущения (уплотне­ния) среды, чередующиеся с участками разрежения. В результате по­переменного образования участков сгущения и разрежения возника­ет звуковая волна. Различают волны поперечные — в твердых телах и продольные — в воздухе и жидких средах. Одинаковые состояния звуковой волны — участки сгущения или разрежения — называются фазами. Расстояние между одинаковыми фазами называют длиной волны. Низкие звуки, при которых фазы отстоят далеко друг от дру­га, имеют большую длину волны, высокие звуки с близким располо­жением фаз — маленькую (короткую) длину волны.

Фаза и длина волны имеют важное значение в физиологии слу­ха. Так, одним из условий оптимального слуха является приход зву­ковой волны к окнам преддверия и улитки в разных фазах (это ана­томически обеспечивается звукопроводящей системой среднего уха). Высокие звуки с малой длиной волны приводят в колебание не­большой (короткий) столб лабиринтной жидкости (перилимфы) в основании улитки, низкие — с большей длиной волны — распро­страняются до верхушки улитки. Это обстоятельство важно для уяс­нения современных теорий слуха.

К физическим характеристикам звука относятся также частота и амплитуда звуковых колебаний. Единицей измерения частоты ко­лебаний является герц (Гц), обозначающий число колебаний в се­кунду. Амплитуда колебаний — расстояние между средним и край­ним положениями колеблющегося тела. Амплитуда колебаний (ин­тенсивность) звучащего тела в значительной степени определяет восприятие звука.

По характеру колебательных движений звуки делятся на три группы: чистые тоны, сложные тоны и шумы. Гармонические (рит­мичные) синусоидальные колебания создают чистый, простой зву­ковой тон (т. е. звучит одна частота), например звук камертона. Негармонический звук, отличающийся от простых тональных зву­ков сложной структурой, называется шумом. Шумовой спектр со­стоит из многих разнообразных колебаний, частоты которых от­носятся к частоте основного тона хаотично, как различные дроб­ные числа. Восприятие шума часто сопровождается неприятными субъективными ощущениями. Сложные тоны имеют упорядочен­ное отношение частот к основному тону, а ухо имеет способность анализировать сложный звук. Вообще каждый сложный звук раз­лагается ухом на простые синусоидальные составляющие (закон Ома), т. е. происходит то, что в физике обозначают термином теоремы (ряда) Фурье.

Способность звуковой волны огибать препятствия называется дифракцией. Низкие звуки с большой длиной волны обладают луч­шей дифракцией, чем высокие с короткой длиной волны. Явление отражения звуковой волны от встречающихся на ее пути препятст­вий называется эхом. Многократное отражение звука в закрытых помещениях от, различных предметов носит название реверберации. При хорошей звукоизоляции помещений реверберация слабая, на­пример в театре, кинозале и т. д., при плохой — сильная. Явление наложения отраженной звуковой волны на первичную звуковую волну получило название интерференции. При этом явлении может на­блюдаться усиление или ослабление звуковых волн. При прохожде­нии звука через наружный слуховой проход происходит его интер­ференция и звуковая волна усиливается.

Важное значение в звукопроведении играет явление резонанса, когда звуковая волна одного колеблющегося предмета вызывает соколебательные движения другого предмета (резонатор). Резонанс может быть острым, когда собственный период колебаний резона­тора совпадает с периодом воздействующей силы, и тупым, если периоды колебаний не совпадают. При остром резонансе колебания затухают медленно, при тупом — быстро. Важно, что колебания струк­тур уха, проводящих звуки, затухают быстро; это устраняет искаже­ние внешнего звука, поэтому человек может быстро и последова­тельно принимать все новые и новые звуковые сигналы. Некоторые структуры улитки обладают острым резонансом, что способствует различению двух близкорасположенных частот.

Основные свойства слухового анализатора.

К основным свойствам слухового анализатора относится его спо­собность различать высоту (понятие частоты) звука, громкость (по­нятие интенсивности) и тембр, включающий основной тон и обер­тоны.

Ухо человека, как принято в классической физиологической акустике, воспринимает полосу звуковых частот от 16 до 20000 Гц (от 12-24 до 18000-24000 Гц). Чем больше амплитуда звука, тем лучше слышимость. Однако до известного предела, за которым на­чинается звуковая перегрузка. Колебания с частотой менее 16 Гц называются инфразвуком, а выше верхней границы слухового вос­приятия (т. е. более 20000 Гц) — ультразвуком. Инфразвук и ультра­звук ухо человека в обычных условиях не воспринимает, однако при специальном исследовании эти частоты также воспринимаются.

Область звукового восприятия человека ограничена звука­ми, расположенными между 16 колебаниями в секунду (нижняя граница) и 20000 колебаний в секунду (верхняя граница), что составляет 10,5 октавы. Звук частоты 16 Гц обозначается С, — субконтроктава, удвоенная частота в 32 Гц — С, (контроктава), затем 64 Гц — С (большая октава), 128 Гц — с (малая октава), 256 - с,, 512 - с,, 1024 - с„ 2048 - с4, 4096 - с, и т. д.

С возрастом слух постепенно ухудшается, смещается в сторо­ну низких частот и зона наибольшей чувствительности. Так, если в возрасте 20—40 лет она находится в области 3000 Гц, то в возрасте 60 лет и старше смещается в область 1000 Гц.

Верхняя и нижняя границы слуха могут изменяться при заболе­ваниях органа слуха, в результате чего суживается область слухового восприятия. У детей верхняя граница слуха достигает 22000 Гц. У пожилых людей она ниже и не превышает обычно 10000—15000 Гц. У всех млекопитающих животных верхняя граница слуха выше, чем у человека: например, у собак она достигает 38000 Гц, у кошек — 70000 Гц, у летучих мышей — 200000 Гц и более. Как показали иссле­дования, проведенные в нашей стране (Б. М. Сагалович, 1962), чело­век способен воспринимать ультразвуки частотой до 200-225 кГц, но только при костном его проведении. В аналогичных условиях, по тем же данным, расширяется диапазон воспринимаемых частот и у млекопитающих животных.

Весь диапазон воспринимаемых ухом человека частот делят на несколько частей: тоны до 500 Гц называются низкочастотными, от 500 до 3000 Гц — среднечастотными, от 3000 до 8000 Гц — высоко­частотными. Различные части диапазона воспринимаются ухом не­равномерно. Наибольшей чувствительностью ухо обладает к звукам в зоне 1000—4000 Гц, имеющей значение для восприятия человече­ского голоса. Ниже 1000 и выше 4000 Гц чувствительность (возбуди­мость) уха значительно понижается. Так, для частоты 10000 Гц по­роговый звук имеет интенсивность в 1000 раз большую, чем для оптимальной зоны чувствительности в 1000—4000 Гц. Различная чув­ствительность к звукам низкой и высокой частоты объясняется во многом резонансными свойствами наружного слухового прохода. Однако целиком это объяснение не исчерпывает проблемы. Опре­деленную роль здесь играют и соответствующие свойства чувстви­тельных клеток отдельных завитков улитки.

Минимальная энергия звуковых колебаний, способная вызвать ощущение звука, называется порогом слухового ощущения. Порог слухового ощущения определяет чувствительность уха: чем выше по­рог, тем хуже чувствительность. И наоборот. Следует различать ин­тенсивность звука — физическое понятие его силы и громкость — субъективную оценку силы звука. Одну и ту же интенсивность звука при нормальном и пониженном слухе люди воспринимают с разной громкостью.

Интенсивность звука, т. е. средняя энергия, переносимая зву­ковой волной к единице поверхности, измеряется в ваттах на 1 см-(1 Вт/см2). Звуковое давление, возникающее при прохождении зву­ковой волны в газообразной или жидкой среде, измеряется в микро­барах (мкбар); 1 мкбар равен давлению в 1 длину на площади 1 см2, что соответствует одной миллионной доле атмосферного давления. Порог восприятия звукового давления у человека равен 0,0002 мкбар, или 10"' эрг, а максимальный порог переносимого давления — 104 эрг, т. е. разница между минимальной и максимальной чувстви­тельностью равна 10й эрг и измеряется миллиардными величинами. Измерение слуха такими многоцифровыми единицами представля­ется крайне неудобным, поэтому единицей измерения уровня гром­кости звука, степени усиления (или ослабления) его является деци­бел (дБ). В современной аудиологии величину порога слышимости принято выражать в Па (Паскалях) Она составляет 2x1 б"5 Па или 20 мнПа. 1 Па составляет н/м2 (н — Ньютон).

Термин «Бел» введен в честь изобретателя телефона Бела и обо­значает отношение силы исследуемого звука к пороговому ее уров­ню. Децибел — 0,1 десятичного логарифма отношения силы данно­го звука к пороговому уровню. Введение такой единицы при аку­стических измерениях дало возможность интенсивность всех звуков области слухового восприятия выразить в относительных единицах от 0 до 140 дБ. Сила шепотной речи составляет примерно 30 дБ, разговорной — 40—60 дБ, уличного шума — 70 дБ, громкой речи — 80 дБ, крик у уха — 110 дБ, шум реактивного двигателя — 120 дБ. Максимальным порогом силы звука для человека является интен­сивность 120—130 дБ; звук такой силы вызывает боль в ушах.

Слуховой анализатор обладает большой различительной спо­собностью. Область восприятия различий по частоте характеризует­ся разностным (дифференциальным) порогом частоты звука, ины­ми словами — тем минимальным изменением частоты, которое мо­жет быть воспринято при сравнении двух различаемых частот. В диапазоне тонов 500—5000 Гц ухо различает изменение частоты в пределах 0,003%, в диапазоне 50 Гц различительная способность на­ходится в пределах 0,01%.

Слуховой анализатор способен дифференцировать прибавку зву­ка и по силе, т. е. различать появление новой большой интенсивно­сти звука. Дифференциальный порог силы звука (ДП) будет боль­шим в зоне низких частот и менее значительным в речевой зоне частот, где он равен в среднем 0,8 дБ.

Важной особенностью уха является способность к анализу слож­ных звуков. Звучащее тело, например струна, колеблется не только целиком, давая основной тон, но и своими частями (половиной, чет­вертью и т. д.), колебания которых дают обертоны (гармоники), что вместе с основным тоном составляет тембр. Все окружающие нас природные звуки, кроме основного тона, содержат ряд обертонов, (1 Вт/см2). Звуковое давление, возникающее при прохождении зву­ковой волны в газообразной или жидкой среде, измеряется в микро­барах (мкбар); 1 мкбар равен давлению в 1 длину на площади 1 см2, что соответствует одной миллионной доле атмосферного давления. Порог восприятия звукового давления у человека равен 0,0002 мкбар, или 10"' эрг, а максимальный порог переносимого давления — 104 эрг, т. е. разница между минимальной и максимальной чувстви­тельностью равна 10й эрг и измеряется миллиардными величинами. Измерение слуха такими многоцифровыми единицами представля­ется крайне неудобным, поэтому единицей измерения уровня гром­кости звука, степени усиления (или ослабления) его является деци­бел (дБ). В современной аудиологии величину порога слышимости принято выражать в Па (Паскалях) Она составляет 2x1 б"5 Па или 20 мнПа. 1 Па составляет н/м2 (н — Ньютон).

Термин «Бел» введен в честь изобретателя телефона Бела и обо­значает отношение силы исследуемого звука к пороговому ее уров­ню. Децибел — 0,1 десятичного логарифма отношения силы данно­го звука к пороговому уровню. Введение такой единицы при аку­стических измерениях дало возможность интенсивность всех звуков области слухового восприятия выразить в относительных единицах от 0 до 140 дБ. Сила шепотной речи составляет примерно 30 дБ, разговорной — 40—60 дБ, уличного шума — 70 дБ, громкой речи — 80 дБ, крик у уха — 110 дБ, шум реактивного двигателя — 120 дБ. Максимальным порогом силы звука для человека является интен­сивность 120—130 дБ; звук такой силы вызывает боль в ушах.

Слуховой анализатор обладает большой различительной спо­собностью. Область восприятия различий по частоте характеризует­ся разностным (дифференциальным) порогом частоты звука, ины­ми словами — тем минимальным изменением частоты, которое мо­жет быть воспринято при сравнении двух различаемых частот. В диапазоне тонов 500—5000 Гц ухо различает изменение частоты в пределах 0,003%, в диапазоне 50 Гц различительная способность на­ходится в пределах 0,01%.

Слуховой анализатор способен дифференцировать прибавку зву­ка и по силе, т. е. различать появление новой большой интенсивно­сти звука. Дифференциальный порог силы звука (ДП) будет боль­шим в зоне низких частот и менее значительным в речевой зоне частот, где он равен в среднем 0,8 дБ.

Важной особенностью уха является способность к анализу слож­ных звуков. Звучащее тело, например струна, колеблется не только целиком, давая основной тон, но и своими частями (половиной, чет­вертью и т. д.), колебания которых дают обертоны (гармоники), что вместе с основным тоном составляет тембр. Все окружающие нас природные звуки, кроме основного тона, содержат ряд обертонов, Важным свойством слухового анализатора является его способ­ность определять направление звука, получившая название ото-топики. Установлено, что ототопика возможна только при нали­чии двух слышащих ушей, т. е. при бинауральном слухе. Определе­ние направления звука обеспечивается следующими условиями: (1) разницей в силезвука, воспринимаемой ушами, поскольку ухо, ко­торое находится ближе к источнику звука, воспринимает его более громким. Здесь имеет значение и то, что одно ухо оказывается в звуковой тени; (2) восприятием минимальных промежутков време­ни между поступлением звука к одному и другому уху. У человека порог этой способности различать минимальные промежутки вре­мени равен 0,063 мс. Способность локализовать направление звука пропадает, если длина звуковой волны меньше двойного расстоя­ния между ушами, которое равно в среднем 21 см. Поэтому отото­пика высоких звуков затруднена. Чем больше расстояние между при­емниками звука, тем точнее определение его направления; (3) спо­собностью воспринимать разность фаз звуковых волн, поступаю­щих в оба уха. Однако в последние годы установлена возможность вертикальной ототопики, осуществляющейся одним ухом (Б. М. Са-галович с сотр.). Ее острота несколько ниже бинауральной горизон­тальной ототопики, она во многом зависит от частоты звука, сочета­ния различных высоких частот и имеет свои закономерности как в норме, так и в патологии.

Функции наружного, среднего и внутренне­го уха, звукопроведение и звуковосприятие.

Периферический отдел слухового анализатора выполняет две основные функции: (1) звукопроведение, т. е. доставку звуковой энергии к рецепторному аппарату; это преимущественно механиче­ская (физическая) функция; (2) звуковосприятие — превращение (трансформация) физической энергии звуковых колебаний в нерв­ное возбуждение. Соответственно этим функциям различают звуко­проводящий и звуковоспринимающий аппараты.

Звукопроведение. В выполнении этой функции участву­ют ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная пере­понка, цепь слуховых косточек, мембрана окна улитки, перилимфа, базилярная пластинка и рейсснерова мембрана.

Звуковая волна, как уже говорилось, является двойным колеба­нием среды, в котором различают фазу повышения и фазу пониже­ния давления. Продольные звуковые колебания поступают в наруж­ный слуховой проход, достигают барабанной перепонки и вызывают ее колебания. В фазе повышения давления (сгущения) барабанная перепонка вместе с рукояткой молоточка движется кнутри. При этом тело наковальни, соединенное с головкой молоточка, благодаря под­вешивающим связкам смещается кнаружи, а длинный отросток нако вальни — кнутри, смещая таким образом кнутри и стремя. Вдавлива­ясь в окно преддверия, стремя толчкообразно приводит к смещению перилимфы преддверия. Дальнейшее распространение звуковой вол­ны возможно лишь по лестнице преддверия, где колебательные дви­жения передаются преддверной мембране Рейсснера, а та в свою оче­редь приводит в движение эндолимфу и базилярную пластинку, а затем перилимфу барабанной лестницы и вторичную мембрану окна улитки. При каждом движении стремени в сторону преддверия пери-лимфа в конечном итоге приводит к смещению в сторону барабанной полости мембраны окна улитки. В фазе снижения давления происхо­дит возврат передающей системы в исходное положение.

Воздушный путь доставки звуков во внутреннее ухо является ос­новным. Другим путем проведения звуков к спиральному органу яв­ляется костная (тканевая) проводимость. Примером может служить простой опыт. Если герметично закрыть уши, то окажется, что вос­приятие громких звуков сохранится. В этом случае вступает в дейст­вие механизм, при котором звуковые колебания воздуха попадают на кости черепа, распространяются в них и доходят до улитки. Однако механизм передачи звука до спирального органа через кость имеет двоякий характер. В одном случае колебание основной мембраны и, следовательно, возбуждение спирального органа происходит таким же образом, как и при воздушном проведении, т. е. звуковая волна в виде двух фаз, распространяясь по кости до жидких сред внутреннего уха, в фазе давления будет выпячивать мембрану окна улитки и в меньшей степени основание стремени (учитывая практическую не­сжимаемость жидкости). Одновременно с таким компрессионным механизмом может наблюдаться другой — инерционный вариант, который учитывает не только разницу в массе и плотности слуховых косточек и жидких сред внутреннего уха по отношению к черепу, но и свободное их соединение с костями черепа. В этом случае при про­ведении звука через кость колебание звукопроводящей системы не будет совпадать с колебаниями костей черепа и, следовательно, бази-лярная и преддверная мембраны будут колебаться и возбуждать спиральный орган обычным путем. Колебание костей черепа можно вы­звать прикосновением к нему звучащего камертона или костного те­лефона аудиометра. Таким образом, костный путь передачи при на­рушении передачи звука через воздух приобретает большое значение. Инерционный механизм свойствен передаче низких частот, компрес­сионный — передаче высоких частот.

Функция отдельных элементов органа слуха в проведении зву­ков различна.

Ушная раковина. Роль ушных раковин в физиологии слуха человека изучена достаточно детально. Определенное значение они имеют в ототопике. В частности, при изменении положения ушных раковин вертикальная ототопика искажается, а при выключении их путем введения в слуховые проходы полых трубок полностью исче­зает. Наряду с этим ушные раковины играют роль коллектора для высоких частот, отражая последние от разных завитков к слуховому проходу.

Наружный слуховой проход представляет собой форму трубки. Благодаря чему является хорошим проводником зву­ков в глубину."Ширина и форма слухового прохода не играют осо­бой роли при звукопроведении. Вместе с тем полное заращение про­света слухового прохода или механическая закупорка его препятст­вует распространению звуковых волн к барабанной перепонке и приводят к заметному ухудшению слуха. Кроме того, сама форма слухового прохода, высокая чувствительность его кожи способству­ют предотвращению всевозможных травм органа слуха. В частно­сти, в слуховом проходе вблизи барабанной перепонки поддержива­ется постоянный уровень температуры и влажности независимо от колебаний температуры и влажности во внешней среде, что обеспе­чивает стабильность упругих свойств барабанной перепонки. Но главное заключается в том, что резонансная частота слухового про­хода при длине 2,7 см составляет примерно 2—3 кГц и благодаря этому именно указанные частоты поступают к барабанной перепон­ке усиленными на 10—12 дБ.

Полость среднего уха. Важным условием для правиль­ной работы звукопроводящей системы является наличие одинако­вого давления по обе стороны барабанной перепонки. При повыше­нии или понижении давления как в полости среднего уха, так и в наружном слуховом проходе натяжение барабанной перепонки ме­няется, акустическое (звуковое) сопротивление повышается и слух понижается. Выравнивание давления по обе стороны барабанной перепонки обеспечивается вентиляционной функцией слуховой тру­бы. При акте глотания или зевании слуховая труба открывается и становится проходимой для воздуха. Учитывая, что слизистая обо­лочка среднего уха постепенно всасывает воздух, нарушение венти­ляционной функции слуховой трубы ведет к превышению наружно­го давления над давлением в среднем ухе, что вызывает втяжение барабанной перепонки внутрь. В связи с этим нарушается звукопро-ведение и возникают патологические изменения в среднем ухе. Свое­образие строения и натяжения барабанной перепонки обуславлива­ет ее импеданс близким импедансу воздуха на частоте 0,8 кГц, и потому звуки этой и смежных частот почти беспрепятственно про­ходят через барабанную перепонку.

Барабанная перепонка и слуховые косточки увеличивают силу звуковых колебаний за счет уменьшения их ам­плитуды. Благодаря тому, что площадь основания стремени (3,2 мм2)

в окне преддверия значительно меньше рабочей площади барабан­ной перепонки (около 55 мм2), соответственно увеличивается сила за счет уменьшения амплитуды, увеличение силы звука происходит также в результате рычажного способа сочленения слуховых косто­чек. В целом давление на поверхности окна преддверия оказывается примерно в 19 раз больше, чем на барабанной перепонке. Этот ме­ханизм увеличения звукового давления является чрезвычайно важ­ным приспособлением, направленным на восстановление утрачи­ваемой акустической (звуковой) энергии при переходе из воздуш­ной среды в жидкую, которая имеет значительно большую плот­ность и, следовательно, большее акустическое сопротивление (им­педанс) по сравнению с воздухом. Благодаря барабанной перепонке и слуховым косточкам воздушные колебания большой амплитуды и относительно малой силы преобразуются в колебания перилимфы с относительно малой амплитудой, но большим давлением (рис. 34).

Слуховые мышцы. Слуховые мышцы (m. tensor tympani u т. stapedius) являются тем специальным механизмом среднего уха, который, с одной стороны, выполняет аккомодационную функцию (обеспечивая оптимальное натяжение отдельных элементов звуко­проводящего аппарата), а с другой — защитную функцию при дей­ствии звуков большой мощности: при большой интенсивности зву­ка слуховые мышцы рефлекторно резко сокращаются, что приводит к торможению колебания барабанной перепонки и слуховых косто­чек и соответственно к уменьшению звукового давления, передавае­мого перилимфе. Этим рецепторный аппарат улитки предохраняет­ся от сильных звуков.

Звуковосприятие представляет сложный нейрофизиоло­гический процесс трансформации энергии звуковых колебаний в нервный импульс (в рецепторном аппарате улитки), его проведение до центров к коре головного мозга, анализ и осмысливание звуков. раковин вертикальная ототопика искажается, а при выключении их путем введения в слуховые проходы полых трубок полностью исче­зает. Наряду с этим ушные раковины играют роль коллектора для высоких частот, отражая последние от разных завитков к слуховому проходу.

Наружный слуховой проход представляет собой форму трубки. Благодаря чему является хорошим проводником зву­ков в глубину."Ширина и форма слухового прохода не играют осо­бой роли при звукопроведении. Вместе с тем полное заращение про­света слухового прохода или механическая закупорка его препятст­вует распространению звуковых волн к барабанной перепонке и приводят к заметному ухудшению слуха. Кроме того, сама форма слухового прохода, высокая чувствительность его кожи способству­ют предотвращению всевозможных травм органа слуха. В частно­сти, в слуховом проходе вблизи барабанной перепонки поддержива­ется постоянный уровень температуры и влажности независимо от колебаний температуры и влажности во внешней среде, что обеспе­чивает стабильность упругих свойств барабанной перепонки. Но главное заключается в том, что резонансная частота слухового про­хода при длине 2,7 см составляет примерно 2—3 кГц и благодаря этому именно указанные частоты поступают к барабанной перепон­ке усиленными на 10—12 дБ.

Полость среднего уха. Важным условием для правиль­ной работы звукопроводящей системы является наличие одинако­вого давления по обе стороны барабанной перепонки. При повыше­нии или понижении давления как в полости среднего уха, так и в наружном слуховом проходе натяжение барабанной перепонки ме­няется, акустическое (звуковое) сопротивление повышается и слух понижается. Выравнивание давления по обе стороны барабанной перепонки обеспечивается вентиляционной функцией слуховой тру­бы. При акте глотания или зевании слуховая труба открывается и становится проходимой для воздуха. Учитывая, что слизистая обо­лочка среднего уха постепенно всасывает воздух, нарушение венти­ляционной функции слуховой трубы ведет к превышению наружно­го давления над давлением в среднем ухе, что вызывает втяжение барабанной перепонки внутрь. В связи с этим нарушается звукопроведение и возникают патологические изменения в среднем ухе. Свое­образие строения и натяжения барабанной перепонки обуславлива­ет ее импеданс близким импедансу воздуха на частоте 0,8 кГц, и потому звуки этой и смежных частот почти беспрепятственно про­ходят через барабанную перепонку.

Барабанная перепонка и слуховые косточки увеличивают силу звуковых колебаний за счет уменьшения их ам­плитуды. Благодаря тому, что площадь основания стремени (3,2 мм2)

в окне преддверия значительно меньше рабочей площади барабан­ной перепонки (около 55 мм2), соответственно увеличивается сила за счет уменьшения амплитуды, увеличение силы звука происходит также в результате рычажного способа сочленения слуховых косто­чек. В целом давление на поверхности окна преддверия оказывается примерно в 19 раз больше, чем на барабанной перепонке. Этот ме­ханизм увеличения звукового давления является чрезвычайно важ­ным приспособлением, направленным на восстановление утрачи­ваемой акустической (звуковой) энергии при переходе из воздуш­ной среды в жидкую, которая имеет значительно большую плот­ность и, следовательно, большее акустическое сопротивление (им­педанс) по сравнению с воздухом. Благодаря барабанной перепонке и слуховым косточкам воздушные колебания большой амплитуды и относительно малой силы преобразуются в колебания перилимфы с относительно малой амплитудой, но большим давлением (рис. 34).

Слуховые мышцы. Слуховые мышцы (m. tensor tympani u т. stapedius) являются тем специальным механизмом среднего уха, который, с одной стороны, выполняет аккомодационную функцию (обеспечивая оптимальное натяжение отдельных элементов звуко­проводящего аппарата), а с другой — защитную функцию при дей­ствии звуков большой мощности: при большой интенсивности зву­ка слуховые мышцы рефлекторно резко сокращаются, что приводит к торможению колебания барабанной перепонки и слуховых косто­чек и соответственно к уменьшению звукового давления, передавае­мого перилимфе. Этим рецепторный аппарат улитки предохраняет­ся от сильных звуков.

Звуковосприятие представляет сложный нейрофизиоло­гический процесс трансформации энергии звуковых колебаний в нервный импульс (в рецепторном аппарате улитки), его проведение до центров к коре головного мозга, анализ и осмысливание звуков. хушки улитки, звуки высокой частоты вызывают прогибание ее в об­ласти основного завитка улитки. Базилярная мембрана в наибольшей степени смещается на гребне «бегущей волны» и, колеблясь, вызыва­ет деформацию сдвига волосковых клеток спирального органа над этим участком мембраны (рис. 37*).

В последние годы наряду с приведенными и подобными им теориями появились новые представления о реакции на звуковое раздражение невсей системы внутреннего уха (принцип макроме­ханики), а лонгйтудинальное (продольное) сокращение отдельных чувствительных клеток. При этом удалось раскрыть механизм тако­го сокращения (микромеханики) за счет биохимических процессов, в частности активации белка миозина.

Каким образом происходит трансформация механической энер­гии звуковых колебаний в нервное возбуждение — на этот вопрос пытались и пытаются дать ответ многие исследователи. Значитель­ный вклад в решение этой задачи сделан отечественными учеными. В основу электрофизиологического метода исследований данной проблемы положено учение Н. Е. Введенского о процессах нервно­го возбуждения. Согласно его взглядам, ритм возбуждения нервной ткани соответствует ритму раздражения. При этом оказалось, что улитка способна генерировать определенный переменный электри­ческий потенциал в ответ на определенное звуковое раздражение.

Ушной лабиринт представляет собой один из наиболее слож­ных и разнообразных органов по своему метаболизму и электриче­ской активности (электрогенности). Изучение электрогенности при­вело к установлению не менее пяти видов биопотенциалов как по­стоянных, так и переменных. Среди переменных потенциалов наи­более широко и разносторонне в эксперименте изучены так назы­ваемые микрофонные (или кохлеарные) потенциалы. Они повторя­ют по форме синусоидальный акустический стимул, т. е. вызвавший их сигнал (отсюда и название микрофонные). Возникают они в на­ружных волосковых клетках спирального органа. За минувшие бо­лее полувека со времени их открытия эти потенциалы получили са­мое широкое распространение в экспериментальной аудиологии как в области установления патогенетических закономерностей, так и в отношении использования лекарственных препаратов при воспро­изведении разнообразных форм патологии.

Другой переменный потенциал лабиринта представлен потен­циалом части слухового нерва, расположенной внутри улитки. В от­личие от микрофонных потенциалов он не отражает частотной ха­рактеристики тонального стимула, так как воспроизводится корот­ким акустическим сигналом — звуковым щелчком. Но он сопутствует микрофонному ответу. Этот потенциал получил название акционно-го потенциала, или потенциала действия, и выражает суммарную активность нерва. Это придает ему большое значение в анализе состоя­ния чувствительного аппарата, и он широко используется в решении патогенетических вопросов как в эксперименте, так и в клинике. Среди прочего следует обратить внимание на то, что амплитуда акционного потенциала слухового нерва при определенных условиях может дать сведения.о числе активизированных в нерве волокон.

Что касается постоянных потенциалов внутреннего уха, то они могут регистрироваться не только в ответ на акустическую стимуля­цию, как это происходит с переменными потенциалами, но и просто отражать заряженность отдельных структур в покое, без звукового воздействия. Такой потенциал обнаруживается в эндолимфатическом пространстве (почему он и получил название эндолимфатического, или эндокохлеарного потенциала). Можно считать, что этот потен­циал имеет основополагающее значение как для слуховой, так и для вестибулярной функции, хотя последнее еще исследовано недоста­точно. Источник эндолимфатического потенциала — устойчивая по­ляризация эндолимфы относительно окружающих тканей, и она соз­дает главное электрическое поле, которое обеспечивает формирова­ние иных, в том числе переменных, потенциалов внутреннего уха. Источником генерирования эндокохлеарного потенциала можно счи­тать сосудистую полоску, и уже это одно говорит о принципиальной важности потенциала для понимания сущности различных физиоло­гических и патологических процессов в ушном лабиринте.

Из постоянных потенциалов, связанных со звуковым воздейст­вием, немалый интерес представляет так называемый суммационный потенциал. Он формируется в ответ на те же акустические стимулы, что и микрофонные потенциалы, но не повторяет их форму, а пред­ставляет собой как бы огибающую пиков в ответе. Допускается, что этот потенциал отражает смещение базилярной мембраны, но более вероятна связь его с чувствительными клетками, притом как с наруж­ными, так и с внутренними. В этом принципиальное отличие его от микрофонных потенциалов, но вопрос еще не решен окончательно, хотя решение его, совершенно очевидно, крайне важно для понима­ния механизма развития различных форм патологии внутреннего уха. Наконец, постоянны внутриклеточные (интрацеллюлярные) потенциалы. Они, как и в других органах, представляют собой по­ляризацию внутренней поверхности клеток относительно наружной. Поэтому внутриклеточно введенный электрод регистрирует обычно отрицательный заряд. Нет надобности говорить о значении регист­рации этого потенциала для понимания сущности заболеваний внут­реннего уха. Сейчас на этом пути уже достигнуты значительные ре­зультаты. С развитием технических возможностей микроэлектрод­ных измерений перспективы использования эндокохлеарных потен­циалов все более и более расширяются, обогащая аудиологию новы ми представлениями о механизме развития ушных болезней и на­правлениях борьбы с ними.

Функция вестибулярного анализатора

Вестибулярная функция включает деятельность полукружных каналов и мешочков преддверия. Адекватными раздражителями вес­тибулярных рецепторов являются различные виды ускорений. Угло­вые ускорения приводят к генерации возбуждения в ампулярных рецепторах; все виды прямолинейных ускорений (центробежное, цен­тростремительное и гравитационное) приводят к раздражению в сен­сорных пятнах преддверия. Кроме того, в саккулюсе, как теперь ус­тановлено, происходит рецепция вибрационных стимулов.

Принцип рецепции ускорений в ампулярных и преддверных рецепторах один: волосковые сенсорные клетки (филогенетические дериваты механорецепторов) и система, обладающая свойством инерции (эндолимфа — в полукружных каналах, отолитовые мем­браны — в преддверии). Инерционная система под воздействием ускорений способна сдавливать или отклонять волоски клеток сен-соэпителия в ту либо другую сторону.

Имеется пять типов вестибулярных реакций, соответственно ас­социативным связям вестибулярных ядер.

1. Вестибулосоматические реакции обусловлены наличием вес-тибулоспинальных связей, они обеспечивают перераспределение мы­шечного тонуса при воздействии ускорений на организм.

2. Окуломоторные реакции, обусловленные вестибулоглазодви-гательными связями, определяют возникновение нистагма. Под вес­тибулярным нистагмом подразумевают непроизвольные ритмические, обычно сочетанные, подергивания глазных яблок двухфазного ха­рактера со сменой двух движений — медленной и быстрой фаз. Мед­ленное движение происходит в одну сторону, быстрое — в противо­положную. Все вестибулярные рефлексы, влияющие на поперечно­полосатую мускулатуру, являются тоническими. Только нистагм имеет двухфазный клонический характер. Причем медленная фаза обусловлена раздражением ампулярного рецептора, а быстрая — ком­пенсирующим влиянием глазодвигательного центра (возвращение глазных яблок в исходное положение).

Физиологический смысл нистагма состоит в «фотографирова­нии» фрагментов окружающей среды при вращении.

3. Вестибуловегетативные реакции также имеют адаптацион­ный характер и заключаются в повышении артериального давления, учащении сердцебиения, возникновении тошноты и даже рвоты при воздействии ускорений.

4. Вестибуломозжечковые реакции направлены на поддержа­ние положения тела в пространстве посредством перераспределе-

ния мышечного тонуса в динамическом состоянии организма. То есть в момент совершения активных движений на фоне воздейст­вия ускорений.

5. Центральный анализ и коррекция вестибулосенсорной реак­ции (головокружение) обусловлены наличием вестибулокортикаль-ных связей с корой головного мозга.

Таким образом, при раздражении ампулярных рецепторов воз­никает афферентная импульсация, распространяющаяся по описан­ным выше ассоциативным связям и вызывающая перечисленные без­условные рефлексы. Рефлексы эти возникают с большим постоян­ством, то есть носят закономерный характер.

Вестибулосоматические реакции (анимальные рефлексы) при раздражении ампулярных рецепторов проявляются в виде отклоне­ния рук, ног, туловища и головы в сторону движения эндолимфы (в сторону медленного компонента нистагма) — для горизонтального полукружного канала, для остальных каналов — в обратную сторо­ну. Эта же закономерность отклонения проявится и при ходьбе в момент действия рефлекса. Следовательно, при раздражении ампу­лярного рецептора возникает афферентная импульсация к двига­тельным, вегетативным, мозжечковому и корковому центрам, вызы­вающая безусловные рефлексы.

Эвальду удалось в эксперименте запломбировать гладкий ко­нец полукружного канала голубя, рядом с пломбой ввести в канал полую иглу и с помощью поршня шприца направлять движения эн­долимфы в одну или другую стороны и регистрировать при этом характер возникающих реакций (рис. 38).

Первый закон Эвальда указывает, что реакции воз­никают только с того полукружного канала, который находится в плоскости вращения, несмотря на то, что какое-то менее сильное смещение эндолимфы происходит и в каналах, не находящихся в плоскости вращения. Здесь сказывается регулирующее значение цен­тральных отделов анализатора. Следовательно, реакция с полукруж­ных каналов (нистагм, отклонение конечностей и т. д.) всегда проис­ходит в плоскости вращения.

Второй закон Эваль-д а гласит, что направлению дви­жения эндолимфы всегда соответ­ствует направление медленного компонента нистагма, направление отклонения конечностей, корпуса и головы. Следовательно, быстрый компонент нистагма (или просто нистагм будет направлен в противоположную сторону. Например, после вращения в кресле Бара-ни по часовой стрелке (вправо) движение эндолимфы в горизон­тальном полукружном канале после остановки будет продолжаться вправо. По этому закону Эвальда в данном случае после вращатель­ный нистагм возникает влево, а отклонение конечностей, туловища и головы произойдет вправо. Если с помощью электронистагмогра-фии произвести регистрацию нистагма не после остановки, а в мо­мент вращения "вправо, то окажется, что нистагм будет вправо. Это связано с тем, что в период наращивания вращения вправо эндо-лимфа будет отставать от стенок канала, смещаясь в противополож­ную сторону, т. е. влево; следовательно, и медленный компонент нистагма будет направлен влево, а быстрый — вправо.

Третий закон Эвальда состоит в том, что движение эндолимфы в сторону ампулы (ампулопетально) в горизонтальном полукружном канале вызывает в значительной мере более сильную реакцию, чем движение эндолимфы к гладкому концу (ампулофу-гально). Из этого закона следует, что поскольку после вращения вправо эндолимфа движется в правом горизонтальном канале ампу-лофугально, а в левом — ампулопетально, то после вращения впра­во возбуждается в основном левый лабиринт, а раздражением пра­вого лабиринта при клиническом исследовании можно пренебречь. При этом, однако, нужно иметь в виду, что реакции с менее раздра­жаемого лабиринта, хотя и незначительно, усиливают реакции вто­рого лабиринта. 5.4. Методы исследования уха

Наружный осмотр и пальпация уха. Подготовка к осмотру, как указано выше. Осмотр начинают со здорового уха. Осматривают ушную раковину, наружное отверстие слухового прохо­да, заушную область, область впереди слухового прохода. В норме ушная раковина;д-козелок при пальпации безболезненны. Для ос­мотра наружно»» Отверстия правого слухового прохода необходимо оттянуть ушную раковину кзади и кверху, взявшись I и II пальцами левой руки за завиток ушной раковины. Для осмотра слева ушную раковину надо оттянуть аналогично правой рукой (рис. 47). Для ос­мотра заушной области правой рукой оттягивают правую ушную ра­ковину обследуемого кпереди. Обращают внимание на заушную склад­ку (место прикрепления ушной раковины к сосцевидному отростку); в норме она хорошо конурируется. Затем I пальцем левой руки паль­пируют сосцевидный отросток в трех точках: проекции антрума, сиг­мовидного синуса, верхушки сосцевидного отростка. При пальпации левого сосцевидного отростка ушную раковину оттягивают левой ру­кой, а ощупывание осуществляют I пальцем правой руки; II пальцем левой руки пальпируют регионарные лимфатические узлы правого уха кпереди и кзади от наружного слухового прохода, II пальцем пра­вой руки — аналогично лимфатические узлы левого уха. В норме лимфатические узлы не прощупываются; I пальцем правой руки на­давливают на козелок. В норме пальпация его безболезненна.

Отоскопия. Оттягивают левой рукой правую ушную ракови­ну кзади и кверху у взрослых, кзади и книзу — у детей; I и II пальца­ми правой руки вводят ушную воронку в хрящевой отдел наружного слухового прохода. При осмотре левого уха ушную раковину оттяги­вают правой рукой, а воронку вводят пальцами левой руки. Подбира­ют ее так, чтобы диаметр воронки соответствовал поперечному диа­метру наружного слухового прохода. Ушную воронку нельзя вводить

а \_/ б

Рис. 47. Отоскопия.

а) техника осмотра, б) правильное положение воронки при отоскопии.

в костный отдел слухового прохода, так как это вызывает боль. Длин­ная ось воронки должна совпадать с осью костного отдела слухового прохода, иначе воронка упрется в какую-либо его стенку. Произво­дят легкие перемещения наружного конца воронки для того, чтобы последовательно осмотреть все части барабанной перепонки. Из по­бочных явлений, наблюдаемых при введении воронки, особенно при надавливании на задненижнюю стенку, может быть кашель, завися­щий от раздражения окончаний веточек блуждающего нерва.

Очистка слухового прохода производится сухим способом или промыванием.

При сухой очистке на ушной зонд с нарезкой наматывают не­большой кусочек ваты, чтобы кончик зонда был закрытым, в виде кисточки. Вату на зонде слегка смачивают в вазелиновом масле, вво­дят при отоскопии в наружный слуховой проход и удаляют содержа­щуюся в нем ушную серу.

При промывании набирают в шприц Жане теплую воду температуры тела (чтобы не было раздражения вестибулярного ап­парата), под ухо больного подставляют почкообразный лоток, нако­нечник шприца вводят в начальную часть слухового прохода и на­правляют струю жидкости вдоль задневерхней стенки слухового про­хода. После промывания оставшуюся воду необходимо удалить с по­мощью накрученной на зонд ваты.

При подозрении на сухую перфорацию промывание уха проти­вопоказано в связи с опасностью вызвать воспаление в среднем ухе.

Отоскопическая картина. Наружный слуховой про­ход, имеющий длину 2,5 см, покрыт кожей, в перепончато-хряще­вой части имеются волосы; может содержать секрет серных желез (ушная сера).

Барабанная перепонка серого цвета, с перламутровым оттен­ком. На ней имеются опознавательные пункты: рукоятка и корот­кий отросток молоточка, передняя и задняя складки, световой ко­нус (рефлекс), умбо (пупок). Барабанная перепонка состоит из двух частей: натянутой и расслабленной. На поверхности барабанной перепонки условно различают четыре квадранта. Эти квадранты получаются от мысленного проведения двух перпендикулярных ли­ний. Одна линия проходит по рукоятке молоточка, другая — пер­пендикулярно к ней через центр умбо. Возникающие при этом квад­ранты носят названия передневерхнего и задневерхнего, передне-нижнего и задненижнего (рис. 25).

Определение проходимости слуховых (евста­хиевых) труб.

Для исследования проходимости слуховых труб необходимо иметь: специальную эластичную (резиновую) трубку с ушными вкла­дышами на обоих ее концах (отоскоп), резиновую грушу с оли вой на конце (баллон Политцера), набор ушных катетеров различ­ных размеров (от 1 до 6 номера).

Исследование основано на продувании и прослушивании шума воздуха, проходящего через слуховую трубу испытуемого. После­довательно выполняются 4 способа продувания (определения сте­пени проходимости) слуховой трубы. Возможность выполнения того или иного способа позволяет определить I, II, III или IV степень проходимостй^трубы. При выполнении исследования один конец отоскопа помещается в наружный слуховой проход испытуемого, второй — врача. Врач через отоскоп выслушивает шум прохожде­ния воздуха через слуховую трубу.

Способ Тойнби позволяет определить проходимость слу­ховых труб при совершении глотательного движения, выполненно­го при закрытых рте и носе (в норме ощущается толчок в уши).

Способ Вальсальвы. Обследуемого просят сделать глу­бокий вдох, а затем произвести усиленную экспирацию (надувание) при плотно закрытом рте и носе. Под давлением выдыхаемого воз­духа слуховые трубы раскрываются и воздух с силой входит в бара­банную полость; это сопровождается легким треском, который ощу­щает обследуемый, а врач через отоскоп прослушивает характерный шум. При заболевании слизистой оболочки слуховых труб опыт Валь­сальвы не удается.

Способ Политцера (рис. 48). Оливу ушного баллона вво­дят в преддверие носа справа и придерживают ее II пальцем левой руки, а I пальцем прижимают левое крыло носа к носовой перего­родке. Вводят одну оливу отоскопа в наружный слуховой проход обследуемого, а другую — в ухо врача и просят больного произнести слова «пароход» или «раз, два, три». В момент произнесения гласно го звука сжимают четырьмя пальцами правой руки баллон (I палец служит опорой). В момент продувания, когда произносится гласный звук, мягкое небо отклоняется кзади и отделяет но­соглотку; воздух входит в закрытую полость но­соглотки и равномерно давит на все стенки; часть воздуха с силой проходит в устье слуховых труб, что определяется характерным звуком в отоско­пе. Продувание по Политцеру аналогично про­изводится и через левую половину носа.

Продувание слуховых труб при помощи катетеризации. Внача­ле производят анестезию слизистой оболочки носа одним из анестетиков (2% раствор дикаи-на, 10% раствор димедрола и др.). В свое ухо и в ухо обследуемого вводят оливы отоскопа. Бе рут катетер в правую руку, как ручку для письма. При передней риноскопии вводят катетер клювом вниз по нижнему носовому ходу до задней стенки носоглотки. Затем потягивают катетер к себе на 2—3 мм, поворачивают его клюв кнутри на 90° и потягивают к себе, ощущая пальцами тот момент, когда клюв катетера коснется сош­ника. После этого осторожно поворачивают клюв катетера книзу и далее примерно на 120° еще в сторону исследуемого уха так, чтобы кольцо катетера (а значит и клюв) было обращено примерно к на­ружному углу глаза исследуемой стороны. При этом клюв попадает в глоточное устье слуховой трубы, что, как правило, ощущается пальцами (рис. 49). Вставляют в раструб катетера баллон, коротко, легко и отрывисто сжимают его. Во время вхождения воздуха в слуховую трубу через отоскоп выслушивается шум.

Помимо использования для диагностических целей, способ Политцера и катетеризация слуховых труб находят широкое приме­нение в качестве лечебных воздействий.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.