DZWIĘK I UCHO
Fale dźwiękowe (akustyczne) - cykliczne drgania - zagęszczenia i rozprężenia - rozchodzące się w ośrodkach sprężystych (woda, powietrze).
Fizyczne i psychologiczne właściwości dźwięku
Amplituda - natężenie dźwięku.
Głośność - subiektywne odczucie natężenia dźwięku.
Częstotliwość dźwięku - liczba drgań na sekundę (wyraża się w Hz).
Wysokość tonu - subiektywny odbiór częstotliwości dźwięku.
Większość dorosłych ludzi jest w stanie usłyszeć drgania powietrza o częstotliwościach od 15 Hz do 20 000 Hz. Dzieci lepiej słyszą dźwięki o wysokiej częstotliwości, lecz zdolność ta pogarsza się wraz z wiekiem oraz pod wpływem przebywania w hałasie.
Budowa ucha
UZ - ucho zewnętrzne, UŚ - ucho środkowe, UW - ucho wewnętrzne → podział ucha.
Droga przebywana przez dźwięk:
Małżowina uszna (skóra + tk. łączna, jej kształt zmienia kierunek odbić docierających fal dźwiękowych - wpomaganie lokalizacji źródła dźwięku. UZ.) → kanał słuchowy zewnętrzny (UZ) → wprawianie w drgania błony bębenkowej z częstotliwością = częstotliwości fali dźwiękowej (UŚ) → przkaz drgań błony przez kosteczki słuchowe (młoteczek, kowadełko, strzemiączko) do okienka owalnego (UŚ). Cel: zmiana fal dźwiękowych na wibracje wywierające silny nacisk na okienko owalne → ruch płynu ślimaka w schodach przedsionka, a następnie w pozostałych częściach (schody środkowe i bębenka) → oddziaływanie wibracji płynu na receptory słuchowe - komórki włoskowate, znajdujące się między błoną podstawną a pokrywową.
Rzęski komórek włoskowatych są bardzo wrażliwe na niewielki ruch, a ich pobudzenie pociąga za sobą bardzo szybkie otwarcie kanałów jonowych na błonie komórkowej receptora.
W dalszej kolejności receptory słuchowe tworzą synapsy pobudzające na komórkach czuciowych nerwu słuchowego, który wpółtworzy VIII nerw czaszkowy.
PERCEPCJA WYSOKOŚCI DŹWIĘKU
Teoria częstotliwości i teoria miejsca.
Teoria częstotliwości. Założenia wersji pierwotnej: identyczna częstotliwość drgań błony podstawnej i wzbudzającej fali dźwiękowej przekłada się wprost na częstotliwość potencjałów czynnościowych powstających w nerwie słuchowym. Wada: okres refrakcyjny neuronu - max. 1000 potencjałów czynnościowych/ sek.
Teoria miejsca. Założenia wersji pierwotnej: błona podstawna składa się z obszarów dostrojonych do odmiennych zakresów częstotliwości. Wynika z tego, że ton o określonej częstotliwości wywołuje wibracje specyficznego miejsca na błonie podstawnej. Wada: pobudzenie jednego obszaru powoduje pobudzenie sąsiednich.
W chwili obecnej: zmodyfikowana wersja obu teorii.
Przy niskich dźwiękach (do 100 Hz) aksony generują 1 potencjał czynnościowy na falę. Powyżej 100 Hz potencjały towarzyszą co drugiej, trzeciej fali i są one zsynchronizowane w fazie ze szczytami fal dźwiękowych. Inne neurony też tak reagują, lecz ich potencjały czynnościowe nie są ze sobą zsynchronizowane.
Zasada salwy - nerw słuchowy jako całość jest w stanie przewodzić salwy impulsów, których zsumowana częstotliwość może dochodzić do 100 Hz, co znacznie przekracza możliwości pojedynczych neuronów.
Błona podstawna ma różne właściwości - u swej podstawy, blisko okienka owalnego jest sztywna, natomiast przy wierzchołku ślimaka staje się miękka. Najwyższe częstotliwości powodują wibracje komórek włoskowatych blisko podstawy, im zaś są niższe, tym dalej w kierunku szczytu ślimaka przesuwa się punkt maxymalnych drgań.
Percepcja wysokości dźwięku w korze mózgowej
Droga słuchowa przez struktury podkorowe w pniu mózgu, na wysokości śródmózgowia ulega skrzyżowaniu, na końcu trafia do pierwszorzędowej kory słuchowej w płacie skroniowym.
Niektóre fragmenty kory słuchowej są wrażliwe na kierunek, z którego dochodzi dźwięk, inne neurony reagują selektywnie na wysokość dźwięku. Organizacja tonotropowa kory - komórki wrażliwe na bliskie sobie częstotliwości sąsiadują ze sobą.
Uszkodzenie pierwszorzędowej kory słuchowej zakłóca zdolność do rozpoznawania wzorców lub sekwencji dźwiękowych, z których składa się mowa lub muzyka, nie zaś zdolność słyszenia jako taką.
USZKODZENIA SŁUCHU
Głuchota przewodzeniowa - kosteczki w UŚ przestają przewodzić fale dźwiękowe do ślimaka
Głuchota nerwowa - uszkodzenie ślimaka, komórek włoskowatych lub nerwu słuchowego. U wielu ludzi równolegle rozwija się dodatkowe schorzenie - szumy uszne, czyli powstające samoistnie wrażenie nawracającego lub stałego brzęczenia w uchu, któremu nie towarzyszy stymulacja zewnętrzna.
LOKALIZACJA ŹRÓDŁA DŹWIĘKU
Wskazówki do lokalizacji źródła dźwięku:
Różnica w intensywności dźwięku dochodzącego do uszu. W przypadku dźwięków o długości fali krótszej niż szerokość głowy, głowa tworzy cień akustyczny (dźwięk jest głośniejszy w uchu położonym bliżej źrodła). Dźwięki 2000 - 3000 Hz.
Różnice w czasie przybycia fali akustycznej do jednego i drugiego ucha. Względne opóźnienie fal dochodzi od 0 do 600 mikrosekund. Dźwięki o nagłym początku.
Ocena przesunięcia fazowego fal akustycznych. Jeśli dźwięk powstaje po jednej stronie głowy, to fale dochodzące do jednego i drugiego ucha są przesunięte w fazie. Dźwięki do 1500 Hz.