Слухова сенсорна система

Слухова сенсорна система має головні та допоміжні структури.

Головні структури слухової сенсорної системи забезпечують введення інформації від слухових рецепторів (механорецепторів органа Корті), які розташовані на основній мембрані внутрішнього вуха, на різні рівні ЦНС та її обробка на різних рівнях, наслідком чого є формування слухових образів, розрізняння частоти та інтенсивності звуку, аналіз складних звуків, локалізація джерела звуку у просторі, відокремлення одного звукового сигналу на тлі другого за участю слухових центрів кори головного мозку.

Допоміжні структури забезпечують передачу звукового сигналу з повітряного середовище у рідке середовище внутрішнього вуха, а звідти – на слухові рецептори.

Звукові хвилі мають частоту коливань, яка вимірюється у герцах (Гц), та інтенсивність звуку, яка вимірюється у децибелах за логарифмічною шкалою. Людина сприймає звуки з частотою від 20 Гц до 20000 Гц.

Допоміжні структури.

Зовнішнє вухо. Вушна мушля зовнішнього вуха спрямовує звукові хвилі до зовнішнього слухового каналу, який веде до барабанної перетинки.

Середнє вухо. Воно розпочинається від барабанної перетинки, заповнене повітрям, має три слухові кісточки – молоточок, коваделко і стремінце. Молоточок приєднаний до барабанної перетинки, а стремінце – до мембрани овального вікна, яка утворює межу між середнім і внутрішнім вухом.

Звукові хвилі викликають коливання барабанної перетинки, яка, в свою чергу передає коливання через слухові кісточки на мембрану овального вікна, завдяки чому виникає коливання перилімфи внутрішнього вуха.

При значній силі звуку рефлекторно скорочуються м’язи середнього вуха (натягач барабанної перетинки та стремінця), що має захисне значення.

Сила звукової енергії, яка викликає коливання барабанної перетинки, збільшується у напрямку мембрани овального вікна, яка має значно менші розміри – у 17 разів менша, ніж барабанна перетинка.

Внутрішнє вухо. Слухові рецептори.

Внутрішнє вухо заповнене рідиною. Завиткова частина лабіринту має три канали:

– верхні присінкові сходи, розпочинаються від мембрани овального вікна, присінкова. (Рейснерівська) мембрана відділяє цей канал від середніх сходів, верхні сходи заповнені перилімфою, перилімфа має високу концентрацію іонів натрію;

- середні сходи, де на базилярній (основній) мембрані розташовані слухові рецептори органа Корті; заповненні ендолімфою, яка має високу концентрацію іонів калію;

- нижні барабанні сходи, заповненні перилімфою, з’єднуються з верхніми сходами через отвір, який має назву гелікотреми, закінчується цей канал мембраною круглого вікна.

Будова органа Корті: він розташований на базилярній мембрані; містить рецепторні клітини –внутрішні і зовнішні волоскові клітини, які є слуховими рецепторами; кінчики волосків зовнішніх клітин втоплені у покривну мембрану, волоски внутрішніх клітин покривної мембрани не досягають.

Слухові рецептори – це вторинні механорецептори. Тіла аферентних слухових нейронів розташовані у спіральному ганглії.

Механізми слухової рецепції.

1) Звукова хвиля викликає коливання барабанної перетинки, яка спричиняє коливання слухових кісточок, що завершується коливання мембрани овального вікна, що призводить до послідовного коливання перилімфи верхніх сходів, присінкової мембрани, ендолімфи середніх сходів, бацилярної мембрани.

2) Базилярна мембрана є еластичнішою за покривну мембрану і тому коливання базальної мембрани призводить до того, що при переміщенні вгору волоскові клітини органа Корті торкаються покривної мембрани, при цьому виникає в рецепторах деполяризація зменшення мембранного потенціалу з –60мВ до –50мВ завдяки руху іонів калію у клітину завдяки градієнту концентрацій та електростатичному градієнту.; рух мембрани в протилежному напрямку призводить до гіперполяризації. Зміна мембранного потенціалу волоскових клітин має назву завиткового мікрофонного потенціалу.

3) Ворота калієвих каналів контролюються положенням стереоцилій рецепторних клітин. Коли стереоцилії відхиляються від краю, ворота калієвих каналів відкриваються, калій входить в рецепторну клітину, виникає деполяризація. Коли стереоцилії відхиляються назад – в сторону краю, ворота зачиняються, проникність для іонів калію зменшується виникає гіперполяризація.

Кодування звуків низької і високої частоти.

Кодування звуків високої і низької частоти залежить від розташування слухових рецепторів на базилярній мембрані.

Звуки високої частоти мають малу довжину хвилі і викликають коливання базилярної мембрани ближче до овального вікна, що призводить до активації слухових рецепторів, розташованих на мембрані в основі завитка.

Звуки низької частоти мають довшу хвилю, що викликає коливання базилярної мембрани і активацію слухових рецепторів, розташованих на ній ближче до гелікотреми – верхівки завитка.

Центральні слухові шляхи

1) Аксони аферентних нейронів, що утворюють синапси з волосковими рецепторами, формують слухову частину присінково-завиткового слухового нерва (УІІІ пара черепних нервів) і закінчуються на дорсальних і вентральних завиткових ядрах та ядрах верхньої оливи довгастого мозку.

2) Висхідні слухові шляхи від ядер довгастого мозку проходять через латеральну петлю до нижніх двогорбиків, а звідти – до медіальних колінчастих ядер таламуса. Частина волокон іде по свої стороні. Між нижніми двогорбиками, медіальними колінчастими тілами з правої і лівої сторони є двосторонні зв’язки.

3) Від медіальних колінчастих тіл інформація надходить до слухових центрів кори. Проекційні області слухової кори розташовуються не тільки у верхній частині верхньої скроневої звивини, але і тягнуться на зовнішню сторону скроневої частки, захоплюючи частину острівкової кори і тім'яної покришки.

Первинна слухова кора безпосередньо отримує сигнали від медіального колінчастого тіла, тоді як слухова асоціативна область повторно збуджується імпульсами з первинної слухової кори і таламічних областей, що граничать з медіальним колінчастим тілом.

Має місце тонотопічні представництво частоти звукових хвиль на всіх рівнях центральних слухових шляхів.

4) Механізми виявлення джерела звуку завдяки бінауральному слуху.

Два вуха, що працюють в унісон, можуть виявляти джерело звуку по різниці в гучності і часі, який йому потрібний, щоб досягти обох сторін голови. Спочатку звук поступає до вуха, що знаходиться ближче до джерела звуку. Звуки низької частоти огинають голову через їх значну довжину. Якщо джерело звуку знаходиться по середній лінії спереду або ззаду, то навіть мінімальне зрушення від середньої лінії сприймається людиною. Таке тонке порівняння мінімальної різниці в часі приходу звуку у слухових центрах на різних рівнях дозволяє локалізувати джерело звуку.

При високих частотах звуку розмір голови помітно перевищує довжину звукової хвилі, і хвиля відбивається головою. Це призводить до виникнення різниці в інтенсивності звуків, що приходять до правого і лівого вуха, що дозволяє локалізувати джерело звуку.

Методи дослідження стану слухової сенсорної системи.

Аудіометрія. Дослідження залежності абсолютного порога слухової чутливості від частоти звуку називається аудіометрією.

За допомогою аудіометра вимірюють гостроту слуху: визначають втрату слуху на різних частотах відносно стандартного порога для кожної частоти, прийнятого за норму.

Метод полягає у тому, що за нульовий рівень аудіограми беруть стандартні порогові величини звукового тиску для кількох фіксованих частот, які відповідають нормі. У обстежуваного визначають для кожного вуха за допомогою навушників, через які подається обстежуваному чистий тон, реальні пороги на цих же частотах і креслять аудіограму. Відхилення реальної аудіограми від нульового рівня означає втрату слуху за кожною частотою. Що ближче розташована крива реальних порогів до нульового рівня (норми), то більша втрата слуху й навпаки.