Строение улитки(поперечный разрез).Распространение звуковых волн в замкнутых гидромеханических системах. Механизм звукопроведения в улитке(теория бекеши)

Строение и функции наружного и среднего уха. Роль барабанной перепонки, слуховых косточек и евстахиевой трубы в звукопроведении. Аккомодационно- адаптационная функция среднего уха.

Ухо — сложный вестибулярно-слуховой орган, который выполняет две функции: воспринимает звуковые импульсы и отвечает за положение тела в пространстве и способность удерживать равновесие

Наружное ухо

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Ушная раковина — сложной формы упругий хрящ, покрытый кожей, его нижняя часть, называемая мочкой,- кожная складка, которая состоит из кожи и жировой ткани.

Ушная раковина у живых организмов работает как приемник звуковых волн, которые затем передаются во внутреннюю часть слухового аппарата. Значение ушной раковины у человека намного меньше, чем у животных, поэтому у человека она практически неподвижна. Но вот многие звери, поводя ушами, способны гораздо точнее, чем человек, определить нахождение источника звука.

Складки человеческой ушной раковины вносят в поступающий в слуховой проход звук небольшие частотные искажения, зависящие от горизонтальной и вертикальной локализации звука. Таким образом мозг получает дополнительную информацию для уточнения местоположения источника звука. Этот эффект иногда используется в акустике, в том числе для создания ощущения объёмного звука при использовании наушников или слуховых аппаратов.

Функция ушной раковины — улавливать звуки; ее продолжением является хрящ наружного слухового прохода, длина которого в среднем составляет 25-30 мм. Хрящевая часть слухового прохода переходит в костную, а весь наружный слуховой проход выстлан кожей, содержащей сальные, а также серные железы, представляющие собой видоизмененные потовые. Этот проход заканчивается слепо: от среднего уха он отделен барабанной перепонкой. Уловленные ушной раковиной звуковые волны ударяются в барабанную перепонку и вызывают ее колебания.

В свою очередь, колебания барабанной перепонки передаются в среднее ухо.

Среднее ухо

Основной частью среднего уха является барабанная полость — небольшое пространство объемом около 1см³, находящееся в височной кости. Здесь находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко — они передают звуковые колебания из наружного уха во внутреннее, одновременно усиливая их.

Слуховые косточки — как самые маленькие фрагменты скелета человека, представляют цепочку, передающую колебания. Рукоятка молоточка тесно срослась с барабанной перепонкой, головка молоточка соединена с наковальней, а та, в свою очередь, своим длинным отростком — со стремечком. Основание стремечка закрывает окно преддверия, соединяясь таким образом с внутренним ухом.

Полость среднего уха связана с носоглоткой посредством евстахиевой трубы, через которую выравнивается среднее давление воздуха внутри и снаружи от барабанной перепонки. При изменении внешнего давления иногда «закладывает» уши, что обычно решается тем, что рефлекторно вызывается зевота. Опыт показывает, что ещё более эффективно заложенность ушей решается глотательными движениями или если в этот момент дуть в зажатый нос.

Роль барабанной перепонки заключается в передаче вибрации воздуха – звука – на молоточек. Ее колебания даются на эту слуховую косточку, и дальше по системе слуховых косточек – наковальни и стремечка – на внутреннее ухо. В случае разрыва барабанной перепонки или наличия в ней отверстия ее потрясения могут нарушаться, что приводит, в свою очередь, к нарушению слуха.

Определенную роль в звукопроведении играет слуховая труба. В норме обычное атмосферное давление в барабанной полости обеспечивается вентиляционной функцией слуховой трубы, т.к. при глотании и зевании канал слуховой трубы открывается, и воздух через него проникает в барабанную полость. При нарушении проходимости слуховой трубы воздух, имеющийся в барабанной полости всасывается, а новый не поступает, это ведет к снижению подвижности слуховых косточек и понижению слуха.

От окна преддверия колебательные движения передаются жидкостям лабиринта и его перепончатым образованиям. При этом всякому прогибу стремени в окне преддверия соответствует выгиб вторичной барабанной перепонки в окне улитки, при дефекте вторичной барабанной перепонки звуковая волна с одинаковой силой доходит до обоих окон, передвижение перилимфы становится минимальным и слух понижается.

 

 

Строение улитки(поперечный разрез).Распространение звуковых волн в замкнутых гидромеханических системах. Механизм звукопроведения в улитке(теория бекеши)

На поперечном срезе улитковый канал имеет форму треугольника, вершиной обращенного к центральному костному стержню улитки. Улитковый канал, имеющий длину около 3,5 см, по спирали делает 2,5 завитка, слепо заканчиваясь на верхушке улитки. Канал заполнен эндолимфой. Снаружи от улиткового канала находятся перилимфатические пространства, называемые лестницами: сверху — вестибулярная (преддверная), снизу — барабанная (тимпанальная).

Вестибулярная лестница отделяется от полости среднего уха овальным окном, в котором располагается основание стремечка. Барабанная лестница отделяется от полости среднего уха посредством мембраны круглого окна.

Стенка улиткового канала, обращенная к вестибулярной лестнице, называется вестибулярной (или рейснеровой) мембраной. Она представлена соединительнотканной тонкофибриллярной пластинкой, покрытой со стороны улиткового канала однослойным плоским глиальным эпителием, а со стороны вестибулярной перилимфатической лестницы — эндотелием.

Боковая стенка улиткового канала выстлана так называемой сосудистой полоской, эпителий которой участвует в продукции эндолимфы. Эпителий представляет собой многорядный глиальный эпителий, среди клеток которого различают плоские светлые и высокие отростчатые призматические клетки. Последние в своей цитоплазме содержат многочисленные митохондрии и выглядят темными клетками.

Стенка улиткового канала, примыкающая к барабанной лестнице, имеет очень сложное строение, так как на ней расположен спиральный орган — рецептор звука.

Теория Бекеши:

Когда звуковые волны поступают в ушную раковину и наружный слуховой проход, они попадают на барабанную перепонку и вызывают ее колебания. Эти колебания через слуховые косточки среднего уха, действующие наподобие рычагов, передаются на улитку – спиральную трубку, расположенную в заполненной жидкостью полости внутреннего уха. По всей своей длине улитка перегорожена основной мембраной; на этой мембране расположен так называемый кортиев орган, включающий специализированные волосковые клетки. При колебаниях основной мембраны эти клетки возбуждаются и передают сигналы волокнам слуховых нервов.

Ультразвук:способы получения(обратный пьезоэффект, магнитострикция), свойства, механизм влияние га биообъекты. Применение в медицине. Инфразвук: естественные и искусственные источники, свойства, механизм влияние на ЦНС человека.

Ультразвук -это механическая волна с частотой большей 20 кГц и соответственно длиной волны меньшей чем у звуковой волны. Для получения ультразвука используют пьезоэлектрический эффект магнитострикцию и электрострикцию.

Обратный пьезоэлектрический эффект состоит в том, что пластинка, вырезанная определенным образом их кристалла кварца под действием электрического поля сжимается и удлиняется в зависимости от направления электрического поля. Если поместить такую пластинку между обкладками плоского конденсатора, на которое падает переменное напряжения, то пластинка придет в вынужденные колебания. Колебания пластинки передаются частицами окр. среды. что и порождает ультразвуковую волну.

Явление магнитострикции состоит в том, что ферромагнитные стержни изменяют свои линейные размеры под действием магнитного поля, направленного по оси стержня. Поместив такой стержень в переменное магнитное поле, мы вызовем в стержне вынужденные колебания. Колеблющийся торец стержня создает в окр среде ультразвуковые волны.

Свойства ультразвука:

1.Отражение ультразвуковой волны от границы раздела двух сред с различными свойствами.

Для количественной характеристики процесса вводят понятие коэффициента отражения R= I/I0, где I-интенсивность отражения звуковой волны, а Io-интенсивность падающей.

На явлении отражения звука от границы раздела основана эхолокация- метод локализации неоднородностей в средах.

Ультразвук широко применятся в стоматологии: он уничтожает многие вирусы, бактерии и грибы.

Под действие ультразвука повышается проницаемость мембран клеток кожи, поэтому его можно использовать для введения через кожу различных лекарственных веществ.

Ультразвук высокой интенсивности применяют в хирургии для разрушения злокачественных опухолей. Разрезания тканей, распиливания и сварки костей.

Ультразвук используют для размельчения частиц среды при изготовлении коллоидных растворов, лекарственных эмульсий.

Инфразву́к — упругие волны, аналогичные звуковым, но имеющие частоту ниже воспринимаемой человеческим ухом. За верхнюю границу частотного диапазона инфразвука обычно принимают 16—25 Гц. Нижняя же граница инфразвукового диапазона условно определена как 0.001 Гц. Практический интерес могут представлять колебания от десятых и даже сотых долей герц, то есть с периодами в десяток секунд.

Источники инфразвука

Естественные источники

Возникает при землетрясениях, во время бурь и ураганов, цунами. При помощи достаточно сильных инфразвуков (более 60 дБ) общаются между собой киты.

Искусственные источники

К основным искусственным источникам инфразвука относится мощное оборудование — станки, котельные, транспорт, подводные и подземные взрывы. Кроме того, инфразвук излучают ветряные электростанции и, в некоторых случаях, вентиляционные шахты.

 

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или положения стреляющего орудия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море даёт возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Звуки взрывов, содержащие большое количество инфразвуковых частот, применяются для исследования верхних слоев атмосферы, свойств водной среды.

 

 

Влияние инфразвука на организм человека

В конце 60-х годов французский исследователь Гавро обнаружил, что инфразвук определенных частот может вызвать у человека тревожность и беспокойство. Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека.

Действие инфразвука может вызвать головные боли, снижение внимания и работоспособности и даже иногда нарушение функции вестибулярного аппарата.

 

Довольно эффективно, в смысле влияния на человека, задействование механического резонанса упругих колебаний с частотами ниже 16 Гц, обычно невоспринимаемыми на слух. Самым опасным здесь считается промежуток от 6 до 9 Гц. Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки. Звук малой интенсивности вызывает тошноту и звон в ушах, а также ухудшение зрения и безотчетный страх. Звук средней интенсивности расстраивает органы пищеварения и мозг, рождая паралич, общую слабость, а иногда слепоту. Упругий мощный инфразвук способен повредить, и даже полностью остановить сердце. Обычно неприятные ощущения начинаются со 120 дБ напряженности, травмирующие - со 130 дБ. Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха

В начале 1950-х годов французский исследователь Гавро, изучавший влияние инфразвука на организм человека, установил, что при колебаниях порядка 6 Гц у добровольцев, участвовавших в опытах возникает ощущение усталости, потом беспокойства, переходящего в безотчетный ужас. По мнению Гавро, при 7 Гц возможен паралич сердца и нервной системы

 

 

Механический сердечный цикл. Сердце как 6-камерный бионасос. Ударный, минутный объем крови. Работа, мощность сердца. Механизм преобразования импульсного выброса крови из сердца в непрерывный кровоток в артериальных сосудах. Теория «пульсирующей камеры». Пульс. Пульсовая волна. «Периферическое» сердце.