Структурата на слуховия анализатор

Адам Д., Възприятие, съзнание, памет. Размисли на биолог, 1983

Структурата на слуховия анализатор

Общи характеристики. Човешката слухова система е много чувствителен рецептор. Структурата му се изучава внимателно от представители на нова дисциплина - бионика, които биха искали да създадат устройство със същата прецизност и селективност. Чувствителността на човешкото ухо е добре позната на всички. Ухото реагира на изключително слаби вибрации, почти еквивалентни по енергия на въздействието на въздушните молекули върху тъпанчето. В същото време той може да издържи на изключително силните вибрации, генерирани от въздушни тренировки или свръхзвуков самолет. Като пример за селективност можем да посочим познатата ситуация, когато в шумна стая човек може да се фокусира върху гласа на един говорител. По същия начин музикантите избират мелодия, изсвирена на един инструмент, от звука на цял оркестър и я следват.
Периферният рецепторен орган на слуха - органът на Corti - се намира във вътрешното ухо. Той получава вибрации, които му се предават от тъпанчето и костите на средното ухо, превръща ги в електрически импулси и ги изпраща в мозъка. Човешкото ухо е нечувствително към вибрации под 16 Hz и поради това звуците, издавани от движенията на собствените му мускули, сухожилия и други части на тялото, обикновено не се чуват. Най-високите честоти, граничещи с ултразвук, се възприемат само от младите хора; горната граница на звуковите честоти след 30 години постепенно намалява със 100-120 Hz годишно.

Фигура: 21. Органът на Корти във вътрешното ухо. А - напречно сечение на кохлея с космени клетки; Б - структурата на органа на Корти; B - ефектът от вибрационния натиск върху рецепторните клетки. Стрелки - посоката на натиск в ендолимфата, изпълваща вътрешното ухо. (Според Бекеси.)

Ролята на средното ухо. Звуковите вълни вибрират в тъпанчето и тези вибрации се предават през средното ухо през три малки кости (чук, инкуба и стъпала) от течността, която запълва вътрешното ухо. Последната от трите кости - стъпалата (с тегло около 1,2 mg) влиза в контакт с тази течност през овалния прозорец и, действайки като бутало, я задейства в съответствие с ритъма на звуковите вълни. На свой ред, вибрациите на течности карат мембраната на органа на Корти да вибрира. Тази сложна предавателна система е много ефективна: вибрациите с висока амплитуда и ниска енергия се трансформират във вибрации с много по-малка амплитуда, но 20 пъти по-интензивни.

Звуковите вълни се предават не само през тъпанчето; костите на черепа също са способни да вибрират. Звукът на собствения ни глас, както го чуваме сами, винаги е различен от начина, по който го чуват другите, тъй като звуковите вълни, генерирани в ларинкса и устната кухина, също достигат до вътрешното ухо чрез костна проводимост. По този начин звукът, който чуваме, е резултат от двойно предаване както през средното ухо, така и през костта. А други хора възприемат същите звуци само през средното ухо, което е по-малко чувствително към ниските честоти.
Органът на Корти. Този орган съдържа космени клетки (фиг. 21); когато колебанията на налягането се предават на вътрешното ухо, те генерират рецепторни потенциали. Флуктуациите на течността във вътрешното ухо се предават на базиларната (основната) мембрана, която лежи в кохлеята, която има формата на спирала от 23/4 оборота с обща дължина 33 mm. Ниска-

Фигура: 22. Неврони на слуховия път (силно опростена диаграма). Фибрите, представени с по-дебели линии, провеждат импулси от двете уши. Броят на влакната се увеличава към кората.

честотните вибрации действат върху апикалните (апикални) части на базиларната мембрана, а високите тонове - върху нейната основа. В този случай космените клетки, деформирани, се подлагат на механична стимулация и преобразуват аналоговия сигнал за изместване в поредица от двоични сигнали - импулси.
Таламичен център. Всяка космена клетка е свързана с процесите на два неврона - биполярни нервни клетки, които се намират в ганглиите, разположени близо до вътрешното ухо. Това са първите неврони на слуховия път, който за разлика от зрителния път се състои не от три, а от пет неврона (фиг. 22). Повечето от тези влакна, но не всички, преминават по пътя към големия мозък. Таламусът е важна предавателна станция: петият неврон започва от медиалното геникулатно тяло, лежащо в него, което отива към слуховата кора.
Слуховата кора. Слуховата кора е точно картографирана с помощта на метода на предизвикания потенциал. В горната граница на темпоралния лоб, близо до долния ръб на Sylvian sulcus, е открито множество представителства на слуховата система. Това означава, че слуховите импулси, идващи от отделни клетки на органа на Корти, активират едновременно няколко невронни групи в кората. Корталните проекционни зони имат същата тематична структура като зрителната кора, т.е. импулси, причинени от високи честоти, се проектират към някои точки, а тези, причинени от ниски честоти, към други, в съответствие с разликите в ефекта на стимулация на различни части на органа на Корти. Тази така наречена тонотопна организация е характерна за целия слухов път, т.е. за кохлеята, медиалното геникулатно тяло и слуховата кора.