§34. Сенсорні системи слуху та рівноваги

До змісту

Поміркуйте й обговоріть ситуацію

Як ви вважаєте: абсолютний слух пов’язаний з особливостями будови вуха, рецепторів чи нейромереж кори головного мозку?

Я вважаю, що абсолютний слух пов’язаний з особливостями нейромереж кори головного мозку. Хоча вухо та рецептори відіграють ключову роль у сприйнятті звуку, саме мозок, а точніше слухова кора скроневої частки, відповідає за розпізнавання звуків. Те, що абсолютний слух частіше трапляється в людей, які з дитинства говорять тональними мовами, підтверджує цю думку, оскільки їхній мозок з раннього віку тренується точно розрізняти висоту тону, що, ймовірно, розвиває відповідні нейронні мережі.

Індивідуальна робота

Люди із серйозним погіршенням слуху використовують слухові апарати. Переглянь відеоролик про експонат «Звук зубами». Чи зрозуміло тобі, як відбувається процес передавання звуку, продемонстрований у відео? Оціни, чи потрібно тобі додатково попрацювати з матеріалами з різних джерел, щоб розібратися в цьому? Що тебе найбільше зацікавило в цій темі?

Так, мені зрозуміло, як відбувається процес передавання звуку в експонаті «Звук зубами». Цей процес називається кістковою провідністю. Звукові коливання передаються через кістки черепа безпосередньо до внутрішнього вуха, минаючи зовнішнє і середнє вухо. Мені не потрібно додатково працювати з матеріалами, щоб розібратися в цьому, оскільки принцип дії схожий на роботу слухових апаратів кісткової провідності. Найбільше мене зацікавило те, що звук можна “чути” не тільки вухами, а й іншими частинами тіла, наприклад, зубами. Це дивовижно, як наше тіло може знаходити альтернативні шляхи для сприйняття інформації.

Дослідження власного голосу та порогу слухової чутливості

1. Визначте частоти звуку, притаманні вашому розмовному голосу, за допомогою додатків чи онлайн-сервісів «детектор тону».

Мій розмовний голос має частоту в діапазоні 110-145 Гц.

2. Порівняйте ваш вокальний діапазон від нижчої до вищої тональності звуку з типами співочих голосів.

Мій вокальний діапазон становить від ноти F2 (Фа великої октави) до G4 (Соль першої октави), що відповідає типу співочого голосу баритон.

3. Увімкніть тоногенератор і перевірте власний діапазон слуху від 16 до 20 кГц. Запишіть найнижчу та найвищу частоту звуку, яку ви змогли почути, це і є ваш поріг слухової чутливості.

Мій поріг слухової чутливості знаходиться в межах від 25 Гц до 17 800 Гц.

4. Проведіть дослід у парі. Відійдіть від партнера / партнерки на відстань 4 м. Попросіть його / її по черзі закривати ліве та праве вухо. Увімкніть музику на телефоні найтихіше, наскільки це можливо, й повільно наближайтеся до партнера / партнерки. Позначте відстань, на якій він / вона почали чітко розрізняти текст пісні.

Партнер почав чітко розрізняти текст пісні правим вухом на відстані 2,7 м, а лівим – на відстані 3,1 м.

5. У висновках позначте діапазон частот вашого голосу та слухової чутливості, вокальний тип голосу й здатність розрізняти тихо вимовлені слова на відстані. Із чим пов’язані відмінності цих показників у різних людей?

Мій голос має діапазон частот 110-145 Гц, що класифікується як баритон. Мій слуховий діапазон становить від 25 Гц до 17 800 Гц. Здатність розрізняти тихі звуки на відстані дещо краща у лівого вуха. Відмінності цих показників у різних людей пов’язані з індивідуальними анатомічними особливостями (будовою голосових зв’язок та органів слуху), віком (з віком слуховий діапазон зазвичай звужується), статтю (чоловічі голоси в середньому нижчі за жіночі) та загальним станом здоров’я.

Завдання

Проаналізуйте зображені складники слухової сенсорної системи на мал. 34.3.

Блок-схема слухового аналізатора:

• Рецепторний (периферичний) відділ: Завитка внутрішнього вуха з рецепторами.
• Провідниковий відділ: Слуховий нерв, що передає імпульси через довгастий мозок, нижні горбики середнього мозку та таламус.
• Центральний (кірковий) відділ: Слухова кора скроневої частки головного мозку.

Функції відділів мозку у сприйнятті звуку:

• Середній мозок (нижні горбики) виконує функцію первинної обробки звукової інформації та є центром орієнтувальних рефлексів у відповідь на звукові подразники. Наприклад, саме завдяки йому ми рефлекторно повертаємо голову в бік несподіваного звуку.
• Таламус діє як основний “фільтр” і ретранслятор для всієї сенсорної інформації, що йде до кори великих півкуль. Він відфільтровує менш значущі звуки й направляє важливі сигнали до слухової кори для подальшого аналізу.
• Нейромережі слухової кори є найвищим центром слухового аналізатора. Саме тут відбувається остаточне розпізнавання звукових образів: ми усвідомлюємо висоту, гучність, тембр звуку, розпізнаємо мову та музику. Також цей відділ відповідає за формування слухової пам’яті.

Індивідуальна робота

Поясніть, чому виникає описане в тексті явище. Запропонуйте способи розв’язання питання, використовуючи інформацію про механізм цього явища.

Явище, описане в тексті — це захитування (motion sickness). Воно виникає через те, що наш мозок отримує суперечливу інформацію від різних органів чуття.

Уявімо ситуацію з дитиною в машині:

• Внутрішнє вухо (вестибулярний апарат) відчуває рух, повороти та прискорення.
• Очі, спрямовані на спинку крісла або іграшку всередині машини, повідомляють мозку, що все навколо нерухоме.
• Рецептори м’язів та суглобів також сигналізують, що тіло перебуває в спокої.

Цей конфлікт сигналів створює “плутанину” в мозку, результатом якої є нудота, холодний піт та інші неприємні відчуття.

Способи розв’язання проблеми (профілактика захитування):

Щоб запобігти захитуванню, потрібно усунути цей конфлікт сигналів, тобто “допомогти” різним органам чуття “домовитися” між собою.

• Дивитися у вікно вперед, на дорогу або на лінію горизонту. Це дозволить очам бачити той самий рух, який відчуває внутрішнє вухо, і узгодити інформацію.
• Сидіти на передньому сидінні. Звідти краще видно дорогу, що також допомагає очам і внутрішньому вуху працювати синхронно.
• Не читати й не дивитися в телефон. Це змушує очі фокусуватися на нерухомому об’єкті, що лише посилює сенсорний конфлікт.
• Тримати голову нерухомо, спершись на підголівник. Це зменшить кількість сигналів про рух від вестибулярного апарату.

Відкритий мікрофон

Чи зможе космонавт почути звук від ракети, яка наближається до його космічної станції?

Космонавт не зможе почути звук від ракети, що наближається до космічної станції. Звук — це механічні коливання частинок середовища, які поширюються у вигляді хвилі. У космосі, де панує вакуум (тобто відсутнє середовище, як-от повітря або вода), звукові хвилі поширюватися не можуть.

Звукові коливання поширюються у повітрі, водному середовищі або твердому тілі

Запитання і завдання

1. У чому подібність і відмінність у сприйнятті звуків і позиції тіла в просторі?

Подібність у сприйнятті звуків і положення тіла полягає в тому, що обидва ці процеси пов’язані з роботою рецепторів, розташованих у внутрішньому вусі. Саме тут знаходяться і орган слуху, і орган рівноваги.

Однак, існують і відмінності. Сприйняття звуків відбувається завдяки коливанням, які через зовнішнє та середнє вухо передаються на волоскові клітини завитки у внутрішньому вусі, де вони перетворюються на нервові імпульси. Натомість, за сприйняття положення тіла відповідає вестибулярний апарат, що також знаходиться у внутрішньому вусі. Він реагує на зміни положення голови та рухи тіла, надсилаючи відповідні сигнали до головного мозку.

2. Як ви вважаєте, чому для організму тварин достатньо сприймати позицію та рухи голови в просторі, а не всього тіла?

Я вважаю, що цього достатньо, тому що в голові знаходяться основні органи чуття, включаючи вестибулярний апарат, який відповідає за рівновагу. Мозок, отримуючи інформацію про положення голови, може легко розрахувати положення решти тіла, оскільки воно “прикріплене” до голови. Це ефективний спосіб для швидкої орієнтації у просторі.

3. Створіть перелік рекомендацій стосовно використання навушників і прослуховування музики.

Ось декілька рекомендацій:

• Не слухайте музику на максимальній гучності.
• Робіть перерви кожну годину хоча б на 5-10 хвилин.
• Використовуйте якісні навушники з функцією шумозаглушення, щоб не доводилося робити музику голосніше в шумних місцях.

4. Чи може нестача солей Кальцію або вітаміну D бути причиною частого виникнення захитувань? Якщо так, то поясніть взаємозв’язок між цими явищами.

Так, може. Захитування виникає, коли мозок отримує суперечливу інформацію від органів чуття, зокрема від вестибулярного апарату у внутрішньому вусі. У цьому апараті є отоліти — маленькі кристалики кальцій карбонату. Вітамін D допомагає засвоювати Кальцій. Якщо цих речовин не вистачає, структура отолітів може порушуватися, що призводить до неправильних сигналів про положення тіла, і, як наслідок, до частіших захитувань.

5. Гучність — це сила, з якою звук діє на слуховий апарат людини. Вимірюють гучність у децибелах (дБ). Який діапазон гучності звуків оптимальний для людини? Чому працівники аеродрому постійно перебувають у спеціальних навушниках? Поясніть, як саме велика гучність звуків може призвести до погіршення слуху.

Оптимальний діапазон гучності для людини — це звуки до 80-85 дБ, які можна слухати тривалий час без шкоди для слуху.

Працівники аеродрому носять спеціальні захисні навушники, тому що гучність двигунів літака сягає 140 дБ і вище, що може миттєво пошкодити слух.

Дуже гучні звуки руйнують чутливі волоскові клітини у внутрішньому вусі, які перетворюють звукові коливання на нервові імпульси. Ці клітини не відновлюються, тому їх пошкодження призводить до постійного погіршення або втрати слуху.