Auz

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 17 mai 2022; verificările necesită 7 modificări . Explicarea corectă a fenomenului auzului s-a dovedit a fi o sarcină extraordinar de dificilă. Oricine vine cu o teorie care explică în mod satisfăcător doar percepția înălțimii și intensitatea sunetului va câștiga aproape sigur un premiu Nobel.Text original  (engleză)[ arataascunde] Explicarea adecvată a auzului s-a dovedit a fi o sarcină deosebit de dificilă. Aproape că s-ar asigura un premiu Nobel prezentând o teorie care să explice satisfăcător nu mai mult decât percepția înălțimii și a sonorității. AS Reber, ES Reber The Penguin Dictionary of Psychology, 2001 [1] .

Auzul  - capacitatea organismelor biologice de a percepe sunetul cu ajutorul organelor auditive ; o funcție specială a aparatului auditiv al corpului, excitat de vibrațiile sonore ale mediului, cum ar fi aerul sau apa . Una dintre senzațiile biologice îndepărtate [2] , numită și percepție acustică . Furnizat de sistemul senzorial auditiv . mod de a cunoaște lumea.

Informații generale

O persoană este capabilă să audă sunetul de la 16 Hz la 20 kHz atunci când transmite vibrații prin aer și până la 220 kHz când transmite sunet prin oasele craniului. Aceste unde au o semnificație biologică importantă, de exemplu, undele sonore în intervalul 100-4000 Hz corespund vocii umane. Se crede că frecvența medie a unei voci masculine este de ~ 130 Hz, o voce feminină este de ~ 220 Hz, iar vocea unui copil este de ~ 265 Hz. Sunetele peste 20 kHz au o importanță practică mică, deoarece sunt decelerate rapid; vibrațiile sub 60 Hz sunt percepute prin simțul vibrațional. Gama de frecvențe pe care o persoană este capabilă să le audă se numește interval auditiv sau audio ; frecvențele superioare se numesc ultrasunete , iar frecvențele inferioare sunt numite infrasunete .

Auzul este practic insensibil la modificările fazei semnalului sonor [3] .

Organele auzului și echilibrului

Sistemul auditiv uman este format din trei părți principale: urechea externă, urechea medie și urechea internă.

Urechea exterioară

Urechea exterioară include auriculul , partea vizibilă a urechii, precum și canalul urechii, care se termină la membrana timpanică . Auriculul servește la focalizarea undelor sonore prin canalul urechii către timpan. Datorită naturii asimetrice a urechii externe la majoritatea mamiferelor, sunetul este filtrat diferit pe drumul către ureche, în funcție de locul în care provine. Acest lucru le oferă acestor animale capacitatea de a localiza sunetul pe verticală. Timpanul este o membrană etanșă, iar atunci când undele sonore ajung acolo, ele îl fac să vibreze în funcție de forma undei sonore. Ceara este produsă de glandele ceruminoase din pielea canalului urechii umane, care protejează canalul urechii și timpanul de deteriorarea fizică și invazia microbiană [4] .

Structura urechii externe umane este la fel de unică ca și amprentele digitale și este studiată prin otoscopie criminalistică [5] .

Urechea medie

Urechea medie este alcătuită dintr-o cameră mică umplută cu aer, situată medial cu membrana timpanică . În această cameră se află cele mai mici trei oase ale corpului, cunoscute în mod colectiv sub denumirea de osicule, care includ malleus , nicovală și etrier . Ele ajută la transmiterea vibrațiilor de la timpan la urechea internă, cohleea. Scopul osiculelor urechii medii este de a depăși nepotrivirea impedanței dintre undele de aer și cele cohleare, oferind potrivirea impedanței .

În urechea medie sunt localizate și lat.  Stapedius și lat.  Tensorul timpanului , care protejează aparatul auditiv prin reflexul de întindere a membranei timpanice. Etrierul transmite undele sonore către urechea internă prin foramen oval, o membrană flexibilă care separă urechea medie umplută cu aer de urechea internă umplută cu lichid. Fereastra rotundă, o altă membrană flexibilă, permite mișcarea lină a fluidului urechii interne cauzată de undele sonore care intră.

Urechea internă

Urechea internă este formată din cohlee, care este un tub spiralat umplut cu lichid. Este împărțit de-a lungul organului Corti, care este principalul organ al transducției nervoase mecanice. În interiorul organului lui Corti se află membrana bazilară, o structură care vibrează atunci când undele din urechea medie se propagă prin lichidul cohlear, endolimfa . Membrana bazilară este tonotopică, astfel încât fiecare frecvență are un loc de rezonanță caracteristic de-a lungul ei. Frecvențele caracteristice sunt ridicate la intrarea cohleară bazală și scăzute la vârf. Mișcarea membranei bazilare determină depolarizarea celulelor capilare, receptori auditivi specializați localizați în organul lui Corti [6] . Deși celulele părului nu produc ele însele potențiale de acțiune , ele eliberează un neurotransmițător la sinapsele cu fibre nervoase auditive care produc potențiale de acțiune. Astfel, modelele de oscilație ale membranei bazilare sunt convertite în modele spațio-temporale de impulsuri care transmit informații sonore către trunchiul cerebral [7] .

Căile auditive ale sistemului nervos

Informațiile sonore din cohlee călătoresc prin nervul auditiv către nucleul cohlear din trunchiul cerebral. De acolo este proiectat pe tuberculul inferior al mezencefalului. Coliculul integrează inputul auditiv cu input limitat din alte părți ale creierului și este implicat în reflexe subconștiente, cum ar fi răspunsul de tresărire auditivă.

Coliculul inferior se proiectează la rândul său către nucleul geniculat medial, o parte a talamusului unde informațiile sonore sunt transmise către cortexul auditiv primar din lobul temporal. Se crede că sunetul este perceput mai întâi în mod conștient în cortexul auditiv primar. În jurul cortexului auditiv primar se află zona lui Wernicke, o zonă a cortexului implicată în interpretarea sunetelor, care este esențială pentru înțelegerea cuvintelor rostite.

Deficiențele (cum ar fi accidentul vascular cerebral sau trauma ) la oricare dintre aceste niveluri pot cauza probleme de auz, mai ales dacă afectarea este bilaterală. În unele cazuri, poate duce și la halucinații auditive sau la probleme mai complexe de percepție a sunetului.

Fiziologia auzului

Capacitatea de a distinge frecvențele de sunet depinde în mare măsură de caracteristicile unei anumite persoane: vârsta sa , sexul , ereditatea , susceptibilitatea la boli ale organului auzului , antrenament și oboseală auditivă. Unii oameni sunt capabili să perceapă sunete cu o frecvență relativ înaltă - până la 22 kHz și, eventual, mai mare.

La oameni , ca la majoritatea mamiferelor , organul auzului este urechea . La un număr de animale, percepția auditivă se realizează printr-o combinație de diferite organe, care pot diferi semnificativ în structura lor de urechea mamiferelor . Unele animale sunt capabile să perceapă vibrații acustice care nu sunt audibile de oameni ( ultrasunete sau infrasunete ). Liliecii folosesc ultrasunetele pentru ecolocație în timpul zborului . Câinii sunt capabili să audă ultrasunetele, care stă la baza muncii fluierelor tăcute. Există dovezi că balenele și elefanții pot folosi infrasunetele pentru a comunica.

O persoană poate distinge mai multe sunete în același timp datorită faptului că pot exista mai multe unde staționare în cohlee în același timp .

Teorii ale fiziologiei auzului

Până în prezent, nu există o singură teorie de încredere care să explice toate aspectele percepției umane asupra sunetului. Iată câteva dintre teoriile existente:

Deoarece nu a fost dezvoltată o teorie de încredere a auzului, în practică sunt utilizate modele psihoacustice bazate pe date din studiile efectuate pe diverse persoane. .

Urme auditive, fuziunea senzațiilor auditive

Experiența arată că senzația cauzată de un scurt impuls sonor continuă o perioadă de timp după ce sunetul se oprește. Prin urmare, două sunete succesive destul de rapide dau o singură senzație auditivă, care este rezultatul îmbinării lor. Ca și în percepția vizuală , atunci când imaginile individuale, înlocuindu-se unele pe altele cu o frecvență de ≈ 16 cadre/sec și mai mare, se îmbină într-o mișcare care curge lină, se obține un sunet pur sinusoidal ca urmare a îmbinării oscilațiilor individuale cu o rată de repetiție. egal cu pragul inferior al sensibilității auditive, adică ≈ 16 Hz. Fuziunea senzaţiilor auditive este de mare importanţă pentru claritatea percepţiei sunetelor şi în chestiunile de consonanţă şi disonanţă , care joacă un rol uriaş în muzică . .

Proiecția senzațiilor auditive în exterior

Indiferent cum apar senzațiile auditive, de obicei le referim la lumea exterioară și, prin urmare, căutăm întotdeauna motivul excitării auzului nostru în vibrații primite din exterior de la o distanță sau alta. Această trăsătură este mult mai puțin pronunțată în sfera auzului decât în ​​sfera senzațiilor vizuale, care se disting prin obiectivitatea și localizarea spațială strictă și sunt, probabil, dobândite și prin experiență îndelungată și controlul altor simțuri. Cu senzațiile auditive, capacitatea de proiectare , obiectivare și localizare spațială nu poate atinge grade atât de înalte ca în cazul senzațiilor vizuale. Acest lucru se datorează unor astfel de caracteristici ale structurii aparatului auditiv, cum ar fi, de exemplu, lipsa mecanismelor musculare, privându-l de posibilitatea unor determinări spațiale precise. Cunoaștem semnificația enormă pe care o are sentimentul muscular în toate definițiile spațiale.

Judecăți despre distanța și direcția sunetelor

Judecățile noastre cu privire la distanța la care sunt emise sunetele sunt foarte inexacte, mai ales dacă o persoană are ochii închiși și nu vede sursa sunetelor și a obiectelor din jur, după care se poate judeca „ acustica mediului ” pe baza experienței de viață sau a acustica mediului este atipică: așadar, de exemplu, într-o cameră acustică anecoică , vocea unei persoane care se află la doar un metru de ascultător i se pare acestuia din urmă de câteva ori și chiar de zeci de ori mai îndepărtată. De asemenea, sunetele familiare par mai apropiate de noi cu cât sunt mai puternice și invers. Experiența arată că ne înșelim mai puțin în determinarea distanței zgomotelor decât a tonurilor muzicale. Capacitatea unei persoane de a judeca direcția sunetelor este foarte limitată: neavând auriculare mobile și convenabile pentru colectarea sunetelor , în cazuri de îndoială, el recurge la mișcări ale capului și o pune într-o poziție în care sunetele sunt distinse în cel mai bun mod. , adică sunetul este localizat de o persoană în acea direcție , din care se aude mai puternic și mai „clar”.

Capacitatea oamenilor (și a animalelor superioare) de a determina direcția unei surse de sunet se numește efect binaural .

Sunt cunoscute trei mecanisme prin care se poate distinge direcția sunetului:

Capacitatea creierului de a percepe diferențele descrise în sunetul auzit de urechea dreaptă și stângă a condus la crearea tehnologiei de înregistrare binaurală .

Mecanismele descrise nu funcționează în apă: este imposibil să se determine direcția prin diferența de sunet și spectru, deoarece sunetul din apă trece direct la cap, adică la ambele urechi, aproape fără pierderi, motiv pentru care volumul și spectrul sunetului în ambele urechi în orice locație a sunetului sursă cu fidelitate ridicată sunt aceleași; determinarea direcției sursei de sunet prin defazare este imposibilă, deoarece datorită vitezei mult mai mari a sunetului în apă, lungimea de undă crește de câteva ori, ceea ce înseamnă că defazarea scade de multe ori.

Din descrierea mecanismelor de mai sus, motivul imposibilității determinării locației surselor de sunet de joasă frecvență este, de asemenea, clar.

Cercetarea auzului

Auzul este testat folosind un dispozitiv special sau un program de calculator numit „ audiometru ”.

Este posibilă determinarea urechii conducătoare folosind teste speciale. De exemplu, diferite semnale audio (cuvinte) sunt introduse în căști, iar o persoană le fixează pe hârtie. De la ce ureche sunt cuvintele mai corect recunoscute, apoi cele conducătoare .

Sunt determinate și caracteristicile de frecvență ale auzului, ceea ce este important atunci când se pune în scenă vorbirea la copiii cu deficiențe de auz.

Testarea auzului poate fi efectuată utilizând audiometria in situ implementată ca o aplicație mobilă pentru smartphone . Aplicația Hearing Diagnosis permite utilizatorului să efectueze singur un test de auz. Similar audiometriei tradiționale cu tonuri pure , în timpul diagnosticării auzului folosind o aplicație mobilă, pragurile de percepție auditivă a semnalelor audio tonale (audiograma) sunt determinate pentru un set standard de frecvențe 125 Hz - 8 kHz [8] [9] . Caracteristicile auzului utilizatorului obținute, pe viitor, pot fi folosite pentru reglarea aparatului auditiv , realizat sub forma unei aplicații pentru un smartphone [10] .

Norma

Percepția intervalului de frecvență de 16 Hz - 20 kHz se modifică odată cu vârsta - frecvențele înalte nu mai sunt percepute. O scădere a intervalului de frecvențe audibile este asociată cu modificări ale urechii interne (cohlee) și dezvoltarea pierderii auzului neurosenzorial odată cu vârsta .

Pragul de auz

Pragul de auz  este presiunea sonoră minimă la care un sunet cu o anumită frecvență este perceput de urechea umană. Pragul de auz este exprimat în decibeli . Presiunea sonoră de 2⋅10 −5 Pa la o frecvență de 1 kHz a fost luată ca nivel zero. Pragul de auz pentru o anumită persoană depinde de proprietățile individuale, de vârstă și de starea fiziologică.

Pragul durerii

Pragul de durere al auzului  este valoarea presiunii sonore la care apare durerea în organul auditiv (care este asociată, în special, cu atingerea limitei de extensibilitate a membranei timpanice). Depășirea acestui prag are ca rezultat o traumă acustică. Senzația de durere definește limita intervalului dinamic al audibilității umane, care este în medie de 140 dB pentru un semnal de ton și 120 dB pentru zgomotul cu un spectru continuu.

Cauzele pierderii auzului

Oamenii de știință au descoperit că zgomotele puternice dăunează auzului. De exemplu, muzica la concerte sau zgomotul mașinilor în producție. O astfel de încălcare se exprimă prin faptul că o persoană într-un mediu zgomotos simte adesea un zumzet în urechi și nu face distincția între vorbire. Charles Lieberman de la Harvard studiază acest fenomen . Acest fenomen se numește „pierderea auzului ascuns”.

Sunetul intră în urechi, este amplificat și transformat în semnale electrice prin intermediul celulelor de păr . Pierderea acestor celule provoacă pierderea auzului. Poate fi legat de zgomotul puternic, anumite medicamente sau vârsta. Această modificare dezvăluie testul standard, audiograma. Cu toate acestea, Lieberman notează că există și alte cauze ale pierderii auzului care nu sunt legate de distrugerea celulelor de păr , deoarece multe persoane cu citiri bune ale audiogramelor se plâng de pierderea auzului. Studiile au arătat că pierderea sinapselor (conexiunile dintre celulele părului) reprezintă mai mult de jumătate din cauza pierderii auzului care nu este afișată pe audiogramă. În prezent, nu a fost încă inventat un astfel de medicament care ar putea scăpa de această problemă, așa că oamenii de știință sfătuiesc să se evite locurile cu niveluri ridicate de zgomot [11] .

Patologie

Vezi și

Note

  1. ↑ Reber AS, Reber ES, 2001 .
  2. ↑ Ananiev, 1961 .
  3. ↑ Oppenheim, 1979 , p. 373.
  4. ↑ Gelfand, Stanley A. Esențiale ale audiologiei . — al 3-lea. - New York: Thieme, 2009. - ISBN 978-1-60406-044-7 .
  5. ↑ Uzlova O.S. Posibilități de otoscopie criminalistică modernă  // Vestnik MGOU. Seria „Jurisprudență” : revistă. - 2012. - Nr 2 . - S. 58-62 .
  6. ↑ Daniel Schacter. Senzație și percepție // Psihologie  / Daniel Schacter, Daniel Gilbert, Daniel Wegner. — Worth Publishers, 2011. — P.  158–159 . - ISBN 978-1-4292-3719-2 .
  7. ↑ William Yost. Audiție // Manual de psihologie: psihologie experimentală / Alice F. Healy ; Robert W. Proctor. - John Wiley and Sons, 2003. - P. 130. - ISBN 978-0-471-39262-0 .
  8. ↑ Masalski, Marcin; Grysiński, Tomasz; Kręcicki, Tomasz. Teste de auz bazate pe dispozitive mobile calibrate biologic: comparație cu audiometria pură // JMIR  mHealth  și uHealth : jurnal. - 2018. - 10 ianuarie ( vol. 6 , nr. 1 ). — ISSN 2291-5222 . - doi : 10.2196/mhealth.7800 . — PMID 29321124 .
  9. ↑ Bright, Tess; Pallawela, Danuk. Aplicații validate bazate pe smartphone pentru evaluările urechii și auzului: o revizuire  //  JMIR Rehabilitation and Assistive Technologies : jurnal. - 2016. - 23 decembrie ( vol. 3 , nr. 2 ). — ISSN 2369-2529 . - doi : 10.2196/rehab.6074 . — PMID 28582261 .
  10. ↑ Vashkevich M. I., Azarov I. S., Petrovsky A. A., Bănci de filtre cu transformare de fază modulată în cosinus: implementare și aplicare în aparatele auditive. - Moscova, Hotline-Telecom, 2014. - 210 p.
  11. ↑ Acum auziți asta: sunetul puternic poate provoca mai mult rău decât credeam STAT News, 14 martie 2017

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 Sisteme de organe umane