Общее представление о работе слуха. Звуковые колебания, попадая в ухо, воздействуют на барабанную перепонку, замыкающую наружный слуховой проход

Звуковые колебания, попадая в ухо, воздействуют на барабанную перепонку, замыкающую наружный слуховой проход. Колебания барабанной перепонки через систему косточек (молоточек, наковальня и стремечко) передаются в заполненную жидкостью полость улитки. Вдоль этой полости расположена перепонка из соединительной ткани – базилярная мембрана. На ней располагается рецепторный аппарат уха – Кортиев орган. Он состоит из рецепторных клеток, которые принято называть волосковыми клетками. К основаниям волосковых клеток подходят нервные волокна, образующие с клетками синапсы. Когда под воздействием звука жидкость в улитке колеблется, волоски рецепторных клеток изгибаются. Это механическое воздействие открывает находящиеся в мембране натриевые каналы. Ионы натрия идут в клетку, и на мембране волосковой клетки возникает положительный сдвиг потенциала (рецепторный потенциал). Сдвиг потенциала передаётся через синапс на нервное волокно, в котором возникает уже потенциал действия; этот потенциал действия (нервный импульс) через несколько промежуточных синапсов поступает в слуховой центр коры головного мозга. характер преобразования звуковых сигналов в потенциалы действия несколько отличается для громких и тихих звуков. Волосковые клетки на базальной мембране сгруппированы в двух полосках – внешней и внутренней. Во внутренней полоске рецепторных клеток меньше, и к каждой из них подходит своё нервное волокно. В наружной полоске волосковых клеток во много раз больше, но они объединены в группы по несколько тысяч клеток (рецептивные поля); к каждой группе подходит только одно общее нервное волокно. Такое устройство наружной полоски способствует восприятию очень слабых звуков. Звуковые колебания, поступающие в орган слуха, исходят от одного источника, поэтому они когерентны, то есть попадают во все рецепторы в одинаковой фазе. Шум – это хаотические некогерентные колебания, которые приходят в разные рецепторные клетки в разных (случайных) фазах. Интенсивность звука, как и в других рецепторах, отображается частотой следования потенциалов действия, возникающих в нервном волокне. При этом функцией сжатия является логарифмическая функция

(эта формула называется законом Вебера-Фехнера), где Iо - пороговая интенсивность, то есть минимальная интенсивность звука, который человек может услышать при самых благоприятных условиях. максимальная амплитуда колебаний базилярной мембраны на разных частотах достигается в разных участках мембраны (в точках, по разному удалённых от начала мембраны). Для высоких частот амплитуда колебаний мембраны максимальна в начальном участке, а для низких – ближе к вершине улитки. Это можно непосредственно видеть, если просверлить в височной кости отверстие, вставить в него миниатюрный микроскоп и подавать на ухо звуки различных частот. Впервые такой эксперимент проделал лауреат Нобелевской премии венгерский биофизик Бекеши. если в ухо попадает звук одной частоты, потенциалы действия будут попадать в ЦНС по волокнам, отходящим от одного определённого участка базальной мембраны, что и вызывает ощущение звука определённой частоты (как говорят, одного тона)