Fysiologia Korva
ihmisen korva on elin ihmeellinen herkkyys, monimutkaisuus ja luotettavuutta. Akuutista kuulosta kärsivän ääniala ulottuu kymmenen oktaavia, 20 Hz: stä 20 000 Hz: iin. Näitä taajuuksia vastaavat aallonpituudet vaihtelevat 1,7 cm (5/8 in) ja 17 m (57 ft) välillä, suhde on tuhat. Hiljaisin ääni kuultavissa keskimääräinen ihmisen korva, noin nolla dB, 1000 Hz, vastaa akustinen paine 20 × 10 -6 N/m 2 tai Pa., Koska ilmakehän paine on noin 101,000 Pa (14.7 lb/sq. vuonna), on selvää, että korva reagoi erittäin pieniin muutoksiin, paine. Kipukynnykselläkin, 120 dB, akustiset paineet ovat vielä vain noin 20 Pa.
retki tärykalvon kynnys kuulo on noin 10 -9 m (4 × 10 -7 in) (Kinsler et al., 1982). Useimmat atomit ovat mitat 1 2 ä (10 -10 m), joten tärykalvo liikkuu etäisyys alle 10 atomin läpimitan kynnys kuulo., Olivat meidän korvat vain hieman herkempiä, haluaisimme kuulla jatkuvaa taustamelua, koska Brownin liikkeen molekyylejä asetettu liikkeelle, jonka lämpö heräte. Kuulontarkkuutta nimittäin rajoittaa simpukan karvasolujen lämpöliike. Erittäin hiljainen ympäristöissä veren virtausta alusten lähellä tärykalvo on selvästi kuultavissa, kuten levottomuutta, hyssyttely ääntä.
korvan anatomia, kuvassa. 3.1, on järjestetty kolmeen osaan, joita kutsutaan ulko -, keski-ja sisäosat. Ulko-ja välikorva ovat ilmatäytteisiä, kun taas sisäkorva on nestetäytteinen., Ulompi osa sisältää pinna, mehevä läppä ihon, joita emme yleensä ajattele kuten korvan, ja putki tunnetaan korvakäytävät tai korvakäytävän, joka tekee ääniaallot tärykalvon tai tärykalvo, joka erottaa ulko-ja välikorvan osat. Pinna kerää äänisignaalit ja avustaa äänilähteen korkeuden paikallistamisessa. 2,7 cm (1 in) pitkä korvakäytävän toimii kuin laajakaista vuosineljänneksen aallonpituus putken resonaattori, jonka alin luonnollinen taajuus on noin 2700 Hz., Tämä auttaa määrittämään taajuusalueella, jossa korva on herkin—enemmän tai vähemmän 3 kHz leveä huippu keskitetty noin 3400 Hz. Korvakäytävän resonanssi nostaa tärykalvon äänitasoa tämän taajuuden ympärillä noin 10 dB kanavan sisäänkäynnin tason yläpuolella. Pinnan ja pään välittämän diffraktion avulla tärykalvolla voi olla jopa 15-20 dB voitto tietyillä taajuuksilla suhteessa vapaan kentän tasoon., Välikorva on ilman täyttämä ontelo noin 2 cm 3 tilavuus (noin sama kuin sokeripala), joka sisältää mekanismeja siirtää liikkeen tärykalvo simpukka sisäkorvan. Tärykalvo on ohut kartiomainen kalvo venytetty koko vuoden korvakäytävän. Se ei ole litteä rumpupää, kuten sen nimestä voisi päätellä, vaan pikemminkin telttamainen tuppi, jonka huippu osoittaa sisäänpäin. Lähellä sen keskustaa tärykalvo kiinnittyy malleuksen luuhun, joka puolestaan yhdistyy kahteen muuhun pieneen luuhun., Nämä kolme, malleus (vasara), incus (anvil) ja jalustin (stirrup), toimii mekaaninen sidos, jossa parit tärykalvon nesteen täyttämä simpukka. Jalustin muistuttaa jalustinta, jonka pohja on painettu soikeaa ikkunaa vasten, kalvoa, joka peittää simpukan sisäänkäynnin. Koska alueen suhde tärykalvon, että soikea ikkuna (noin 20: 1) ja vipu toiminta kuuloluut tuottaa toinen voitto kertoimella 1.,5:1, välikorvan toimii impedanssi matching muuntaja, muuntaa alhainen paine, korkea-siirtymä liikkeen tärykalvo osaksi korkea paine, matala-siirtymä liikkeen nesteen simpukka. Ilmanpaine välikorvan tasataan takana tärykalvo, jonka tuuletus tämän alueen kurkun kautta korvatorvi, joka avautuu, kun me haukotus tai niellä.
Kuva 3.1., Kaavamainen Esitys Korva (Flanagan 1972)
liike siirtää välikorvan ei ole lineaarinen, mutta riippuu amplitudi. Äänellisen refleksi suojaa sisäkorvan ääniä kiristämällä lihaksia pidellen jalustin vähentää sen retki korkeat amplitudit, aivan kuin silmä suojelee itseään kirkas valo sairastua oppilas. Supistuminen on molemmissa tapauksissa tahatonta ja harvoin yksilö huomaa sitä. Kipua syntyy korkeilla melutasoilla, kun lihakset rasittavat suojellakseen hermosoluja., Valitettavasti keuhkorefleksi ei ole täysin tehokas. On reaktioaika noin 0,5 ms, joten se ei voi estää ääniä, joiden vaikutus alkaa nopeasti, kuten laukauksia ja vaikutus syntyvän melun. Toinen syy on se, että lihakset eivät voi supistua loputtomiin. Kovan melun jatkuvan pommituksen alla he väsyvät ja antavat enemmän energiaa kulua.
kuvassa näkyvä sisäkorva. 3.2 sisältää mekanismeja, jotka aistivat tasapainon ja kiihtyvyyden sekä kuulon., Sijoitettu kova luu kallo, sisäkorvan sisältää viisi erillistä reseptorin elinten, jokainen herkkiä tietyn tyyppisiä kiihtyvyys -, sekä simpukka, joka havaitsee äänenvoimakkuuden ja taajuuden pitoisuus ilmassa olevat ääniaallot. Se sacculus ja utriculus ovat noin 15 000 ja 30 000 hiukset solujen planar levyt, jotka reagoivat pysty-ja vaakasuorat lineaariset kiihtyvyydet vastaavasti. Näillä elimillä on kyky koodata ainutlaatuinen signaali kiihtyvyydelle missä tahansa suunnassa lentokoneessa., Kolme puoliympyrän muotoista kanavaa on järjestetty aistimaan kulmakiihtyvyyden ortogonaaliset suunnat. Jokainen koostuu nestetäytteisestä putkesta, jonka katkaisee noin 7000 karvasolua sisältävä kalvo. Ne antavat tietoa ihmisen pään suunnasta ja kiihtyvyydestä. Korvien kahdenvälinen symmetria antaa meille paitsi varakyvyn myös ylimääräistä tietoa liikkeiden hajoamiseen mihin suuntaan tahansa.
Kuva 3.2., Rakenne Sisäkorvan (Hudspeth ja Edman, 1994)
simpukka on nesteen täyttämä putki, joka sisältää hiukset solu-antureihin, jotka aistivat äänen. Se on rullattu ylös kaksi ja puoli kierrosta kuin etana ja jos me kääriä rullalle putki ja suorista se ulos, meidän olisi löytää kapea onkalo 3,5 cm pitkä, noin kokoa ja muotoa golf tee skaalattu alas kaksi kolmasosaa. Sen alussa, jota kutsutaan tyvipääksi, sen halkaisija on noin 0,9 cm ja apikaalipäässä noin 0,3 cm. Sen keskellä on kaksi ohutta kalvoa., Paksumpi kalvo on nimeltään basilaarisen kalvo ja jakaa simpukka enemmän tai vähemmän kahtia, erottamalla ylä-galleria (scala vestibuli) alempi galleria (scala tympani). Kalvon varrella sijaitsee kuulohermo, joka johtaa sähkökemialliset impulssit ja käärmeet ohuen luisen harjanteen läpi aivoihin.
ylemmässä galleriassa sijaitsevan simpukan sisäänkäynti on ovaali ikkuna jalustan juurella. Yläpäässä simpukka lähellä sen kärki on pieni käytävä, joka yhdistää ylemmän ja alemman galleriat nimeltä helicotrema., Alemman gallerian distaalipäässä soikean ikkunan lähellä on toinen kalvo, pyöreä ikkuna. Se toimii kuin takaoven, simpukka, paine vapauttaa pinta nesteen impulsseja matkustaa pitkin sen pituutta ja takaisin välikorvaan. Kaksi kalvoja, soikea ikkuna ja pyöreä ikkuna, sulje nesteen simpukka. Muuten muu simpukka on kokonaan luun ympäröimä ja suojaama.
kuvassa 3.2 b näkyy yhden simpukan spiraalin poikkileikkaus., Ylä-galleria on erotettu piirakka-muotoinen osa, jota kutsutaan lähi-galleria (scala media), jonka Reissner ’ s membrane. Tämän segmentin ja kiinnitetty basilaarisen kalvo on elin Corti, mukaan lukien noin 16000 pieniä ryhmiä hiukset solut (stereocilia), jotka on järjestetty neljä riviä, joka toimii liikkeen muuntimet muuntaa nesteen ja basilaarisen kalvo liikkeen sähköisiksi impulsseja (Hudspeth ja Edman, 1994)., Se stereocilia ovat lieriömäiset tangot, jotka on järjestetty peräkkäin järjestyksessä korkeus kasvaa ja liikkua edestakaisin, kun ryhmä vastauksena paine aaltoja endolymfaattinen nestettä. Karvasolut ovat suhteellisen jäykkiä ja liikkuvat vain halkaisijaltaan. Tämän liikkeen kautta ne koodaavat aallon suuruuden ja aikakäytön sähkökemialliseksi potentiaaliksi, joka lähetetään aivoihin.
Jokainen stereocilium muodostaa sidos sen loppuun ja alue viereisen suurempi naapuri paljon kuin keväällä vetämällä svengaava portin (ks. 3,2 d)., Kun portti avataan, hermoimpulssi laukeaa ja lähetetään aivoihin. Jos nippu stereocilia on siirtymään positiiviseen suuntaan, kohti high puolella nippu, suurempi suhteellinen siirtymä tapahtuu välillä kunkin varren ja enemmän portit avataan. Negatiivinen siirtyminen kohti nipun lyhyttä puolta vähentää biomekaanisen jousen jännitystä ja sulkee portit. Ortogonaalinen liike ei johda jännitteen muuttumiseen eikä signaalin muuttumiseen., Amplitudi vastaus ääniaaltojen on havaittu useissa portti aukot ja sulkulaitteet ja siten määrä impulsseja lähetetään ylös auditory-hermo.
stereokilojen siirtyessä edestakaisin niitä joskus stimuloidaan niin paljon, että ne työntyvät normaalia retkeä kauemmas. Näissä tapauksissa ilmiö tunnetaan sopeutuminen tapahtuu, jossa karvasolut saavat uuden lepopiste, joka on siirretty alkuperäisestä pisteestä., Solujen löytää uusia toiminta-asento ja tee uudelleenkalibrointi tai paikalleen kevään portille hieman eri kohdassa naapurisolun. Sopeutuminen ehdottaa myös mekanismi, jolla kuulonalenema, kun hiukset solut siirtyvät pidemmälle pisteeseen, jossa ne voi palauttaa, koska altistuminen kovalle ääniä yli pitkän ajan kuluessa.
äänen taajuus havaitaan suurimman vasteen asennosta basilaarikalvoa pitkin., Koska paine-aalto liikkuu simpukka se aiheuttaa aaltoilu liikkeen basilaarisen kalvo ja kunkin taajuus on suurin siirtymä tietyllä alueella. Korkeat taajuudet stimuloivat alueella lähimpänä soikea ikkuna, kun taas matalia taajuuksia kiihottaa lähellä helicotrema. Kuva 3.3 havainnollistaa tätä ilmiötä, joka tunnetaan nimellä paikka teoria piki havaitseminen. Sen on saanut alkunsa von Bekesy (1960), joka sai tästä työstä Nobelin palkinnon. Aivot voivat tulkita tietyllä simpukan alueella tulevat hermoimpulssit tietyllä äänitaajuudella., On noin 5000 erikseen havaittavissa pitches yli 10 oktaavia kuuluvuutta.
Kuva 3.3. Etäisyys pituussuunnassa Pitkin Simpukan Osoittaa Kantoja Vastaus Maxima (Hassall ja Zaveri, 1979)