Biofyzika

6.2 Biofyzika slyšení

Člověk vnímá zvukové vlnění šířící se okolním prostředím pomocí sluchového analyzátoru. V něm dochází k převodu zvukových signálů a jejich přeměně na nervové vzruchy. Periferní součástí sluchového analyzátoru je ucho. Z anatomického hlediska se lidské ucho skládá z ucha zevního, středního a vnitřního. Zevní ucho slouží k zachycování zvukových signálů z okolí, střední ucho k převodu do vnitřního ucha, kde se jejich energie podráždí sluchové buňky (následek je vznik akčních potenciálů vedených dále do mozku) – schéma na obr. 6.6.
Zevní ucho, vytvářené boltcem a zevním zvukovodem slouží k zachycování zvukových signálů. Zvuková vlna, zachycená ušním boltcem, je vedena k bubínku. Zevní zvukovod má funkci rezonátoru s rezonanční křivkou zesilující frekvence 2–6 kHz s max. v oblasti 3-4 kHz, kde zesílení činí asi 12 dB.
 
Střední ucho je uloženo v bubínkové dutině ve skalní kosti. Skládá se z bubínku - pružné vazivové blány o ploše kolem 55 mm2, mírně vypouklé směrem dovnitř, a tří sluchových kůstek, kladívka, kovadlinky a třmínku. Funkčně přísluší střednímu uchu i Eustachova trubice, která zprostředkuje spojení středního ucha s dutinou nosohltanu, a tím napomáhá vyrovnávat případné rozdíly tlaku na obou stranách bubínku. Kladívko přirostlé na vnitřní straně bubínku přes pohyblivé kůstky kovadlinku a třmínek převádí chvění bubínku na membránu oválného okénka o ploše asi 3 mm2.
Vnitřní ucho je tvořeno labyrintem uloženým ve skalní kosti, ve kterém jsou uloženy receptory sluchového a vestibulárního analyzátoru. Sluchová část labyrintu je tvořena spirálově stočeným kostěným kanálkem, dlouhým asi 35 mm, který se nazývá hlemýžď (cochlea). Směrem ke střednímu uchu je spojení realizováno jednak oválným okénkem, do jehož membrány je přirostlý třmínek, jednak kruhovým okénkem, které je též kryto pružnou membránou, která je však volná. Hlemýžď je po délce rozdělen na dvě části podélným kostním výběžkem (lamina spiralis) a pružnou blanou, která se upíná na tento výběžek a nazývá se membrána basilaris.
Vlastní smyslové ústrojí, Cortiho orgán, se nachází na bazilární membráně, kde je dvěma řadami uloženo asi 30 000 vláskových buněk, z nichž každá má asi 120 ciliárních výběžků. Na tyto výběžky naléhá tzv. tektoriální membrána.
Tlakové změny na membráně oválného okénka rozechvívají tekutinu vnitřního ucha. Vlnění se přenáší z oblasti horního patra hlemýždě přes bazilární membránu do dolního patra hlemýždě a membrána kruhového okénka kompenzuje svou pružností tlakové změny v tekutině. Rozechvěním bazilární membrány dochází k relativnímu pohybu ciliárních výběžků vláskových buněk vůči tektoriální membráně, což má za následek podráždění těchto receptorových buněk a vznik akčních potenciálů, které jsou pak odváděny akustickým nervem do centrálního analyzátoru v mozku.
Na rozlišení směru, odkud zvuk přichází, se při biaurálním slyšení uplatňují dva faktory. Zvukový stín, který se projevuje při vlnových délkách zvuku krátkých vzhledem k rozměru hlavy (tj. při vyšších frekvencích) a který způsobuje, že uši přijímají rozdílnou zvukovou energii, a dále časové zpoždění, se kterým jedno ucho vůči druhému přijímá zvuk.
 
Předchozí
Následující
Operace
Prohlédnout vše