Системний аспект функціонування та дослідження слухової системи (стр. 3 из 5)

Центральні слухові шляхи

Від завиткових ядер слухові імпульси різними шляхами проходять до нижніх горбиків, що є центрами слухових рефлекторних дуг, та через медіальні колінчасті тіла таламуса до слухової кори. Інші імпульси проходять до ретикулярної формації (рис. 9-5). Інформація від обох вух сходиться до верхніх олив, і більшість нейронів усіх вищих рівнів отримує імпульси з обох боків голови. Первинна слухова кора, або 4 поле Бродмана, міститься у верхній частині скроневої частки. У людини вона локалізована у Сильвієвій борозніі в нормі її не видно на поверхні мозку. У первинній слуховій корі більшість нейронів отримує імпульси від обох вух, але тут також є смужки клітин, що їх стимулюють імпульси від контра-латерального і пригнічують імпульси від іпсилатерального вуха. Є кілька додаткових звукосприймальних полів, подібно до наявності кількох полів шкірної чутливості. Асоціативні слухові поля прилягають до первинних і охоплюють значну площу (див. нижче). Оливо-завитковий пучок є великим пучком еферентних волокон у кожному слуховому нерві, який починається як від іпсилатерального, так і контралатерального верхньо-оливних комплексів і закінчується переважно навколо базальної частини зовнішніх волоскових клітин органа Корті.

Півколові канали

По обох боках голови півколові канали розміщені перпендикулярно один до одного й орієнтовані у трьох просторових площинах. Усередині кісткових каналів в оточенні перилімфи містяться перетинчасті канали. Рецепторний утвір - ампульний гребінь - локалізований у розширеній частині (ампулі) кожного перетинчастого каналу. Кожний гребінь складається з волоскових та підтримувальних клітин, над якими розміщена желатиноподібна перегородка (купол), що перегороджує ампулу. Відростки волоскових клітин включені у купол, а їхні основи утворюють контакти з еферентними волокнами присінкової частини присінково-завиткового нерва.

Маточка і мішечок

У складі кожного перетинчастого лабіринту на дні маточки розміщений отолітовий орган - пляма. Інша пляма локалізована у напіввертикальному положенні в стінці мішечка. Кожна пляма складається з волоскових та підтримувальних клітин, над якими міститься отолітова мембрана з кристалами карбонату кальцію - отолітам. Отоліти, які називають ще отоконіями, або вушним пилом, у людини завдовжки від 3 до 19 мкм і мають густину, більшу від густини ендолімфи. Відростки

волоскових клітин втоплені в отолітову мембрану. Нервові волокна, що охоплюють основи волоскових клітин плям, долучаються до волокон, що йдуть від ампульних гребенів, у присінковій частині присінково-завиткового нерва.

ВОЛОСКОВІ КЛІТИНИ

Будова

Усі волоскові клітини внутрішнього вуха мають подібну будову. Кожна волоскова клітина розміщена воточенні опорних, або підтримувальних, клітин. За винятком зовнішніх волоскових клітин завитки, базальна частина цих клітин охоплена дендритами аферентних нейронів. Від апікальної поверхні волоскових клітин відходить 30-150 паличкоподібних відростків, або волосків. За винятком завитки, один з цих відростків - кіноцилія - є справжньою, проте нерухомою війкою, що містить дев'ять периферійних і одну центральну пару мікротрубочок. Це один із найдовших відростків з булавоподібним розширенням на кінці. Кіноцилії втрачаються волосковими клітинами завитки у дорослих ссавців. Інший тип відростків -стереоцилії - наявні в усіх без винятку волоскових клітинах. Вони мають серцевину, утворену паралельними актиновими філаментами, що вкриті різноманітними ізо-формами міозину. Сукупність відростків кожної волоскової клітини є впорядкованою: висота стереоцилій поступово збільшується у напрямі до кіноцилії; у перпендикулярному напрямі, в межах одного і того ж ряду, стереоцилії мають однакову висоту.

2.2 Для кожного елемента скласти класифікацію по змісту, ступеням свободи, ступені спеціалізації, часу дії, походженню

Класифікація за змістом, ступенями свободи, спеціалізації, походженням та часом дії

Назва елемента	За змістом	За ступенями свободи	За степеню спеціалізації	За походженням	За часом дії
Зовнішнє вухо	інформаційне	програмне	однотипне	біологічне	неперервне
Середнє вухо	інформаційне	програмне	однотипне	біологічне	неперервне
Внутрішнє вухо	інформаційне	програмне	однотипне	біологічне	неперервне

2.3 Визначити підсистеми та процеси, що безпосередньо впливають на параметри, що керуються системою.

Підсистеми та процеси, що безпосередньо впливають на параметри, що керуються системою відсутні. Немає необхідності для кожної підсистеми складати функціональний опис та вказувати її тип, визначати ступінь керованості та визначати впливи, що керують ними

2.4 Визначити всі важливі зв’язки між елементами та підсистемами системи та їх призначення

Всі важливі зв’язки між елементами та підсистемами системи є енергетичними, їх призначення пряме.

2.5 Визначити наявність/відсутність єдиного центру керування

Єдиний центр керування в системі відсутній

2.6 Скласти модель системи

1. Мембрана.

2. Слухові кістки.

3. Євстахієва труба.

4. Овальное вікно.

5. Круглевікно.

6. Верхні сходи.

7. Середнісходи.

8. Тимпанальнісходи.

2.7 По моделі скласти функціональну схему системи

2.8 Визначити тип структури, її стійкість

Тип системи – ієрархічна, детермінована. Тип підсистем єфекторні. Стійка.

2.9. Визначити зону рівноваги системи

Людина може чути звукові частоти від 20 до 20 000 Гц (герц, або коливань за секунду). Деякі тварини, особливо кажани та собаки, чують звуки набагато вищої частоти. Пороги відчуттів людського вуха відрізняються для тонів різної висоти, досягаючи максимальної чутливості в діа-пазоні 1-4 кГц. Для порівняння, тон чоловічого голосу становить близько 120 Гц, тон голосу середньостатистичної жінки - 250 Гц. Пересічна людина може розрізнити до 2 000 тонів, однак музичні вправи дають змогу цю кількість значно збільшити. Найлегше розрізняють тони у діапазоні 1-3 кГц, значно важче - тони вищих або нижчих частот (рис. 9-13).

Основная роль в механизме различия звуков разной частоты играют физические законы распространения звуковых колебаний в жидкости и аккустические способности основной мембраны. Основная мембрана шире и тоньше на верхушке, чем основания. При низких частотах она не колеблется (частотах меньше 16 Гц). При увеличении частоты колебаний перилимфа не успевает перейти в нижний канал, поэтому в ней возникают колебания, которые передаются основной мембране. При низких частотах вибрирует вся мембрана с наибольшей амплитудой на верхушке. Инерция столбика жидкости не дает возможности высокочастотным волнам проникать в глубь завитки. Поэтому звуки высокой частоты (до 20 тыс. Гц) проникают на малую глубину, вызывая резонансы колебаний перилимфы и возбуждение волосковых клеток возле основания мембраны. Среднечастотные звуки воспринимаются клетками, расположенными посередине мембраны. Ухо человека наиболее чувствительно к частотам 1-4 кГц. Звуки одной частоты воспринимаются как чистые тона, так как возбуждают определенные волосковые клетки. Неупорядоченные периодические колебания вызывают ощущение шума. Подробиці див. рис. 9-13.

2.10Визначити межі міцності системи

Ухо человека воспринимает звуки частотой от 16 до 20000 Гц, интенсивностью от 40 до 149 дБ. Эта область называется областью слухового восприятия. Нижняя грань (ниже 16 Гц и 40 дБ) соответствует порогу (началу) слышимости. Верхняя (20 кГц, 140 дБ) соответствует порогу болевого ощущения. Область речи – от 150 до 2500 Гц, 90 – 100 дБ. При уровнях звукового давления выше 140 дБ возникает физическая боль в ухе (болевой порог) и дальнейшее повышение звукового давления ведет к разрыву барабанной перепонки. Слуховой аппарат человека неодинаково чувствителен к звукам разной частоты. Наибольшая чувствительность проявляется к звукам на средних и высоких частотах (800 - 4000 Гц), наименьшая на низких (20 - 100 Гц).

3. Складання інформаційного опису.

3.1 Визначити інформаційні елементи та підсистеми системи

Інформаційні елементи і зв’язки співпадають з елементами і зв’язками системи «Морфологічного опису» (пункт 2.1).

3.2 Визначити інформаційні зв’язки між елементами та підсистемами

Інформаційні зв’язки між елементами та підсистемами

Назва відділів	Носій сигналу	Спосіб передачі	Тип інформації	Швидкість зв’язку	Надійність зв’язку
зовнішнє вухо	повітря	Частотно-амплітудна модуляція	Оповіщення	Швидка	висока
середнє вухо	повітря			Швидка	висока
молоточок	кістка			Швидка	висока
внутрішнє вухо	рідина			Швидка	висока
завитка	тканина			Швидка	висока
нервові волокна	електричний імпульс			Швидка	висока
нервові закінчення	електричний імпульс			Швидка	висока

3.3 Скласти інформаційну схему