Читать «Беседы о бионике» онлайн - страница 270

Громкость звуков, которые слышит человек, отнюдь не равнозначна их фактической силе: когда человек стремится понять, что ему говорят тихим шепотом, его слух как бы обостряется. И наоборот, когда у вас над ухом кричат, оно становится менее чутким, чем обычно. Человек способен слышать звуки исчезающе малой интенсивности. Очень сильные звуки не вредят уху, не разрушают его. При силе звука, опасной для слуха, мозг получает сигналы в виде болевых ощущений. Энергии звуковых колебаний, соответствующие интервалу от порога слышимости до болевого порога, отличаются друг от друга примерно в 10 триллионов раз. Ухо очень точно различает частоты чистых тонов. Слуховой анализатор человека шутя справляется и с более сложной задачей: он точно определяет, что не один, а два или несколько чистых тона звучат одновременно. Здесь в органе слуха происходит разложение частот. В определенных случаях — при восприятии музыки и речи — слух воспринимает не отдельные чистые тона, а их определенные комбинации. Например, музыкальная нота — это сумма многих чистых тонов, дающая ощущение определенной высоты (как и чистый тон), но, сверх того, еще и ощущение тембра — окраски звука, зависящей от того, какие чистые тона, кроме основного, присутствуют в данной ноте.

Слуховое восприятие — очень сложный, очень тонкий процесс. Столь же сложна современная теория механизма слуха, и поэтому мы ограничимся лишь выяснением устройства и основных принципов функционирования уха.

Ухо человека изображено в разрезе на рис. 1. Оно состоит из трех частей — наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо в свою очередь состоит из двух частей — покрытого кожей хрящевого выроста, или ушной раковины, и наружного слухового прохода, ведущего от раковины к среднему уху. В месте соединения слухового прохода и среднего уха расположена тонкая соединительно-тканая мембрана — барабанная перепонка, вибрирующая под действием звуковых волн.

Среднее ухо — это небольшая камера, содержащая три крошечные, последовательно соединенные косточки: молоточек, наковальню и стремечко (названные так за свою форму), которые передают звуковые волны через полость среднего уха. Молоточек соприкасается с барабанной перепонкой, а стремечко — с перепонкой, закрывающей отверстие, ведущее во внутреннее ухо и называемое овальным окном. Среднее ухо соединяется с глоткой узкой евстахиевой трубой, служащей для уравнивания давления по обе, стороны барабанной перепонки.

Внутреннее ухо состоит из сложной системы сообщающихся между собой каналов и полостей, которую очень удачно называют лабиринтом. Часть лабиринта, имеющая отношение к слуху, представляет собой спирально закрученную трубку, образующую два с половиной витка и называемую улиткой за сходство с раковиной этого животного.

Звуковые колебания попадают в ушную раковину, проходят наружный слуховой проход и заставляют вибрировать барабанную перепонку. Колебания барабанной перепонки передаются системе слуховых косточек. Последняя косточка системы — стремечко — связана с мембраной овального окна и передает через нее колебания в жидкость внутреннего уха. Жидкость (она, как известно, несжимаема) может колебаться благодаря тому, что мембрана второго круглого окна выгибается в направлении среднего уха. Колебания жидкости вызывают деформацию чувствительных ячеек, которыми выстланы стенки улитки, в результате чего происходит раздражение окончаний волокон слухового нерва. Слуховой нерв передает сигналы раздражения коре головного мозга, где осуществляется окончательный анализ звуков. Ухо почти не утомляется. Несмотря на непрерывные шумовые воздействия, острота слуха сохраняется, и утомление уха исчезает через несколько минут. Когда на одно ухо некоторое время воздействует сильный шум, другое тоже утомляется — утрачивается острота слуха; отсюда следует, что утомление (как и следовало ожидать) частично локализуется не в самом ухе, а в головном мозге.