Страница:
К этим косточкам присоединяются две маленькие мышцы, меньше которых трудно найти в организме. Одна из них — стремянная, прикрепляется к стремечку, а другая — к рукоятке молоточка и называется „мышца, натягивающая барабанную перепонку“, так как при ее сокращении барабанная перепонка действительно натягивается и воспринимает более слабые колебания. Мы прислушиваемся, натягиваются мышцы, и мы различаем звуки, не слышимые раньше. Иногда даже говорят: он напряг слух.
Но далеко не всегда надо „напрягать слух“. На концертах современных рок-ансамблей это совсем излишне. Даже, наоборот, хочется закрыть уши, спрятаться от чрезмерно громких звуков. И тут снова приходят на выручку мышцы: они сильно-сильно сокращаются, и косточки перестают колебаться совсем. Сработала защитная реакция, наступил блок.
Для чего же нужна столь сложная система? Для усиления звуков. Звуковая волна, пройдя систему среднего уха, многократно усиливается. Усиливается она за счет двух законов механики — закона разницы площадей и закона рычага.
Закон разницы площадей гласит: с уменьшением площади усиливается давление на эту площадь. Представьте себе: лето, по горячему асфальту рядом идут мужчина и женщина. Вес мужчины намного превышает вес женщины, но его туфли-платформы не оставляют следов на расплавленном асфальте. А вот каблучки-шпильки женщины глубоко проваливаются в асфальт. Площадь шпилек намного меньше площади подошвы-платформы, отсюда и результат, наглядно подтверждающий закон разницы площадей. Площадь барабанной перепонки превышает площадь овального окна примерно в 20 раз. Следовательно, по закону разницы площадей, звук при прохождении через систему косточек среднего уха усиливается также в 20 раз.
И молоточек и наковальня со своими отростками являются своеобразными рычагами. По закону рычага, во сколько раз одно плечо рычага больше другого, во столько раз происходит выигрыш в силе. По закону рычага, происходит выигрыш в силе в два раза. В целом при прохождении через среднее ухо звук усиливается в 40 раз.
Вторая функция системы среднего уха — защитная. Для доказательства этого проводился следующий опыт. В клетку помещали двух белых мышей. Одна бегала по клетке, другая спала, усыпленная эфиром. Над клеткой производили выстрел из стартового пистолета. Затем мышей забивали и изучали препараты их внутреннего уха. У мыши, которая бегала по клетке, не обнаружили никаких изменений. Это закономерно: мышцы среднего уха сократились, и система косточек не пропустила во внутреннее ухо чрезмерно сильных звуковых колебаний. А вот у мыши, усыпленной эфиром, механизм защиты не сработал, звуковые колебания стартового пистолета, вследствие перечисленных механических законов, выросли в 40 раз и достигли чрезвычайной силы, которая полностью разрушила структуры внутреннего уха.
Может быть, аналогичный случай произошел и со спящим кузнецом? Нет. Эфирный наркоз принципиально отличается от нормального физиологического сна. Мышечные механизмы защиты при нормальном сне продолжают функционировать. (Если спящего человека ущипнуть за ногу, он ее отдернет, как бы крепко ни спал.)
Помимо воздушного звукопроведения, также существует костное: звуковая волна идет через костные балки затылочной, теменной или височной кости, передается непосредственно на лабиринт, минуя систему среднего уха, и на его звуковоспринимающие рецепторы.
Но дело в том, что мы практически не пользуемся костным звукопроведением. Можно привести лишь отдельные примеры применения звукопроведения по кости. Так, Бетховен, когда стал терять слух (на начальных этапах его болезни преимущественно страдала система воздушного звукопроведения), брал в зубы палочку, плотно прижимал ее к деке рояля и только так слышал музыку. При этом звуковые колебания передавались на верхнюю челюсть, скуловую и височную кость и на лабиринт.
В последнее время мы стали использовать систему костного звукопроведения в быту. Костные телефоны, спрятанные за ухо, могут быть использованы как средство связи в армии (танковые войска, авиация) вместо применявшихся ранее традиционных наушников. При этом можно свободно разговаривать с товарищами по экипажу и в то же время получать команды по костным телефонам.
Для слабослышащих людей отечественная промышленность выпускает слухоулучшающие аппараты, вмонтированные в дужки очков. Такой человек может сказать: „Извините, я надену очки, а то плохо слышу“ — и эта фраза не будет шуткой.
В детективных романах встречаются радиопередатчики, спрятанные в пломбе зуба. Хотя таких технических новинок пока не существует, но в принципе вполне возможно передавать информацию по системе костной проводимости через верхнюю челюсть, а не через слуховой проход.
Но все это появилось только в последние годы. Природой не предусмотрена передача звуковых колебаний через кость, а значит, не предусмотрена и система защиты.
Вот мы и подошли к объяснению вопроса, заданного в начале главки; почему оглох молотобоец? Звуковые колебания от сильного удара молотка передались по железной станине кузнечного пресса на затылочную и височную кости спящего человека, непосредственно на лабиринт, и вследствие акустической травмы погибли звуковоспринимающие клетки.
В глубины морей
Лабиринты, лабиринты…
Почему коты-альбиносы не слышат?
О натянутых струнах и бегущей волне
О свойствах звука
Но далеко не всегда надо „напрягать слух“. На концертах современных рок-ансамблей это совсем излишне. Даже, наоборот, хочется закрыть уши, спрятаться от чрезмерно громких звуков. И тут снова приходят на выручку мышцы: они сильно-сильно сокращаются, и косточки перестают колебаться совсем. Сработала защитная реакция, наступил блок.
Для чего же нужна столь сложная система? Для усиления звуков. Звуковая волна, пройдя систему среднего уха, многократно усиливается. Усиливается она за счет двух законов механики — закона разницы площадей и закона рычага.
Закон разницы площадей гласит: с уменьшением площади усиливается давление на эту площадь. Представьте себе: лето, по горячему асфальту рядом идут мужчина и женщина. Вес мужчины намного превышает вес женщины, но его туфли-платформы не оставляют следов на расплавленном асфальте. А вот каблучки-шпильки женщины глубоко проваливаются в асфальт. Площадь шпилек намного меньше площади подошвы-платформы, отсюда и результат, наглядно подтверждающий закон разницы площадей. Площадь барабанной перепонки превышает площадь овального окна примерно в 20 раз. Следовательно, по закону разницы площадей, звук при прохождении через систему косточек среднего уха усиливается также в 20 раз.
И молоточек и наковальня со своими отростками являются своеобразными рычагами. По закону рычага, во сколько раз одно плечо рычага больше другого, во столько раз происходит выигрыш в силе. По закону рычага, происходит выигрыш в силе в два раза. В целом при прохождении через среднее ухо звук усиливается в 40 раз.
Вторая функция системы среднего уха — защитная. Для доказательства этого проводился следующий опыт. В клетку помещали двух белых мышей. Одна бегала по клетке, другая спала, усыпленная эфиром. Над клеткой производили выстрел из стартового пистолета. Затем мышей забивали и изучали препараты их внутреннего уха. У мыши, которая бегала по клетке, не обнаружили никаких изменений. Это закономерно: мышцы среднего уха сократились, и система косточек не пропустила во внутреннее ухо чрезмерно сильных звуковых колебаний. А вот у мыши, усыпленной эфиром, механизм защиты не сработал, звуковые колебания стартового пистолета, вследствие перечисленных механических законов, выросли в 40 раз и достигли чрезвычайной силы, которая полностью разрушила структуры внутреннего уха.
Может быть, аналогичный случай произошел и со спящим кузнецом? Нет. Эфирный наркоз принципиально отличается от нормального физиологического сна. Мышечные механизмы защиты при нормальном сне продолжают функционировать. (Если спящего человека ущипнуть за ногу, он ее отдернет, как бы крепко ни спал.)
Помимо воздушного звукопроведения, также существует костное: звуковая волна идет через костные балки затылочной, теменной или височной кости, передается непосредственно на лабиринт, минуя систему среднего уха, и на его звуковоспринимающие рецепторы.
Но дело в том, что мы практически не пользуемся костным звукопроведением. Можно привести лишь отдельные примеры применения звукопроведения по кости. Так, Бетховен, когда стал терять слух (на начальных этапах его болезни преимущественно страдала система воздушного звукопроведения), брал в зубы палочку, плотно прижимал ее к деке рояля и только так слышал музыку. При этом звуковые колебания передавались на верхнюю челюсть, скуловую и височную кость и на лабиринт.
В последнее время мы стали использовать систему костного звукопроведения в быту. Костные телефоны, спрятанные за ухо, могут быть использованы как средство связи в армии (танковые войска, авиация) вместо применявшихся ранее традиционных наушников. При этом можно свободно разговаривать с товарищами по экипажу и в то же время получать команды по костным телефонам.
Для слабослышащих людей отечественная промышленность выпускает слухоулучшающие аппараты, вмонтированные в дужки очков. Такой человек может сказать: „Извините, я надену очки, а то плохо слышу“ — и эта фраза не будет шуткой.
В детективных романах встречаются радиопередатчики, спрятанные в пломбе зуба. Хотя таких технических новинок пока не существует, но в принципе вполне возможно передавать информацию по системе костной проводимости через верхнюю челюсть, а не через слуховой проход.
Но все это появилось только в последние годы. Природой не предусмотрена передача звуковых колебаний через кость, а значит, не предусмотрена и система защиты.
Вот мы и подошли к объяснению вопроса, заданного в начале главки; почему оглох молотобоец? Звуковые колебания от сильного удара молотка передались по железной станине кузнечного пресса на затылочную и височную кости спящего человека, непосредственно на лабиринт, и вследствие акустической травмы погибли звуковоспринимающие клетки.
В глубины морей
Надев ласты и маску, вы плывете по ласковым волнам Черного моря… Мелькнул косяк серебристой кефали, сверкнула на солнце всеми цветами радуги сказочная рыбка-султанка, бочком-бочком попятился по дну краб, устрашающе подняв клешни. „Врешь, не напугаешь! Сейчас мы тебя схватим“, — думаете вы и, набрав воздух, ныряете за уползающим крабом. Вот-вот, еще чуть-чуть, сейчас вы его настигнете, но тут в ушах появляется страшная давящая боль, и вы пулей выскакиваете на поверхность. Что же случилось? Давление в барабанной полости постоянно выравнивается с наружным атмосферным давлением с помощью специального приспособления, названного евстахиевой трубой. Такое название эта труба, соединяющая среднее ухо и носоглотку, получила в честь впервые описавшего ее средневекового анатома Бартоломео Евстахия (1510…1574). Если по каким-либо причинам проходимость трубы нарушится, кислород из замкнутой барабанной полости всосется в кровь, давление понизится, и барабанная перепонка окажется вогнутой под влиянием атмосферного давления. (Вот тут-то человек действительно начинает ощущать давление „атмосферного столба в 214 кило“, о котором говорил Остап Бендер: „Вы знаете, Зося… на каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило. Вы этого не замечали?“) Больного беспокоит ощущение давления на уши, боли в ухе. Такое состояние бывает, например, при насморке.
В норме евстахиева труба находится в спавшемся состоянии и открывается только при натягивании мышц мягкого нёба, например, при глотке или зевании. При взлете самолета начинает быстро меняться атмосферное давление. Чтобы так же быстро выравнять давление в барабанной полости, пассажирам рекомендуют сосать леденцы. При частых глотательных движениях сокращаются мышцы мягкого нёба, открывается устье евстахиевой трубы, среднее ухо получает сообщение с внешней средой.
В документальных фильмах о войне мы видим, как артиллеристы при выстреле из орудия широко открывают рот. Это делается для того, чтобы взрывная волна, ударяющая в барабанную перепонку, уравновешивалась бы аналогичной волной, поступающей в среднее ухо через рот, носоглотку и евстахиеву трубу.
Проходимость евстахиевой трубы нарушается при различных заболеваниях полости носа и носоглотки, приводящих к ее отеку, воспалению или механическому закрытию.
Для восстановления проходимости евстахиевой трубы австрийский оториноларинголог Адам Политцер (1835…1920) предложил оригинальный способ, которым пользуются в поликлиниках до настоящего времени. К резиновой груше присоединяют трубочку с пластмассовой оливой на конце, которую вставляют в нос. Просят больного сказать слово „пароход“. Известно, что звук „ха“ получается тогда, когда мягкое нёбо плотно закрывает носоглотку. Вот в этот-то момент нажимают на грушу, и воздух с силой устремляется в евстахиеву трубу.
При более легких степенях нарушения проходимости евстахиевой грубы можно произвести продувание самостоятельно. Попробуйте зажать двумя пальцами нос и сглотнуть слюну. Вы почувствуете, как у вас заложило уши, то есть воздух через раскрывшуюся евстахиеву трубу попал в среднее ухо. Через 1…2 минуты ощущение заложенности исчезнет. Эта процедура называется опытом Джозефа Тойнби. Ею иногда пользуются водолазы и аквалангисты, чтобы быстрее выровнять давление в барабанной полости при погружении на глубину.
Человек может опускаться под воду на глубину до 40 метров в легком водолазном костюме без всяких неприятных ощущений со стороны среднего уха — таковы компенсаторные возможности евстахиевой трубы по выравниванию давления.
И в то же время возможен разрыв барабанной перепонки даже при нырянии на 2…3 метра. Так случается обычно с теми, у кого нарушена проходимость евстахиевой трубы и кто слишком быстро старается идти на погружение.
Вы же, познакомившись с физиологией евстахиевой трубы и воспользовавшись опытом Тойнби, сможете нырнуть на дно и поймать убегающего краба.
В норме евстахиева труба находится в спавшемся состоянии и открывается только при натягивании мышц мягкого нёба, например, при глотке или зевании. При взлете самолета начинает быстро меняться атмосферное давление. Чтобы так же быстро выравнять давление в барабанной полости, пассажирам рекомендуют сосать леденцы. При частых глотательных движениях сокращаются мышцы мягкого нёба, открывается устье евстахиевой трубы, среднее ухо получает сообщение с внешней средой.
В документальных фильмах о войне мы видим, как артиллеристы при выстреле из орудия широко открывают рот. Это делается для того, чтобы взрывная волна, ударяющая в барабанную перепонку, уравновешивалась бы аналогичной волной, поступающей в среднее ухо через рот, носоглотку и евстахиеву трубу.
Проходимость евстахиевой трубы нарушается при различных заболеваниях полости носа и носоглотки, приводящих к ее отеку, воспалению или механическому закрытию.
Для восстановления проходимости евстахиевой трубы австрийский оториноларинголог Адам Политцер (1835…1920) предложил оригинальный способ, которым пользуются в поликлиниках до настоящего времени. К резиновой груше присоединяют трубочку с пластмассовой оливой на конце, которую вставляют в нос. Просят больного сказать слово „пароход“. Известно, что звук „ха“ получается тогда, когда мягкое нёбо плотно закрывает носоглотку. Вот в этот-то момент нажимают на грушу, и воздух с силой устремляется в евстахиеву трубу.
При более легких степенях нарушения проходимости евстахиевой грубы можно произвести продувание самостоятельно. Попробуйте зажать двумя пальцами нос и сглотнуть слюну. Вы почувствуете, как у вас заложило уши, то есть воздух через раскрывшуюся евстахиеву трубу попал в среднее ухо. Через 1…2 минуты ощущение заложенности исчезнет. Эта процедура называется опытом Джозефа Тойнби. Ею иногда пользуются водолазы и аквалангисты, чтобы быстрее выровнять давление в барабанной полости при погружении на глубину.
Человек может опускаться под воду на глубину до 40 метров в легком водолазном костюме без всяких неприятных ощущений со стороны среднего уха — таковы компенсаторные возможности евстахиевой трубы по выравниванию давления.
И в то же время возможен разрыв барабанной перепонки даже при нырянии на 2…3 метра. Так случается обычно с теми, у кого нарушена проходимость евстахиевой трубы и кто слишком быстро старается идти на погружение.
Вы же, познакомившись с физиологией евстахиевой трубы и воспользовавшись опытом Тойнби, сможете нырнуть на дно и поймать убегающего краба.
Лабиринты, лабиринты…
Древнегреческий историк Плутарх в „Сравнительных жизнеописаниях“ рассказывает нам историю Тесея, одного из величайших мифических героев Афин. Среди его многочисленных подвигов, пожалуй, наиболее известный — это битва в закоулках Лабиринта со страшным чудовищем Минотавром, полубыком-получеловеком.
Могущественный царь Крита Минос наложил на Афины дань: каждые девять лет афиняне должны были присылать ему семь юношей и семь девушек. По приезде на Крит их помещали в Лабиринт — дворец с бесчисленными запутанными переходами, из которого невозможно было найти выход. Обитавший в Лабиринте Минотавр съедал предназначенные ему жертвы. Тесей в схватке с чудовищем победил Минотавра, а выбраться из Лабиринта ему помогла нить, подаренная дочерью царя Миноса Ариадной.
Когда средневековые анатомы впервые стали изучать строение внутреннего уха, то были поражены обилием запутанных извивающихся канальцев, в анатомии которых не так-то просто было разобраться. Вспомнили о блужданиях Тесея по переходам критского дворца и назвали внутреннее ухо так же, как жилище Минотавра — лабиринт.
Что же представляет собой лабиринт? Это заполненная особого рода жидкостью — эндолимфой система перепончатых канальцев. Она, как скрипка в футляр, вставлена в плотный костный чехол, полностью повторяющий все изгибы перепончатого лабиринта. Между костным и перепончатым лабиринтом содержится жидкость, называемая перилимфой. Она по системе особых водопроводов сообщается с жидкостями головного мозга и по своему составу напоминает спинномозговую жидкость.
Костный лабиринт помещается в височной кости, в той ее части, которая называется „пирамида“, или „каменистая часть височной кости“. Действительно, это необыкновенно прочная кость. Вот как старательно оберегает природа этот удивительный инструмент — внутреннее ухо.
В лабиринте различают три основные части — улитку, полукружные канальцы и преддверие лабиринта. Улитка по своей форме напоминает панцирь обычных улиток, которые в изобилии ползают по берегам наших водоемов: два с половиной завитка вокруг центрального стержня. Улитка содержит кортиев орган, непосредственно отвечающий за восприятие звуковых волн.
Три полукружных канала расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях и напоминают ручки чайных чашечек. Один конец этих ручек — гладкий, другой — булавовидно утолщен. В утолщениях помещаются особые рецепторы вестибулярного аппарата.
Между улиткой и полукружными каналами, в преддверии лабиринта, находятся два мешочка — круглой и эллипсоидной формы. В них также помещаются рецепторы вестибулярного аппарата.
Итак, что же происходит в лабиринте? Звуковая волна колеблет барабанную перепонку, колебания передаются на рукоятку молоточка, наковальню, стремечко.
Стремечко помещается в овальном окошке, расположенном в капсуле лабиринта и точно соответствующем по своим очертаниям форме стремени. Колеблясь взад-вперед в этом окошке, стремечко действует как поршень и начинает раскачивать жидкости лабиринта. Эти колебания передаются на перепончатый лабиринт и воспринимаются рецепторными клетками кортиева органа.
Могущественный царь Крита Минос наложил на Афины дань: каждые девять лет афиняне должны были присылать ему семь юношей и семь девушек. По приезде на Крит их помещали в Лабиринт — дворец с бесчисленными запутанными переходами, из которого невозможно было найти выход. Обитавший в Лабиринте Минотавр съедал предназначенные ему жертвы. Тесей в схватке с чудовищем победил Минотавра, а выбраться из Лабиринта ему помогла нить, подаренная дочерью царя Миноса Ариадной.
Когда средневековые анатомы впервые стали изучать строение внутреннего уха, то были поражены обилием запутанных извивающихся канальцев, в анатомии которых не так-то просто было разобраться. Вспомнили о блужданиях Тесея по переходам критского дворца и назвали внутреннее ухо так же, как жилище Минотавра — лабиринт.
Что же представляет собой лабиринт? Это заполненная особого рода жидкостью — эндолимфой система перепончатых канальцев. Она, как скрипка в футляр, вставлена в плотный костный чехол, полностью повторяющий все изгибы перепончатого лабиринта. Между костным и перепончатым лабиринтом содержится жидкость, называемая перилимфой. Она по системе особых водопроводов сообщается с жидкостями головного мозга и по своему составу напоминает спинномозговую жидкость.
Костный лабиринт помещается в височной кости, в той ее части, которая называется „пирамида“, или „каменистая часть височной кости“. Действительно, это необыкновенно прочная кость. Вот как старательно оберегает природа этот удивительный инструмент — внутреннее ухо.
В лабиринте различают три основные части — улитку, полукружные канальцы и преддверие лабиринта. Улитка по своей форме напоминает панцирь обычных улиток, которые в изобилии ползают по берегам наших водоемов: два с половиной завитка вокруг центрального стержня. Улитка содержит кортиев орган, непосредственно отвечающий за восприятие звуковых волн.
Три полукружных канала расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях и напоминают ручки чайных чашечек. Один конец этих ручек — гладкий, другой — булавовидно утолщен. В утолщениях помещаются особые рецепторы вестибулярного аппарата.
Между улиткой и полукружными каналами, в преддверии лабиринта, находятся два мешочка — круглой и эллипсоидной формы. В них также помещаются рецепторы вестибулярного аппарата.
Итак, что же происходит в лабиринте? Звуковая волна колеблет барабанную перепонку, колебания передаются на рукоятку молоточка, наковальню, стремечко.
Стремечко помещается в овальном окошке, расположенном в капсуле лабиринта и точно соответствующем по своим очертаниям форме стремени. Колеблясь взад-вперед в этом окошке, стремечко действует как поршень и начинает раскачивать жидкости лабиринта. Эти колебания передаются на перепончатый лабиринт и воспринимаются рецепторными клетками кортиева органа.
Почему коты-альбиносы не слышат?
Нижняя стенка перепончатого лабиринта называется основной мембраной. Существует еще одна мембрана, отделяющая перепончатый лабиринт от костного. Две эти мембраны сходятся под углом таким образом, что на разрезе перепончатый лабиринт напоминает треугольник, вставленный в кольцо костного лабиринта. Нижней и верхней стенками треугольника служат уже упомянутые нами мембраны, а боковой — стенка костного лабиринта.
На основной мембране располагаются особые клетки органа слуха, впервые описанные анатомом Альфонсо Корти, который назван в его честь кортиевым. Среди них различают волосковые клетки, которые непосредственно отвечают за восприятие звука, и поддерживающие, они выполняют вспомогательные функции. Над клетками кортиева органа нависает язычок, называемый покровной мембраной. Волоски клеток упираются в этот язычок, и, как было выяснено не так давно с помощью современных микроскопов, не просто упираются, а врастают в покровную мембрану. При звуковых раздражениях под влиянием процессов, о которых мы уже говорили, начинает колебаться основная мембрана, а вместе с ней и расположенные там волосковые клетки. Но прикрывающий их язычок покровной мембраны остается неподвижным, волоски упираются в нее и гнутся. Вот это-то изгибание волоска и является причиной возникающих звуковых ощущений. В волосковой клетке механические колебания преобразуются в электрические, этот зашифрованный электрический сигнал достигает коры головного мозга, и там происходит дешифровка: электрические колебания вновь превращаются в звуковые ощущения.
Различные участки коры головного мозга строго делят свои функции. Так, за зрение „отвечает“ затылочная область коры, а за слух — височная. При некоторых заболеваниях (например, менингите или энцефалите) происходит разрушение определенных участков коры головного мозга. Если этот процесс затрагивает височную область, то может наблюдаться симптом центральной глухоты. Такие больные хорошо слышат „чистые“ звуковые сигналы, например, камертон, но совершенно не понимают обращенной к ним речи. У них нарушен синтез, и зашифрованные во внутреннем ухе сигналы так и остаются простыми сигналами, секрет шифра больными утерян; как ни парадоксально — они глухие, хотя и обладают довольно острым слухом.
В той же самой височной доле головного мозга находятся и центры, отвечающие за речь. При поражении этой зоны возникают не только нарушения слуха, но и нарушения речи, так называемая моторная афазия. Больной видит предъявленный ему предмет (авторучку, стакан, ложку), узнает его, но не может назвать. Создается впечатление, что он забыл большинство слов родного языка.
В документальной книге Романа Пересветова „Тайны выцветших строк“ мы читаем о судьбе замечательного археолога Игнатия Яковлевича Стеллецкого, посвятившего свою жизнь поискам исчезнувшей библиотеки Ивана Грозного в Кремле. В 1949 году он тяжело заболел — поражение одного из важнейших мозговых центров вызвало серьезное нарушение его деятельности, называемое неврологами афазией. Из рассказа Р. Пересветова трудно установить причину, вызвавшую заболевание, но картина афазии описана очень ярко. Археолог перестал понимать разговорную речь и сам стал произносить слова, как думали многие, „не принадлежащие ни к какому языку“. В то же время он производил впечатление вполне здорового, общительного человека; он ходил из угла в угол по своей комнате, разговаривая сам с собой и произнося речи на этом, ему одному известном языке.
Вдова археолога Стеллецкого вспоминала: „…Это были такие мучительные дни!.. Он был в полном сознании и непрерывно о чем-то говорил, но я, несмотря на все мои старания, не могла уловить в его речи ни. одного понятного слова. Порой мне казалось, что он говорит на каком-то восточном языке, которого я не знаю. Я слышала, что при этой болезни бывают случаи, когда человек забывал только свой родной язык, но мог говорить на последнем из тех, которые он изучал… Позже других он изучал арабский. На нем он научился говорить во время двухлетнего пребывания в Палестине, но проверить, говорил ли он именно на этом языке перед смертью, я не могла…“
Вернемся к внутреннему уху. Уже давно ученые заметили, что все коты-альбиносы глухие. В чем дело? Никаких видимых повреждений внутреннего уха у них обнаружено не было, все перечисленные механизмы функционировали, но тем не менее коты-альбиносы не реагировали на звуковые раздражения. Дело, оказывается, в еще одном образовании внутреннего уха — так называемой сосудистой полоске. Полоска эта занимает боковую часть перепончатого лабиринта, к ней подходит очень много кровеносных сосудов. Особые клетки сосудистой полоски работают как насосы, и, что интересно, насосы избирательные. Они забирают из крови только определенные элементы, формируя совершенно уникальную жидкость, заполняющую перепончатый лабиринт — эндолимфу. Жидкость эта служит не только для питания клеток кортиева органа, она также важна для электрофизиологических явлений, происходящих в волосковых клетках, так как содержит необходимые для этого ионы. А для этого у нее должен быть строго определенный электролитный состав, за формирование которого отвечают клетки-насосы сосудистой полоски.
Клетки эти обязательно должны содержать пигмент, без него их работа нарушается.
У альбиносов пигмента-то и нет. Нет его в волосах, поэтому шкура таких животных абсолютно белая, бесцветная; нет его и в радужке глаза — поэтому глаза у них не голубые, не карие, не черные, а только красные (сквозь обесцвеченную радужку просвечивают кровеносные сосуды). Нет у альбиносов пигмента и в сосудистой полоске, поэтому и эндолимфа вырабатывается дефектная, она не может обеспечить электрофизиологических реакций волосковых клеток, а значит, и возникновения звуковых ощущений. Поэтому-то все животные-альбиносы всегда глухие.
На основной мембране располагаются особые клетки органа слуха, впервые описанные анатомом Альфонсо Корти, который назван в его честь кортиевым. Среди них различают волосковые клетки, которые непосредственно отвечают за восприятие звука, и поддерживающие, они выполняют вспомогательные функции. Над клетками кортиева органа нависает язычок, называемый покровной мембраной. Волоски клеток упираются в этот язычок, и, как было выяснено не так давно с помощью современных микроскопов, не просто упираются, а врастают в покровную мембрану. При звуковых раздражениях под влиянием процессов, о которых мы уже говорили, начинает колебаться основная мембрана, а вместе с ней и расположенные там волосковые клетки. Но прикрывающий их язычок покровной мембраны остается неподвижным, волоски упираются в нее и гнутся. Вот это-то изгибание волоска и является причиной возникающих звуковых ощущений. В волосковой клетке механические колебания преобразуются в электрические, этот зашифрованный электрический сигнал достигает коры головного мозга, и там происходит дешифровка: электрические колебания вновь превращаются в звуковые ощущения.
Различные участки коры головного мозга строго делят свои функции. Так, за зрение „отвечает“ затылочная область коры, а за слух — височная. При некоторых заболеваниях (например, менингите или энцефалите) происходит разрушение определенных участков коры головного мозга. Если этот процесс затрагивает височную область, то может наблюдаться симптом центральной глухоты. Такие больные хорошо слышат „чистые“ звуковые сигналы, например, камертон, но совершенно не понимают обращенной к ним речи. У них нарушен синтез, и зашифрованные во внутреннем ухе сигналы так и остаются простыми сигналами, секрет шифра больными утерян; как ни парадоксально — они глухие, хотя и обладают довольно острым слухом.
В той же самой височной доле головного мозга находятся и центры, отвечающие за речь. При поражении этой зоны возникают не только нарушения слуха, но и нарушения речи, так называемая моторная афазия. Больной видит предъявленный ему предмет (авторучку, стакан, ложку), узнает его, но не может назвать. Создается впечатление, что он забыл большинство слов родного языка.
В документальной книге Романа Пересветова „Тайны выцветших строк“ мы читаем о судьбе замечательного археолога Игнатия Яковлевича Стеллецкого, посвятившего свою жизнь поискам исчезнувшей библиотеки Ивана Грозного в Кремле. В 1949 году он тяжело заболел — поражение одного из важнейших мозговых центров вызвало серьезное нарушение его деятельности, называемое неврологами афазией. Из рассказа Р. Пересветова трудно установить причину, вызвавшую заболевание, но картина афазии описана очень ярко. Археолог перестал понимать разговорную речь и сам стал произносить слова, как думали многие, „не принадлежащие ни к какому языку“. В то же время он производил впечатление вполне здорового, общительного человека; он ходил из угла в угол по своей комнате, разговаривая сам с собой и произнося речи на этом, ему одному известном языке.
Вдова археолога Стеллецкого вспоминала: „…Это были такие мучительные дни!.. Он был в полном сознании и непрерывно о чем-то говорил, но я, несмотря на все мои старания, не могла уловить в его речи ни. одного понятного слова. Порой мне казалось, что он говорит на каком-то восточном языке, которого я не знаю. Я слышала, что при этой болезни бывают случаи, когда человек забывал только свой родной язык, но мог говорить на последнем из тех, которые он изучал… Позже других он изучал арабский. На нем он научился говорить во время двухлетнего пребывания в Палестине, но проверить, говорил ли он именно на этом языке перед смертью, я не могла…“
Вернемся к внутреннему уху. Уже давно ученые заметили, что все коты-альбиносы глухие. В чем дело? Никаких видимых повреждений внутреннего уха у них обнаружено не было, все перечисленные механизмы функционировали, но тем не менее коты-альбиносы не реагировали на звуковые раздражения. Дело, оказывается, в еще одном образовании внутреннего уха — так называемой сосудистой полоске. Полоска эта занимает боковую часть перепончатого лабиринта, к ней подходит очень много кровеносных сосудов. Особые клетки сосудистой полоски работают как насосы, и, что интересно, насосы избирательные. Они забирают из крови только определенные элементы, формируя совершенно уникальную жидкость, заполняющую перепончатый лабиринт — эндолимфу. Жидкость эта служит не только для питания клеток кортиева органа, она также важна для электрофизиологических явлений, происходящих в волосковых клетках, так как содержит необходимые для этого ионы. А для этого у нее должен быть строго определенный электролитный состав, за формирование которого отвечают клетки-насосы сосудистой полоски.
Клетки эти обязательно должны содержать пигмент, без него их работа нарушается.
У альбиносов пигмента-то и нет. Нет его в волосах, поэтому шкура таких животных абсолютно белая, бесцветная; нет его и в радужке глаза — поэтому глаза у них не голубые, не карие, не черные, а только красные (сквозь обесцвеченную радужку просвечивают кровеносные сосуды). Нет у альбиносов пигмента и в сосудистой полоске, поэтому и эндолимфа вырабатывается дефектная, она не может обеспечить электрофизиологических реакций волосковых клеток, а значит, и возникновения звуковых ощущений. Поэтому-то все животные-альбиносы всегда глухие.
О натянутых струнах и бегущей волне
Ученые давно пытались разгадать тайну возникновения слуховых ощущений. Путь к ней был непростой, исследователей подстерегали ошибки и разочарования, открытия и парадоксы. Иногда новые факты полностью перечеркивали полученные ранее, с тем чтобы в свое время также оказаться перечеркнутыми. Споры о механизмах звуковосприятия продолжаются и по сей день, окончательные выводы делать рано, поэтому мы вас познакомим только с гипотезами. Само слово „гипотеза“ означает только предположение, она не претендует на то, чтобы быть единственно верным решением, окончательной теорией. Но без гипотез мы никогда не могли бы создать такой теории. Первым, кто попытался создать теорию слуха, был немецкий физик, математик, физиолог и психолог Герман Гельмгольц (1821…1884).
Представьте, что вы зашли в комнату, где стоит рояль, и стали громко разговаривать. И вдруг под влиянием вашего голоса одна из многочисленных струн рояля стала звучать и вибрировать. Не удивляйтесь, частота колебаний этой струны соответствует частоте вашего голоса, наступило явление физического резонанса.
Гельмгольц предположил, что на основной мембране натянуто множество микроскопических струн. Причем у основания улитки струны эти очень короткие, а чем ближе к верхушке, тем длиннее. Те или иные струны вступают в резонанс со звуками той или иной частоты. Короткие струны резонируют со звуками высокой частоты, длинные — с низкочастотными, басовыми звуками. Таким образом, происходит первичный анализ звуков уже на уровне улитки, причем высокие звуки воспринимаются у основания, а низкие — у верхушки.
Однако дальнейшее изучение механических свойств основной мембраны показало, что ей несвойственна высокая избирательность. Под влиянием звуков в лимфе улитки происходят сложные гидродинамические процессы. Эти наблюдения позволили Дьердю Бекеши сформулировать гидродинамическую теорию слуха, называемую также „теорией бегущей волны“.
Американский исследователь Халавел Дэвис, вживляя микроэлектроды в улитку кошки, регистрировал электрические потенциалы, возникающие в улитке. На основании своих наблюдений он создал собственную электрофизиологическую теорию слуха. Согласно его теории каждый волосок волосковых клеток кортиева органа подобен пьезоэлектрическому кристаллу. Как известно, эти кристаллы обладают интересным свойством — в прямом положении они нейтральны, но стоит их чуточку согнуть, как тут же появляется электрический заряд. При колебаниях основной мембраны, естественно, начинают колебаться и волосковые клетки. Но сверху на волоски давит покровная мембрана, они сгибаются, вследствие чего возникает электрический заряд. Таким образом, под влиянием деформации волосков рецепторных клеток синхронно со звуковыми колебаниями освобождается электрическая энергия, возникают биотоки. Эти биотоки служат раздражителями тончайших окончаний веточек слухового нерва, оплетающих волосковые клетки. По этому нерву и проводящим путям продолговатого мозга возбуждение передается в кору височных долей головного мозга, где происходит анализ и синтез звуковых раздражений.
Представьте, что вы зашли в комнату, где стоит рояль, и стали громко разговаривать. И вдруг под влиянием вашего голоса одна из многочисленных струн рояля стала звучать и вибрировать. Не удивляйтесь, частота колебаний этой струны соответствует частоте вашего голоса, наступило явление физического резонанса.
Гельмгольц предположил, что на основной мембране натянуто множество микроскопических струн. Причем у основания улитки струны эти очень короткие, а чем ближе к верхушке, тем длиннее. Те или иные струны вступают в резонанс со звуками той или иной частоты. Короткие струны резонируют со звуками высокой частоты, длинные — с низкочастотными, басовыми звуками. Таким образом, происходит первичный анализ звуков уже на уровне улитки, причем высокие звуки воспринимаются у основания, а низкие — у верхушки.
Однако дальнейшее изучение механических свойств основной мембраны показало, что ей несвойственна высокая избирательность. Под влиянием звуков в лимфе улитки происходят сложные гидродинамические процессы. Эти наблюдения позволили Дьердю Бекеши сформулировать гидродинамическую теорию слуха, называемую также „теорией бегущей волны“.
Американский исследователь Халавел Дэвис, вживляя микроэлектроды в улитку кошки, регистрировал электрические потенциалы, возникающие в улитке. На основании своих наблюдений он создал собственную электрофизиологическую теорию слуха. Согласно его теории каждый волосок волосковых клеток кортиева органа подобен пьезоэлектрическому кристаллу. Как известно, эти кристаллы обладают интересным свойством — в прямом положении они нейтральны, но стоит их чуточку согнуть, как тут же появляется электрический заряд. При колебаниях основной мембраны, естественно, начинают колебаться и волосковые клетки. Но сверху на волоски давит покровная мембрана, они сгибаются, вследствие чего возникает электрический заряд. Таким образом, под влиянием деформации волосков рецепторных клеток синхронно со звуковыми колебаниями освобождается электрическая энергия, возникают биотоки. Эти биотоки служат раздражителями тончайших окончаний веточек слухового нерва, оплетающих волосковые клетки. По этому нерву и проводящим путям продолговатого мозга возбуждение передается в кору височных долей головного мозга, где происходит анализ и синтез звуковых раздражений.
О свойствах звука
Что такое звук? На этот вопрос можно дать различные ответы. Физик скажет, что это волна, возникающая в воздушной среде в результате колебаний, и даст нам физические параметры звука: период колебаний, длину звуковой волны, амплитуду и частоту колебаний.
По характеру колебательных движений звуки можно разделить на чистые тоны, сложные тоны и шумы. В природе мы практически не встречаемся с чистыми тонами, они подобны дистиллированной воде лабораторий, нас же окружает вода ручейков, речек, озер, прудов. Чистые тоны можно воспроизвести только с помощью камертона. Окружающие нас звуки — сложные. Помимо основного тона, имеется масса добавочных тонов, или обертонов. Звуки, состоящие из смеси тонов самых разных частот, в которых невозможно выделить основной тон, называются шумами.
Мы живем в мире шумов, шумы и шорохи доминируют в окружающем нас звуковом фоне. В лесу это — шелест листьев, в поле — шум ветра, на берегу моря — плеск волн. В природе абсолютной тишины не бывает. Тем более не бывает тишины в городе, здесь мы можем говорить только о большем или меньшем уровне шума. Поэтому известный исследователь свойств звука Лангенбек писал: „Человек с детства должен тренироваться, чтобы слышать определенные звуки, несмотря на шум“.
Распространению звуковой волны мешают препятствия, встречающиеся на ее пути. Способность звуковой волны огибать препятствия называется дифракцией. Низкие звуки обладают лучшей дифракцией, чем высокие. Этим, например, объясняется тот факт, что когда группа поющих людей сворачивает за угол, то сначала перестают быть слышны высокие голоса, а затем уже низкие.
Волна может отражаться от большой поверхности, оказавшейся на ее пути. При этом возникает явление, называемое эхом. Каждый из нас встречался с ним в лесу, в горах, где отражающими поверхностями являются деревья, скалы.
Поэтичную легенду про эхо создали древние греки.
В лесах Эллады, на берегах светлых ручьев, жила прекрасная нимфа по имени Эхо. Ее наказала Гера, жена всесильного Зевса: молчать должна была нимфа Эхо, а отвечать на вопросы она могла, лишь повторяя последние слова. Однажды в густом лесу заблудился прекрасный юноша Нарцисс, сын речного бога Кефиса и нимфы Лаврионы. С восторгом глядела Эхо на стройного красавца, скрытая от него лесной чащей. Нарцисс огляделся кругом не зная, куда ему идти, и громко крикнул:
— Эй, кто здесь?
— Здесь! — раздался громкий ответ Эхо.
— Иди сюда! — крикнул Нарцисс.
— Сюда! — ответила Эхо.
С изумлением смотрел прекрасный Нарцисс по сторонам. Никого нет. Удивленный этим, он громко воскликнул:
— Сюда, скорей ко мне!
И радостно откликнулась Эхо:
— Ко мне!
Протягивая руки, спешит к Нарциссу нимфа из леса, но гневно оттолкнул ее прекрасный юноша. Никого не любил он, кроме одного себя, лишь себя считал достойным любви. Ушел он поспешно от нимфы и скрылся в темном лесу.
Спряталась в лесной чаще и отвергнутая нимфа. Страдает от любви к Нарциссу, никому не показывается и только печально отзывается на всякий возглас…
По характеру колебательных движений звуки можно разделить на чистые тоны, сложные тоны и шумы. В природе мы практически не встречаемся с чистыми тонами, они подобны дистиллированной воде лабораторий, нас же окружает вода ручейков, речек, озер, прудов. Чистые тоны можно воспроизвести только с помощью камертона. Окружающие нас звуки — сложные. Помимо основного тона, имеется масса добавочных тонов, или обертонов. Звуки, состоящие из смеси тонов самых разных частот, в которых невозможно выделить основной тон, называются шумами.
Мы живем в мире шумов, шумы и шорохи доминируют в окружающем нас звуковом фоне. В лесу это — шелест листьев, в поле — шум ветра, на берегу моря — плеск волн. В природе абсолютной тишины не бывает. Тем более не бывает тишины в городе, здесь мы можем говорить только о большем или меньшем уровне шума. Поэтому известный исследователь свойств звука Лангенбек писал: „Человек с детства должен тренироваться, чтобы слышать определенные звуки, несмотря на шум“.
Распространению звуковой волны мешают препятствия, встречающиеся на ее пути. Способность звуковой волны огибать препятствия называется дифракцией. Низкие звуки обладают лучшей дифракцией, чем высокие. Этим, например, объясняется тот факт, что когда группа поющих людей сворачивает за угол, то сначала перестают быть слышны высокие голоса, а затем уже низкие.
Волна может отражаться от большой поверхности, оказавшейся на ее пути. При этом возникает явление, называемое эхом. Каждый из нас встречался с ним в лесу, в горах, где отражающими поверхностями являются деревья, скалы.
Поэтичную легенду про эхо создали древние греки.
В лесах Эллады, на берегах светлых ручьев, жила прекрасная нимфа по имени Эхо. Ее наказала Гера, жена всесильного Зевса: молчать должна была нимфа Эхо, а отвечать на вопросы она могла, лишь повторяя последние слова. Однажды в густом лесу заблудился прекрасный юноша Нарцисс, сын речного бога Кефиса и нимфы Лаврионы. С восторгом глядела Эхо на стройного красавца, скрытая от него лесной чащей. Нарцисс огляделся кругом не зная, куда ему идти, и громко крикнул:
— Эй, кто здесь?
— Здесь! — раздался громкий ответ Эхо.
— Иди сюда! — крикнул Нарцисс.
— Сюда! — ответила Эхо.
С изумлением смотрел прекрасный Нарцисс по сторонам. Никого нет. Удивленный этим, он громко воскликнул:
— Сюда, скорей ко мне!
И радостно откликнулась Эхо:
— Ко мне!
Протягивая руки, спешит к Нарциссу нимфа из леса, но гневно оттолкнул ее прекрасный юноша. Никого не любил он, кроме одного себя, лишь себя считал достойным любви. Ушел он поспешно от нимфы и скрылся в темном лесу.
Спряталась в лесной чаще и отвергнутая нимфа. Страдает от любви к Нарциссу, никому не показывается и только печально отзывается на всякий возглас…