Анализ, синтез и восприятие речи - Джеймс Л. Фланаган
Скачать (прямая ссылка):
УСТРОЙСТВО УХА
109
акустическом импедансе барабанной перепонки. Этот подход использован в работах Звислоцкого (1957, 1959) и Мёллера (196!) для создания схемы —¦ аналога среднего уха. Все эти результаты, согласуясь в общих чертах, свидетельствуют о значительном разбросе характеристик передаточной функции. Для сравнения на рис. 4.3а-г показаны передаточные функции среднего уха, определенные несколькими различными способами.
При использовании данных, представленных на рис. 4.36, Бекеши установил, что критическая частота, на которой начинается спад частотной характеристики среднего уха, лежит около 800 гц. По данным, представленным на рис. 4.3а, эта частота, очевидно, выше и находится около 3000 гц. По результатам Звислоцкого (рис. 4.3в) эта частота лежит около 1500 гц, а по результатам Мёллера — около 1000 гц (рис. 4.3г). Совпадает лишь общий вывод о том, что передаточная функция среднего уха имеет характеристики фильтра нижних частот. Эффективная частота среза и крутизна ската, как видно, существенно отличаются.
4.1.4. Внутреннее ухо
Внутреннее ухо (см. рис. 4.1) состоит из улитки (в нормальном состоянии свернутой в плоскую спираль с двумя с половиной оборотами и напоминающей раковину улитки), вестибулярного аппарата и окончаний слухового нерва. В улитке происходит преобразование механических процессов в нервные. Компоненты вестибулярного аппарата (полукружные каналы, мешочек и маточка) служат для ориентации в пространстве и, по-видимому, не используются при анализе слуховых колебаний.
Если улитку развернуть и вытянуть, она будет иметь вид, схематически показанный на рис. 4.4. Полость улитки запол-
Рис. 4.4. Упрощенная схема развернутой улитки:
1 — стремечко, 2—овальное окно, 3 — преддверная лестница, 4 — геликотрема, 5 — перегородка улитки, 6 — барабанная лестница, 7 — круглое окно
йена бесцветной жидкостью (перилимфой), вязкость которой примерно в два раза больше вязкости воды, а удельный вес примерно равен 1,03. Длина канала в спиральной раковине
по
ухо и слух
составляет примерно 35 мм. Площадь поперечного сечения у стремечка составляет приблизительно 4 мм2, она уменьшается примерно до 1 мм2 у противоположного тонкого конца (гелико-тремы).
Полость улитки вдоль почти всей ее длины разделена перегородкой. Одна половина, включающая стремечко, называется преддверной лестницей, другая половина — барабанной лестницей. Внутри перегородки улитки имеется канал, называемый улитковым ходом. С одной стороны улитковый ход ограничен костистым выступом со студенистой мембраной, называемой базилярной мембраной, с другой стороны — мембраной, известной как мембрана Рейснера. Перегородка заполнена особой жидкостью — эндолимфой. Базиллярная мембрана и костный выступ на 1—2 мм іне доходят до концов каналов, поэтому каналы сообщаются у геликотремы. Площадь соединяющего прохода составляет около 0,3—0,4 мм2 (Бекеши и Розенблит). Ба-зилярная мембрана имеет длину около 32 мм, ширину у вершины около 0,5 мм, к основанию (у стремечка) мембрана сужается до 0,05 мм (Девис, 1951).
Внутреннее ухо связано со средним ухом подножной пластинкой стремечка. Подножная пластинка поддерживается круговой связкой и располагается в овальном окне (площадь около 3 мм2). При вибрации стремечко действует как поршень и производит смещение объема жидкости улитки. Улитка представляет собой жесткое образование, а жидкость улитки несжимаема, поэтому необходим выход для жидкости, вытесняемой движением стремечка внутрь. Избыток жидкости выходит через круглое окно, покрытое упругой мембраной (около 2 мм2). Очень медленные колебания стремечка (например, с частотой менее 20 гц) вызывают переливания жидкости из преддверной лестницы в барабанную и обратно через отверстие у геликотремы. Колебания более высокой частоты передаются через мягкую перегородку улитки, причем место передачи зависит от частоты звукового воздействия.
Схематичное изображение поперечного сечения улитки с перегородкой дано на рис. 4.5. Главным элементом, определяющим основные функциональные динамические свойства перегородки, является базилярная мембрана, на которой покоится орган Корти. Наряду с несколькими типами поддерживающих клеток орган Корти содержит около 30 000 чувствительных клеток, к которым подходят окончания слухового нерва. Базилярная мембрана у основания уже и значительно жестче и тоньше, чем у вершины, где она более податлива и массивна. Поэтому резонансные свойства базилярной мембраны непрерывно изменяются вдоль ее длины. На низких частотах ба-
УСТРОЙСТВО УХА
111
зилярная мембрана обычно колеблется синфазно с мембраной Рейснера.
Современные знания акустико-механических свойств бази-лярной мембраны основываются почти исключительно на ре-
Рис. 4.5. Схематическое изображение поперечного сечения канала
улитки:
/ — кость, 2 — лимб, 3 — преддвериая лестница, 4 — мембрана Рейснера, 5 — внутренние волосковые клетки, 6 — сосудистая полоска, 7 — улитковый ход, 8 — эидолнмфа, 9 — покровная мембрана, 10 — клетки Хеисеиа, // —клетки Клаудиуса, 12 — спиральная связка, 13 — наружные волосковые клетки, 14 — базиляриая мембрана, 15 — дуга Корти, 16 — перилимфа. 17 — внутренняя спиральная вырезка, 18 — миелииовая оболочка, 19 — спиральный ганглий, 20 — спиральная артерия (Девис, 1957)
