§4. Слуховой анализатор

    Основные функции. Слуховой анализатор — это второй по значению анализатор в обеспечении адаптивных реакций и познавательной деятельности человека. Его особая роль у человека связана с членораздельной речью. Слуховое восприятие — основа членораздельной речи. Ребенок, потерявший слух в раннем детстве, утрачивает и речевую способность, хотя весь артикуляционный аппарат у него остается ненарушенным.     Орган слуха. Слуховые рецепторы находятся в улитке внутреннего уха, которая расположена в пирамиде височной кости. Звуковые колебания передаются к ним через целую систему вспомогательных образований, обеспечивающих совершенное восприятие звуковых раздражений. Орган слуха человека состоит из трех частей — наружного, среднего и внутреннего уха (рис. 22).

    Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Наружное ухо служит для улавливания звуков.     Определение направления звука у человека связано с так называемым бинауральным слухом, т. е. со слышанием двумя ушами. Всякий звук, идущий сбоку, поступает в одно ухо раньше на несколько долей миллисекунды, чем в другое (в зависимости от местоположения источника звука). Разница во времени прихода звуковых волн, воспринимаемых левым и правым ухом, дает возможность человеку определить направление звука. Если у человека одно ухо поражено и не функционирует, то он определяет направление звука поворачивая голову.     На границе между наружным и средним ухом находится барабанная перепонка. Это тонкая соединительнотканная пластинка (ее толщина около 0,1 мм), которая снаружи покрыта эпителием, а изнутри слизистой оболочкой. Барабанная перепонка расположена наклонно и начинает колебаться, когда на нее падают со стороны наружного слухового прохода звуковые колебания. И так как барабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний, то она колеблется при всяком звуке соответственно его длине волны.     Среднее ухо представлено барабанной полостью, имеющей неправильную форму в виде маленького плоского барабана, на который туго натянута колеблющаяся перепонка, и слуховой трубой. Внутри полости среднего уха расположены сочленяющиеся между собой слуховые косточки — молоточек, наковальня и стремечко. Внутреннее ухо отделено от среднего перепонкой овального окна.     Система слуховых косточек обеспечивает увеличение давления звуковой волны при передаче с барабанной перепонки на перепонку овального окна примерно в 30—40 раз. Это очень важно, так как даже слабые звуковые волны, падающие на барабанную перепонку, в результате оказываются способными преодолеть сопротивление мембраны овального окна и передать колебания во внутреннее ухо, трансформируясь там в колебания жидкости — эндолимфы.     Барабанная полость соединена с носоглоткой при помощи слуховой, или евстахиевой, трубы длиной 3,5 см и шириной всего 2 мм. Труба поддерживает одинаковое давление -на барабаниую перепонку снаружи и изнутри, что создает наиболее благоприятные условия для ее колебания. Проход воздуха в барабанную полость происходит во время акта глотания и зевания, когда открывается просвет трубы и давление в глотке и барабанной полости выравнивается.     Внутреннее ухо расположено в каменистой части височной кости и представляет собой костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Перепончатый лабиринт как бы вставлен в костный лабиринт и в общем повторяет его форму. Между костным и перепончатым лабиринтами имеется жидкость — перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта — эндолимфа.     В стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего, кроме овального окошка имеется еще круглое окно, которое делает возможным колебание жидкости.     Костный лабиринт состоит из трех частей: в центре — преддверие, спереди от него находится улитка, а сзади —     полукружные каналы. Костная улитка— спирально извивающийся канал, образующий два с половиной оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине 0,5. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части, или лестницы.

    Внутри среднего канала улитки, в улитковом ходе, находится звуковоспринимающий аппарат — спиральный, или кортиев, орган (рис. 23). Кортиев орган имеет базилярную (основную) пластинку, которая состоит примерно из 24 тыс. тонких фиброзных волоконец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль основной пластинки в 5 рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.     Механизм восприятия звука. Для слухового анализатора адекватным раздражителем является звук. Звуковые волны возникают как чередование сгущений и разрежений воздуха, которые распространяются во все стороны от источника звука. Все вибрации воздуха, воды или другой упругой среды распадаются на периодические (тоны) и непериодические (шумы). Если их записать, то тоны имеют правильную, четкую, ритмическую форму, шумы — неправильную, сложную. Тоны бывают высокие и низкие, последним соответствует меньшее число колебаний в секунду.     Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны, которой соответствует определенное число колебаний в секунду. Длину звуковой волны определяют расстоянием, которое проходит звук в секунду, деленным на число полных колебаний, которое совершает звучащее тело в секунду. Чем больше число колебаний, тем короче длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких - длинная, измеряемая метрами.     Высота звука определяется его частотой, или числом волн за 1 с. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 Гц соответствует одному полному колебанию в секунду. Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в децибелах.     Самый высокий звук, который мы в состоянии услышать, имеет 20 тыс. колебаний в секунду (20 тыс. Гц), самый низкий — 12—24 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22 тыс. Гц, у пожилых людей она ниже — около 15 тыс. Гц.     Звук характеризуется тембром, или окраской. Каждый источник звука, будь то струна скрипки, медная труба или деревянная пластинка, наряду с основным колебанием производит целый ряд других, дополнительных колебаний. Звуку каждого инструмента сопутствуют дополнительные колебания — обертоны. Обертон — звук, число колебаний которого в 2, 4, 8 и т. д. раз превосходит число колебаний основного тона. В зависимости от того, какой из обертонов сильнее выражен, звук инструмента получает свою особую «окраску», которую можно узнать среди массы других звуков. То же самое относится и к звукам человеческого голоса. Каждый человек имеет свой особый индивидуальный тембр, свои обертоны, свою окраску голосового звука, по которому его можно узнать, даже не видя его лица.     Наибольшей возбудимостью обладает ухо к звукам с частотой колебаний в пределах от 1000 до 4000 Гц. Ниже 1000 и выше 4000 Гц возбудимость уха сильно понижается.

    Воздушные звуковые волны, попадая в наружный слуховой проход, вызывают колебания барабанной перепонки. Далее колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо. Система слуховых косточек, действуя как рычаг, усиливает звуковые колебания и передает их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринтами улитки. При распространении звуковых волн в улитке смещается основная мембрана, и ее колебания вызывают перемещение ресничек волосковых клеток. В результате этого возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Колебания основной мембраны зависят от высоты звука. Эластичность ее на разных отрезках не одинакова (рис. 24). Ближе к овальному окну мембрана уже и жестче, дальше — шире и эластичнее. Поэтому ее более узкие участки восприимчивы к высоким частотам, более широкие — к низким. От высоты звука зависит, какой участок мембраны ответит на этот звук колебанием наибольшей амплитуды. Соответственно на звуки разной частоты реагируют разные волосковые клетки. Клетки, реагирующие на высокие тоны, расположены на узкой, туго натянутой части основной мембраны, вблизи овального окна; рецепторы низких звуков — на широких, менее туго натянутых отрезках мембраны. Это проверено в опытах на собаках. Если у собак разрушить улитку в области основания, то исчезают условные рефлексы на высокие тоны, если разрушить верхушку улитки — исчезают условные рефлексы на низкие тоны. Разрушение средней части улитки приводит к выпадению рефлексов на средние тоны. Следовательно, анализ различения звука происходит уже на уровне рецепторов. Сила звука, измеряемая в децибелах, кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Пороги возбуждения внутренних и наружных рецепторных клеток не одинаковы. Возбуждение внутренних волосковых клеток возникает при большой интенсивности звука, наружных— при меньшей. В зависимости от интенсивности звука меняется соотношение возбуждения внутренних и наружных волосковых клеток. Возникшее возбуждение по нервным волокнам через систему переключательных ядер передается в слуховую кору, где соотносятся частота и сила звуковых стимулов и осуществляется распознавание сложных звуков. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных корковых зонах.     Таким образом, информация, содержащаяся в звуковом стимуле, в виде нейронного возбуждения проходит по различным уровням слуховой системы. При этом различные типы нейронов выделяют специфические свойства звуковых стимулов.     При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возбудимость возрастает. Это адаптация.Наибольшая адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.     Чрезмерный шум не только ведет к снижению слуха, но и вызывает психические нарушения у людей. Реакция на шум может проявляться в изменении деятельности внутренних органов, но особенно сердечно-сосудистой системы. При сильном шуме снижается работоспособность человека. Специальными опытами на животных доказана возможность появления «акустического шока» и «акустических судорог», иногда смертельных.     Возрастные особенности слухового анализатора. Восприятие звуков отмечается даже у плода в последние месяцы внутриутробной жизни. Новорожденные и дети грудного возраста осуществляют элементарный анализ звуков. Они способны реагировать на изменение высоты, силы, тембра и длительности звука. Дифференцирование качественно различных звуков (например, звука органной трубы и колокольчика) возможно уже на 2—3-м месяце жизни. Однородные звуки, отличающиеся лишь высотой тона, дифференцируются с 3-го месяца. В период от 3 до 6—7 месяцев различительная чувствительность слухового анализатора существенно возрастает: 3-месячные дети дифференцируют звуки, отличающиеся на 1¹/₂ тона, 7-месячные на 1 — 2 и даже ³/₄ и ¹/₂ музыкального тона. Пороги слышимости также заметно изменяются с возрастом. Наименьшая величина порогов слышимости, т. е. наибольшая острота слуха, свойственна подросткам и юношам (14—19 лет). Изменяются с возрастом и пороги слышимости речи. У детей 6—9 лет порог слышимости 17-24 дБА для высокочастотных слов и 19—24 для низкочастотных, у взрослых — 7—10 дБА для низкочастотных слов. У детей по сравнению со взрослыми острота слуха на слова понижена больше чем на тон. В развитии слуха у детей большое значение имеет общение со взрослыми.     У детей надо развивать слух слушанием музыки, обучением игре на музыкальных инструментах, пением. Во время прогулок следует приучать детей слушать шум леса, пение птиц, шорох листьев, плеск моря.     Для слуха детей вредны чрезмерно сильные звуки. Это может привести к стойкому снижению слуха, и даже полной глухоте.     Гигиена слуха — система мер, направленная на охрану слуха, создание оптимальных условий для деятельности слухового анализатора, способствующих нормальному его развитию и функционированию.     Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека. Специфическое Действие проявляется в разной степени нарушения слуха, неспецифическое — в разного рода отклонениях со стороны ЦНС, вегетативной реактивности, в эндокринных расстройствах, функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта.     У лиц молодого и среднего возраст а уровни шума в 90 дБА, воздействуя в течение часа, понижают возбудимость клеток коры головного мозга, ухудшают координацию движений, отмечается снижение остроты зрения, устойчивости ясного видения и чувствительности к оранжевому цвету, удлиняется латентный период зрительной и слухомоторной реакции, нарастает частота срывов дифференцировочной реакции. При такой же длительности работы в условиях воздействия шума в 96 дБА наблюдаются еще более резкое нарушение корковой динамики, фазовые состояния, запредельное торможение, расстройство вегетативной реактивности. Ухудшаются показатели мышечной работоспособности (выносливости, утомляемости) и проявляются частые изменения ее по неблагоприятным типам, снижается производительность труда. Труд в условиях воздействия шума в 120 дБА через 4—5 лет может вызвать нарушения, характеризующиеся астеническими неврастеническими проявлениями. Появляются раздражительность, головные боли, бессонница, расстройства эндокринной системы. Выраженными оказываются и изменения со стороны сердечно-сосудистой системы: нарушается тонус сосудов и ритм сердечных сокращений, возрастает или понижается артериальное давление.     Специфическое действие шума сказывается на состоянии слуха. Повышается порог слышимости, снижается как костная, так и воздушная проводимость. При стаже работы в 5—6 лет часто развивается профессиональная тугоухость. У трактористов понижение слуха, шум в ушах и головные боли стойко держатся на протяжении 0,5—2 ч по окончании рабочего дня. По мере увеличения срока работы функциональные отклонения перерестают в невриты слухового нерва, которые при стаже работы в 5 лет встречаются в 1,2%, а при стаже работы более 12 лет — в 6,9% случаев.     Достаточно пробыть всего 6 ч в зоне шума 90 дБА, чтобы снизилась острота слуха (90 дБА — шум, испытываемый пешеходом на сильно загруженной транспортом улице).     На взрослых и особенно детей чрезвычайно отрицательно воздействие (неспецифическое и специфическое) шума высокой громкости в помещениях, где включены на полную мощность радиоприемники, телевизоры, магнитофоны.     Весьма ощутимо влияние шума на детей и подростков. Изменения функционального состояния слухового и других анализаторов наблюдаются у детей и подростков при меньшей громкости и частотности шума. Изменения существенны под воздействием «школьного» шума.     Уровень интенсивности шума в отдельных основных помещениях школы колеблется от 40 до ПО дБА (табл. 3). На уроках он находится преимущественно в пределах 50—80 дБА, частотой от 500 до 2000 Гц.

Таблица 3:  Уровень интенсивности  шума  в  помещениях  школы

    В гимнастическом зале шум достигает 74—90 дБА при максимуме 100—104 дБА, в учебных мастерских—100—110 дБА при частоте 300—5000 Гц. Шум до 40 дБА не вызывает отрицательных изменений в функциональном состоянии центральной нервной системы. Изменения становятся выраженными при воздействии шума в 50—60 дБА. Воздействие шума в 50 дБА вызывает у учащихся повышение порогов слуховой чувствительности на частотах 200, 1000, 4000 и 7000 Гц, а также значимое снижение работоспособности. После занятий в школе по сравнению с показателями до уроков порог слуховой чувствительности возрастал у учащихся на 10—15 и даже на 25 дБА.     Более значительными оказываются пороги слуховой чувствительности, снижения работоспособности и внимания у учащихся после воздействия шума в 60 дБА. Решение арифметических примеров требовало при шуме в 50 дБА на 15—55%, а в 60 дБА на 81—100% больше времени, чем до действия шума. Снижение внимания у школьников в условиях воздействия шума указанной громкости и частоты достигало 16%.     Еще в большей степени проявляется влияние шума на подростков во время работы в учебных мастерских и на различных производствах.     Профилактика отрицательного воздействия шума. Снижение уровней «школьного» шума и неблагоприятного воздействия на учащихся достигается проведением ряда комплексных мероприятий: строительных, архитектурных, технических и организационных.     Участок общеобразовательных школ, школ-интернатов и ПТУ ограждают по всему периметру живой изгородью высотой не менее 1,2 м. Ширина зеленой зоны со стороны улицы не менее 6 м. Целесообразна вдоль этой полосы, на расстоянии не менее 10 м от здания, посадка деревьев, кроны которых задерживают распространение шума.     Большое влияние на величину звукоизоляции оказывает плотность, с какой закрыты классные двери. Если они плохо закрыты (щели 3—5 см), в притворе дверей двух смежных классов звукоизоляция снижается на 5—7 дБА.     Важное значение в снижении «школьного» шума имеет гигиенически правильное размещение учебных помещений в здании школы. Мастерские (столярные, слесарные, швейные), комнаты машинописи (даже при правильной отделке звукоизолирующими и звукопоглощающими материалами), гимнастические залы размещаются на первом этаже здания, в отдельном крыле или в пристройке, т. е. за пределами габаритов здания.     Гигиеной зрения и слуха учащихся и учителей диктуются размеры учебных помещений: длина (размер от доски до противоположной стены) и глубина классных комнат. Длина классной комнаты не более 8 м обеспечивает учащимся, обладающим нормальной остротой зрения и слуха, но сидящим на последних партах, четкое восприятие речи учителя и ясное различение написанного на доске.     За первыми и вторыми партами (столами) в любом ряду отводятся рабочие места учащимся со сниженной остротой слуха (разговорная речь воспринимается от 2 до 4 м, а шепот — от 0,5 до 1 м).     Вне зависимости от типа здания (комплекса зданий) ПТУ обязательно осуществление совокупности акустических мероприятий: уменьшение шума в источнике его образования, устранение передачи  шума  от  источника  и  из  помещения,  где  установлены шумные агрегаты, рациональная планировка шумных помещений.     Наиболее шумные узлы агрегата или агрегат в целом звукоизолируются (капоты, кожухи, укрытия). Допускается звукоизолирующее укрытие сочетать с ограждениями, применяемыми в целях безопасности.     В учебно-производственных мастерских ПТУ и цехах заводов предусматриваются помещения с повышенной звукоизоляцией ограждающих конструкций для отдыха подростков в процессе рабочей смены.     Восстановлению функционального состояния слухового анализатора и сдвигов в других физиологических системах организма подростка способствуют небольшие перерывы (10—15 мин)— отдых в тихих комнатах: на первом году обучения желательно через 50 мин—I ч работы, на втором году — через 1,5 ч и на третьем— через 2 ч работы.     Выявление состояния слуха детей и подростков производится при диспансеризации врачом-оториноларингологом. Состояние слуха проверяется и при очередной диспансеризации детей 6—7 лет перед поступлением в школу, затем в IV—V, в VII и VIII— IX классах. Последующие наблюдения и диагностические исследования проводятся подростковым кабинетом.     Все подростки, работающие в условиях непрерывного и прерывистого воздействия шума, обязательно подвергаются медицинскому осмотру подростковым или цеховым врачом-терапевтом, невропатологом и оториноларингологом.     Значение речи учителя для слухового восприятия. Негромкая, ясная, небыстрая речь учителя, эмоционально окрашенная, способствует наилучшему ее слуховому восприятию учащимися и усвоению учебного материала. Слова следует произносить четко. Монотонная речь учителя способствует возникновению у учащихся дремотного состояния, во время которого учебный материал воспринимается с трудом. Речь учителя должна быть живой, богатой разнообразными интонациями, образной и как можно чаще адресоваться к зрительному воображению учащихся. С образом и действием необходимо связывать, особенно у начинающих обучение, не только слова, но и числа. Ребенок 6—7 лет не может усвоить цифры-символы до тех пор, пока он не представит себе обозначаемое количество предметов.     Наибольшая нагрузка во время уроков у школьников, теоретических и производственных занятий у учащихся ПТУ падает на слуховой и двигательный анализаторы, в то время как возможности зрительного анализатора используются не полностью.