Колбочки сосредоточены в основном в центральной области сетчатки – в желтом пятне. По мере удаления от центра число колбочек уменьшается, а палочек – возрастает. На периферии сетчатки имеются только палочки. У взрослого человека насчитывается 6-7 млн. палочек, которые обеспечивают восприятие дневного и сумеречного света. Колбочки являются рецепторами цветного зрения, палочки – черно-белого.

Местом наилучшего видения является желтое пятно, и особенно его центральная ямка. Такое зрение называют центральным. Остальные части сетчатки принимают участие в боковом, или периферическом, зрении. Центральное зрение обеспечивает возможность рассматривать мелкие детали предметов, а периферическое позволяет ориентироваться в пространстве.

В палочках содержится особое вещество пурпурного цвета – зрительный пурпур, или родопсин, в колбочках – вещество фиолетового цвета – йодопсин, который, в отличие от родопсина, в красном свете выцветает.

Возбуждение палочек и колбочек вызывает появление нервных импульсов в связанных с ними волокнах зрительного нерва. Колбочки менее возбудимы, поэтому, если слабый свет попадает в центральную ямку, где находятся колбочки, а палочек нет, мы его видим очень плохо или не видим вовсе. Зато слабый свет хорошо виден, когда он попадает на боковые поверхности сетчатки. Таким образом, при ярком освещении функционируют в основном колбочки, при слабом освещении – палочки.

В сумерках при слабом освещении мы видим за счет зрительного пурпура. Распад зрительного пурпура под действием света вызывает возникновение импульсов возбуждения в окончаниях зрительного нерва и является начальным моментом зрительной афферентации.

Зрительный пурпур на свету распадается на белок опсин и пигмент ретинен – производное витамина А. В темноте витамин А превращается в ретинен, который соединяется с опсином и образует родопсин, т.е. зрительный пурпур восстанавливается. В темноте сетчатка содержит мало витамина А, а на свету обнаруживается значительное его количество. Следовательно, витамин А – источник зрительного пурпура.

Недостаток в пище витамина А сильно нарушает образование зрительного пурпура, что вызывает резкое ухудшение сумеречного зрения, так называемую куриную слепоту (гемералопию).

Рецепторы сетчатки передают сигналы по волокнам зрительного нерва, в котором насчитывают до 1 млн. нервных волокон, только один раз, в момент появления нового предмета. Затем добавляются сигналы о наступающих изменениях в изображении предмета по сравнению с его прежним изображением и о его исчезновении. Зрительные ощущения возникают только в момент фиксации взгляда в ряде последовательных точек предмета.

Непрерывные мелкие колебательные движения глаз, которые совершаются постоянно в течение 25 мс каждое, позволяют видеть неподвижные предметы. У лягушек таких движений глаз нет, поэтому они видят только те предметы, которые в поле зрения перемещаются. Отсюда становится понятным, насколько велика роль движений глаз в процессе зрения.

Электромагнитные волны определенной волны вызывают определенные цветовые ощущения, которые соответствуют следующим длинам волн: красный – 620-760 нм, оранжевый – 510-585, голубой – 480-510, фиолетовый – 390-450 нм.

Внутреннее ядро глазного яблока составляют хрусталик, стекловидное тело и водянистая влага передней и задней камер глаза.

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы, он прозрачен и эластичен, расположен позади зрачка. Хрусталик преломляет входящие в глаз световые лучи и фокусирует их на сетчатке. В этом ему помогают роговица и внутриглазные жидкости. При помощи ресничной мышцы хрусталик меняет свою кривизну, принимая форму, необходимую то для «дальнего», то для «ближнего» зрения.

Позади хрусталика находится стекловидное тело, имеющее вид совершенно прозрачной желеобразной массы.

Полость между роговицей и радужной оболочкой составляет переднюю камеру глаза, а между радужной оболочкой и хрусталиком – заднюю камеру. Они наполнены прозрачной жидкостью – водянистой влагой и сообщаются между собой через зрачок. Внутренние жидкости глаза находятся под давлением, которое определяют как внутриглазное давление. При повышении его могут возникнуть нарушении зрения. Повышение внутриглазного давления является признаком тяжелого заболевания глаз – глаукомы.

Оптическая система глаза представлена роговицей, камерами глаза, хрусталиком и стекловидным телом. Каждая из этих сред имеет свой показатель оптической силы. Оптическая сила выражается в диоптриях. Одна диоптрия (дптр) – это оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Оптическая сила системы глаза в целом – 59 дптр при рассматривании далеких предметов и 70,5 дптр при рассматривании близких предметов.

Глаз – чрезвычайно сложная оптическая система, которую можно сравнить с фотоаппаратом, в котором объективом выступают все части глаза, а фотопленкой – сетчатка. На сетчатке фокусируются лучи света, давая уменьшенное и перевернутое изображение. Фокусировка происходит за счет изменение кривизны хрусталика: при рассматривании близкого предмета он становится выпуклым, а при рассматривании удаленного – более плоским.

Вспомогательный аппарат глаза состоит из защитных приспособлений, слезного и двигательного аппарата. К защитным образованиям относятся брови, ресницы и веки. Брови служат для предохранения глаз от пота, стекающего со лба: Ресницы, находящиеся на свободных краях верхнего и нижнего век, защищают глаза от пыли, снега и дождя. Основу века составляет соединительнотканная пластинка, напоминающая хрящ, снаружи она покрыта кожей, а изнутри – соединительной оболочкой – конъюнктивой. Конъюнктива переходит с век на переднюю поверхность глазного яблока за исключением роговицы. При сомкнутых веках образуется узкое пространство между конъюнктивой век и конъюнктивой глазного яблока – конъюнктивальный мешок.

Слезный аппарат представлен слезной железой и слезовыводящими путями. Слезная железа занимает ямку в верхнем углу латеральной стенки глазницы. Несколько ее протоков открывается в верхний свод конъюнктивального мешка, Слеза омывает глазное яблоко и постоянно увлажняет роговицу. Движению слезной жидкости в сторону медиального угла глаза способствуют мигательные движения век. Во внутреннем углу глаза слеза скапливается в виде слезного озерца, на дне которого виден слезный сосочек (слезное мясцо). Отсюда через слезные точки (точечные отверстия на внутренних краях верхнего и нижнего век) слеза попадает сначала в слезные канальцы, а затем в слезный мешок. Последний переходит в носослезный канал, по которому слеза попадает в полость носа.

Каждый глаз снабжен шестью мышцами, идущими от сухожильного кольца вокруг зрительного нерва в глубине глазницы и прикрепляющимися к глазному яблоку. Имеется четыре прямые мышцы глаза (верхняя, нижняя, наружная и внутренняя) и две косые мышцы (верхняя и нижняя). Эти мышцы действуют таким образом, что оба глаза движутся совместно и бывают направлены на одну и ту же точку. От кольца также начинается мышца, поднимающая верхнее веко. Мышцы глаза – поперечнополосатые и сокращаются произвольно.

Светочувствительные рецепторы глаза (фоторецепторы) – колбочки и палочки, располагаются в наружном слое сетчатки. Фоторецепторы контактируют с биполярными нейронами, а те в свою очередь – с ганглиозными. Образуется цепочка клеток, которые под действием света генерируют (рождают) и проводят нервный импульс. Отростки ганглиозных нейронов образуют зрительный нерв.

Проводниковый отдел зрительной сенсорной системы – это зрительный нерв, ядра верхних бугров четверохолмия среднего мозга, ядра наружного коленчатого тела промежуточного мозга. Выходя из глаза, зрительный нерв делится на две половины. Внутренняя перекрещивается и вместе с наружной половиной противоположной стороны направляется к латеральному коленчатому телу, где расположен следующий нейрон, заканчивающийся на клетках зрительной зоны коры в затылочной доле полушария.

Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле (рис. 14).

Нормальное зрение осуществляется двумя глазами. При рассматривании предметов левым и правым глазом мы видим неодинаково, поэтому на сетчатке каждого глаза получается свое изображение. Однако человек воспринимает предмет как единое целое. Это происходит оттого, что изображение возникает на идентичных точках сетчатки. Идентичными называют все точки, расположенные от центральных ямок на одинаковом расстоянии и в том же направлении. Если лучи от рассматриваемого предмета попадут на неидентичные (несоответственные) точки сетчатки, то изображение предмета окажется раздвоенным.

Зрение двумя глазами необходимо для качественного восприятия и представления о рассматриваемом объекте. Восприятие движения предмета зависит от перемещения его изображения на сетчатке. Восприятие движущегося предмета при одновременном движении глаз и головы и определение скорости движения предметов обусловлены не только зрительными, но и центростремительными импульсами от проприорецепторов глазных и шейных мышц.

Возрастные особенности. Элементы сетчатки начинают развиваться на 6-10-й неделе внутриутробного развития, но окончательное ее морфологическое созревание происходит лишь к 10-12-ти годам. В процессе развития существенно меняются цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, обеспечивающие черно-белое зрение. Колбочки, ответственные за цветовое зрение, еще не зрелые, и их количество невелико. И хотя функции цветоощущения у новорожденных есть, но полноценное включение колбочек в работу происходит только к концу 3-го года жизни. По мере созревания колбочек дети начинают различать сначала желтый, потом зеленый, а затем красный цвета (уже с 3-х месяцев удавалось выработать условные рефлексы на эти цвета); распознавание цветов в более раннем возрасте зависит от яркости, а не от спектральной характеристики цвета. Полностью различать цвета дети начинают с конца 3-го года жизни. В школьном возрасте различительная цветовая чувствительность глаза повышается. Максимального развития ощущение цвета достигает к 30-ти годам и затем постепенно снижается. Важное значение для формирования этой способности имеет тренировка.

Миелинизация проводящих путей начинается лишь на 8-9-м месяце внутриутробного развития, и заканчивается лишь к 3-4-му году жизни. Корковый отдел зрительного анализатора в основном формируется на 6-7-м месяце внутриутробной жизни, но окончательно зрительная кора созревает к 7-летнему возрасту.

У новорожденного глазное яблоко составляет 16 мм, а его масса 3,0 г. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые 5 лет жизни, менее интенсивно – до 9-12-ти лет. У взрослых диаметр глазного яблока составляет около 24 мм, а вес 8,0 г.

Форма глазного яблока у новорожденных более шаровидная, чем у взрослых, в результате в 80-94% случаев у них отмечается дальнозоркая рефракция. Повышенная растяжимость и эластичность склеры у детей способствует легкой деформации глазного яблока, что важно в формировании рефракции глаза. Так, если ребенок играет, рисует или читает, низко наклонив голову, в силу давления жидкости на переднюю стенку, глазное яблоко удлиняется и развивается близорукость.

В первые годы жизни радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый оттенок, а окончательное формирование ее окраски завершается только к 10-12-ти годам.

Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6-8-ми лет зрачки широкие из-за преобладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки, что повышает риск солнечных ожогов сетчатки. В 8-10 лет зрачок вновь становится узким, а к 12-13-ти годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как и у взрослого.

У новорожденных и детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более эластичный, чем у взрослого, и его преломляющая способность выше. Это делает возможным четкое видение предмета при большем приближении его к глазу, чем у взрослого. В свою очередь, привычка рассматривать предметы на малом расстоянии может приводить к развитию косоглазия.

Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновременно. В первые дни после рождения движения глаз несинхронны, при неподвижности одного глаза можно наблюдать движение другого. Способность фиксировать взглядом предмет, или, образно говоря, «механизм точной настройки», формируется в возрасте от 5-ти дней до 3-5-ти месяцев. Функциональное созревание зрительных зон коры головного мозга, по некоторым данным, происходит уже к рождению ребенка, по другим – несколько позже.

Реакция на форму предмета отмечается уже у 5-месячного ребенка. У дошкольников первую реакцию вызывает форма предмета, затем его размеры и в последнюю очередь – цвет.

Острота зрения с возрастом повышается, улучшается и стереоскопическое зрение. Стереоскопическое зрение к 17-22-м годам достигает своего оптимального уровня, причем с 6-ти лет у девочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков.

В 7-8 лет глазомер у детей значительно лучше, чем у дошкольников, но хуже, чем у взрослых; половых различий не имеет. В дальнейшем у мальчиков линейный глазомер становиться лучше, чем у девочек.

Интенсивно увеличивается и поле зрение у детей, к 7-ми годам его размер составляет приблизительно 80% от размера поля зрения взрослого человека. В развитии поля зрения наблюдаются половые особенности.

Поле зрения определяет объем учебной информации, воспринимаемой ребенком, т.е. пропускную способность зрительного анализатора, и, следовательно, учебные возможности. В процессе онтогенеза пропускная способность зрительного анализатора (бит/с) также изменяется и достигает в разные возрастные периоды следующих значений (табл. 23).

Таблица 23

Нарушения зрения. Коррекция зрения. Важное значение в процессе обучения и воспитания детей с дефектами органов чувств имеет высокая пластичность нервной системы, позволяющая компенсировать выпавшие функции за счет оставшихся. Известно, что у слепоглухих детей повышена чувствительность вкусового и обонятельного анализаторов. С помощью обоняния они могут хорошо ориентироваться на местности и узнавать родственников и знакомых. Чем более выражена степень поражения органов чувств ребенка, тем более трудной становится и учебно-воспитательная работа с ним.

Подавляющая часть всей информации из окружающего мира (примерно 90%) поступает в наш мозг через зрительные и слуховые каналы, поэтому для нормального физического и психического развития детей и подростков особое значение имеют органы зрения и слуха.

Среди дефектов зрения наиболее часто встречаются различные формы нарушения рефракции оптической системы глаза или нарушения нормальной длины глазного яблока. В результате лучи, идущие от предмета, преломляются не на сетчатке. При слабой рефракции глаза вследствие нарушения функций хрусталика – его уплощения, или при укорочении глазного яблока, изображение предмета оказывается за сетчаткой. Люди с такими нарушениями зрения плохо видят близкие предметы; такой дефект называют дальнозоркостью (рис. 17).

Рис. 17. Схема рефракции.

1 – в дальнозорком; 2 – в нормальном; 3 – в близоруком глазе

При усилении физической рефракции глаза, например, из-за повышения кривизны хрусталика, или удлинении глазного яблока, изображение предмета фокусируется впереди сетчатки, что нарушает восприятия удаленных предметов. Этот дефект зрения называют близорукостью (рис. 17).

При развитии близорукости школьник плохо видит написанное на классной доске, просит пересадить его на первые парты. При чтении он приближает книгу к глазам, сильно склоняет голову во время письма, в кино или в театре стремится занять место поближе к экрану или сцене. При рассматривании предмета ребенок прищуривает глаза. Что бы сделать изображение на сетчатке более четким, он чрезмерно приближает рассматриваемый предмет к глазам, что вызывает значительную нагрузку на мышечный аппарат глаза. Нередко мышцы не справляются с такой работой, и один глаз отклоняется в сторону виска – возникает косоглазие. Близорукость может развиваться при таких заболеваниях, как рахит, туберкулез, ревматизм.

Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского химика Дальтона, у которого впервые был обнаружен этот дефект). Дальтоники обычно не различают красный и зеленый цвета (они им кажутся серыми разных оттенков). Около 4-5% всех мужчин страдают дальтонизмом. У женщин он встречается реже (до 0,5%). Для обнаружения дальтонизма пользуются специальными цветовыми таблицами.

Профилактика нарушений зренияосновывается на создании оптимальных условий для работы органа зрения. Зрительное утомление приводит к резкому снижению работоспособности детей, что отражается на их общем состоянии. Своевременная смена видов деятельности, изменение обстановки, в которой проводятся учебные занятия, способствуют повышению работоспособности.

Большое значение имеет правильный режим труда и отдыха, школьная мебель, отвечающая физиологическим особенностям учащихся, достаточное освещение рабочего места и др. Во время чтения каждые 40-60 мин необходимо делать перерыв на 10-15 мин, чтобы дать отдохнуть глазам; для снятия напряжения аппарата аккомодации детям рекомендуют посмотреть вдаль.

Кроме того, важная роль в охране зрения и его функции принадлежит защитному аппарату глаза (веки, ресницы), который требуют бережного ухода, соблюдения гигиенических требований и своевременного лечения. Неправильное использование косметических средств может привести к конъюктивитам, блефаритам и другим заболеваниям органов зрения.

Особое внимание следует обратить на организацию работы с компьютерами, а также просмотр телевизионных передач. При подозрении на нарушение зрения необходима консультация врача – офтальмолога.

До 5-ти лет у детей преобладает гиперметропия (дальнозоркость). При данном дефекте помогают очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами (придающими проходящим через них лучам сходящееся направление), которые улучшают остроту зрения и снижают излишнее напряжение аккомодации.

В дальнейшем в связи с нагрузкой при обучении частота гиперметрии снижается, а частота эмметропии (нормальной рефракции) и миопии (близорукости) увеличивается. К окончанию школы по сравнению с начальными классами распространенность близорукости возрастает в 5 раз.

Формированию и прогрессированию близорукости способствует дефицит света. В условиях Заполярья, при постоянном искусственном освещении в период полярной ночи, в тех школах, где уровень освещенности на рабочих местах был в 5-10 раз ниже гигиенических нормативов, у детей и подростков близорукость развивалась чаще.

Острота зрения и устойчивость ясного видения у учащихся существенно снижаются к окончанию уроков, и это снижение тем резче, чем ниже уровень освещенности. С повышением уровня освещенности у детей и подростков увеличивается быстрота различения зрительных стимулов, возрастает скорость чтения, улучшается качество работы. При освещенности рабочих мест 400 лк без ошибок было выполнено 74% работ, при освещенности 100 лк и 50 лк – соответственно 47 и 37%.

При хорошем освещении у нормально слышащих детей у подростков обостряется острота слуха, что также благоприятствует работоспособности, положительно сказывается на качестве работы. Так, если диктанты проводились при уровне освещенности 150 лк, число пропущенных или написанных с ошибками слов было на 47% меньше, чем в аналогичных диктантах, проведенных при освещенности 35 лк.

На развитие близорукости оказывает влияние учебная нагрузка, непосредственно связанная с необходимостью рассматривать объекты на близком расстоянии, ее продолжительность в течение дня. Следует также знать, что у учащихся, мало бывающих или совсем не бывающих на воздухе в околополуденное время, когда интенсивность ультрафиолетовой радиации максимальна, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Это приводит к уменьшению тонуса глазных мышц, что при высокой зрительной нагрузке и недостаточной освещенности способствует развитию близорукости и ее прогрессированию.

Больными считаются дети, у которых миопическая рефракция составляет 3,25 дптр и выше, а острота зрения с коррекцией – 0,5-0,9. Таким учащимся рекомендованы занятия физической культурой только по специальной программе. Им также противопоказано выполнение тяжелой физической работы, длительное пребывание в согнутом положении с наклоненной головой.

С целью профилактики близорукости необходимы ежегодные медицинские осмотры учащихся врачом – окулистом. При миопии слабой и средней степени, гиперметропии, астигматизме учащиеся осматриваются окулистом один раз в год, а в случаях высокой степени миопии (более 6,0 дптр) – два раза в год.

При близорукости назначают очки с рассеивающими двояковогнутыми стеклами, которые превращают параллельные лучи в расходящиеся. Близорукость в большинстве случаев врожденная, но она может увеличиваться в школьном возрасте от младших классов к старшим. В тяжелых случаях близорукость сопровождается изменениями сетчатки, что ведет к падению зрения и даже отслойке сетчатки. Поэтому детям, страдающим близорукостью, необходимо строго выполнять предписания окулиста. Своевременное ношение очков школьниками является обязательным.

Слуховой анализатор. Строение органа слуха. Отделы слухового анализатора. Орган слуха и равновесия главной своей частью расположен в пирамиде височной кости и делится на наружное, среднее и внутреннее ухо. Органы слуха воспринимают звуковые колебания воздуха и состоят из трех отделов: наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода и предназначено для улавливания и проведения звуковых колебаний. Ушная раковина образована эластическим хрящом сложной формы, покрытым кожей. В ней различают завиток, образованный свободным загнутым краем хряща, и идущий параллельно ему валик – противозавиток. У переднего края ушной раковины лежит выступ – козелок. Кзади от него расположен противокозелок, отделенный от козелка вырезкой. Внизу ушная раковина заканчивается кожной складкой, не содержащей хряща – долькой ушной раковины, или мочкой уха. Ушная раковина прикрепляется к височной кости связками и имеет рудиментарные мышцы, являющиеся остатком мышц, хорошо выраженных у животных.

Наружный слуховой проход сострит из хрящевой и костной части. Хрящевая часть является продолжением хряща ушной раковины и составляет 1/3 его длины, остальные 2/3 образованы костным каналом височной кости. В месте перехода одной части в другую наружный слуховой проход сужен и изогнут. Он выстлан кожей и богат железами, выделяющими ушную серу. Его внутренний конец замыкает барабанная перепонка.

Барабанная перепонка находится на границе между наружным и средним ухом. Она замыкает внутренний конец наружного слухового прохода и стоит наклонно, образуя острый угол с его нижней стенкой (рис. 18).

Рис. 18. Детали строения уха человека.

А – слуховые косточки в среднем ухе; Б – общий вид внутреннего уха: 1 – молоточек, 2 – наковальня, 3 – стремечко, 4 – барабанная перепонка, 5 – улитка, 6 – круглый мешочек, 7 – овальный мешочек, 8, 9, 10 − полукружные каналы

Барабанная перепонка имеет овальную форму и представляет собой тонкую фиброзную пластинку, втянутую внутрь барабанной полости. Она покрыта снаружи истонченной кожей, а изнутри – слизистой оболочкой. В верхнем отделе она особенно тонкая и не содержит фиброзной основы.

Среднее ухо лежит внутри пирамиды височной кости и состоит из барабанной полости и слуховой (евстахиевой) трубы, соединяющей среднее ухо с носоглоткой.

Барабанная полость лежит меду наружным слуховым проходом и внутренним ухом – лабиринтом. В ней находится цепь слуховых косточек: молоточек, наковальня и стремечко, соединены при помощи суставов, подвижно передающих колебания барабанной перепонки к лабиринту (рис. 18). По форме барабанную полость сравнима с низким цилиндром (барабаном), поставленным на ребро и нацеленным в сторону наружного слухового прохода. Объем ее 0,75 мм. В ней различает шесть стенок. Наружная образована барабанной перепонкой, внутренняя – стенкой лабиринта, на которой находятся два отверстия: овальное, закрытое основанием стремечка, и круглое, замкнутое вторичной барабанной перепонкой. Задняя стенка прилежит к сосцевидному отростку и содержит отверстие, ведущее в сосцевидную пещеру. На передней стенке находится отверстие слуховой (евстахиевой) трубы. Верхняя стенка прилежит к средней черепной ямке, а нижняя – к яремной ямке височной кости.

Слуховая (евстахиева) труба соединяет барабанную полость с носоглоткой. Она имеет костную и хрящевую части. Костная часть является нижним полуканалом мышечно-трубного канала, а хрящевая образована эластическим хрящом, имеющим вид желоба, укрепленного на наружном основании черепа, и под острым углом, подходящим к боковой стенке носоглотки.

Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Между костным и перепончатым лабиринтом имеется жидкость – перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта – эндолимфа.

В центре костного лабиринта находится преддверие, спереди от него улитка, а сзади – полукружные каналы. Костная улитка – спирально извитой канал, образующий 2,5 оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине – 0,5 мм. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части, или лестницы.

В улитковом ходе, внутри среднего канала улитки, находится звуковоспринимающий аппарат – спиральный, или кортиев, орган (рис. 19, 20).

Рис. 19. Схема органа Корти (спирального органа).

1 – покровная пластинка; 2, 3 – волосковые клетки, 4 – опорные клетки; 5 – улитковый нерв; 6 – основная пластинка

Он имеет базальную (основную) пластину, которая состоит из 24 тыс. тонких фибриозных волоконец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль нее в 5 рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.

Рецепторные клетки имеют удлиненную форму. Каждая волосковая клетка несет 60-70 мельчайших волосков (длиной 4-5 мкм), которые омываются эндолимфой и контактируют с покровной пластиной. Слуховой анализатор воспринимает звук различных тонов. Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны.

Длина звуковой волны определяется расстоянием, которое проходит звук за 1 сек., деленным на число полных колебаний, совершаемых звучащим телом за это же время. Чем больше число колебаний, тем меньше длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких – длинная, измеряемая в метрах.

Высота звука определяется его частотой, или числом колебаний за 1 сек. Частота измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в белах (чаще применяется децибел, дБ).

Человек в состоянии услышать звуки от 12-24 до 20000 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22000 Гц, у пожилых людей она ниже – около 15000 Гц.

Любой звук имеет определенный тембр. Каждый источник звука распространяет основные и дополнительные колебания, которые называют обертонами. Число колебаний обертона превосходит число колебаний основного тона. Благодаря этому любой звук имеет особую «окраску». Человеческий голос также имеет индивидуальный тембр, свои обертоны, свою «окраску», по которым его можно узнать.

Звук улавливается ушной раковиной, направляется по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо, в котором имеются три слуховые косточки. Через систему рычага они усиливают звуковые колебания и передают их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринтом улитки. Волны, достигая основания улитки, вызывают смещение основной мембраны, с которой соприкасаются волосковые клетки. Клетки начинают колебаться, вследствие чего возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Эластичность основной мембраны на разных участках не одинакова. Вблизи овального окна мембрана уже и жестче, далее – шире и эластичнее. Волосковые клетки в узких отрезках воспринимают звуки высокими частотами, а в более широких – с низкими частотами.

Различение звуков происходит на уровне рецепторов. Сила звука кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Внутренние волосковые клетки возбуждаются при большой силе звука, наружные при меньшей.

Рис. 20. Поперечный срез канала улитки:

10 – костный лабиринт; 11 – перепончатый лабиринт; 12 – спиральный (Кортиев) орган; 13 – основная (базальная) пластинка

Проводниковый отдел.Волосковые клетки охватываются нервными волокнами улитковой ветви слухового нерва, который несет нервный импульс в продолговатый мозг, далее, перекрещиваясь со вторым нейроном слухового пути, он направляется к задним буграм четверохолмия и ядрам внутренних коленчатых тел промежуточного мозга, а от них – в височную область коры, где располагается центральная часть слухового анализатора.

Центральный отделслухового анализатора расположен в височной доле. Первичная слуховая кора занимает верхний край верхней височной извилины, она окружена вторичной корой (рис. 14). Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных зонах. У человека в центральном ядре слухового анализатора особое значение имеет зона Вернике, расположенная в задней части верхней височной извилины. Эта зона ответственна за понимание смысла слов, она является центром сенсорной речи. При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возрастает. Это адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.

Возрастные особенности. Закладка периферического отдела слуховой сенсорной системы начинается на 4-й неделе эмбрионального развития. У 5-месячного плода улитка уже имеет форму и размеры, характерные для взрослого человека. К 6-му месяцу пренатального развития заканчивается дифференциация рецепторов. Миелинизация проводникового отдела идет медленными темпами, и заканчивается лишь к 4-м годам. Слуховая зона копы выделяется на 6-м месяце внутриутробной жизни, но особенно интенсивно первичная сенсорная кора развивается на протяжении второго года жизни, развитие продолжается до 7-ми лет. Несмотря на незрелость сенсорной системы уже в 8-9 месяцев пренатального развития ребенок воспринимает звуки и реагирует на них движениями.

У новорожденных орган слуха не волне развит, и нередко считают, что ребенок рождается глухим. В действительности имеет место относительная глухота, которая связана с особенностями строения уха. Наружный слуховой проход у новорожденных короткий и узкий и поначалу расположен вертикально. До 1 года он представлен хрящевой тканью, которая в дальнейшем окостеневает, этот процесс длится до 10-12-ти лет. Барабанная перепонка расположена почти горизонтально, она намного толще, чем у взрослых. Полость среднего уха заполнена амниотической жидкостью, что затрудняет колебания слуховых косточек в первые дни жизни, далее эта жидкость рассасывается, и полость заполняется воздухом. Слуховая (евстахиева) труба у детей шире и короче, чем у взрослых, и через нее в полость среднего уха могут попадать микробы, жидкости при насморке, рвоте и др. Этим объясняется довольно частое у детей воспаление среднего уха (отит).

С первых дней после рождения ребенок реагирует на громкие звуки вздрагиванием, изменением дыхания, прекращением плача. На 2-м месяце ребенок дифференцирует качественно разные звуки, в 3-4 месяца различает высоту звуков в пределах от 1-ой до 4-х октав, в 4-5 месяцев звуки становятся условнорефлекторными раздражителями. К 1-2-м годам дети дифференцируют звуки, разница между которыми составляет 1-2, а к 4-5-ти годам – даже 3/4 и 1/2 музыкального тона.

Порог слышимости также изменяется с возрастом. У детей 6-9-ти лет он составляет 17-24 дБ, у 10-12-летних – 14-19 дБ. Наибольшая острота слуха достигается к среднему и старшему школьному возрасту (14-19 лет). У взрослого порог слышимости лежит в пределах 10-12 дБ.

Чувствительность слухового анализатора к различным частотам неодинакова в разном возрасте. Дети лучше воспринимают низкие частоты, чем высокие. У взрослых до 40 лет наибольший порог слышимости отмечается при частоте 3000 Гц, в 40-50 лет – 2000 Гц, после 50 лет – 1000 Гц, причем с этого возраста понижается верхняя граница воспринимаемых звуковых колебаний.

Функциональное состояние слухового анализатора зависит от действия многих факторов окружающей среды. Специальной тренировкой можно добиться повышения его чувствительности. Например, занятия музыкой, танцами, фигурным катанием, спортивной и художественной гимнастикой вырабатывают тонкий слух. С другой стороны, физическое и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкие колебания температуры и давления значительно снижают чувствительность органов слуха.

Вестибулярный анализатор.Периферический (рецепторный) отдел вестибулярного анализатора представлен волосковыми клетками вестибулярного органа, расположенного, как и улитка, в лабиринте пирамиды височной кости. Вестибулярный орган состоит из трех полукружных каналов и преддверия. Рецепторы вестибулярного органа раздражаются наклоном или движением головы, при этом возникают рефлекторные сокращения мышц, способствующие выпрямлению тела и сохранению позы. При помощи рецепторов вестибулярного аппарата происходит восприятие положения головы в пространстве, а также восприятие движения тела.

Разрушение полукружных каналов и преддверия вызывает потерю чувства равновесия. У человека ориентация в пространстве осуществляется, помимо органа равновесия, при помощи зрения, проприоцептивной и тактильной (кожной) чувствительности. Так, давление на подошвы ног, воспринимаемое тактильными рецепторами, свидетельствует о направлении действия силы земного притяжения. У глухонемых вестибулярный аппарат не функционирует. Наклон головы они ощущают при помощи проприорецепторов шеи.

Преддверие изнутри выстлано плоским эндотелием и заполнено эндолимфой. В нем имеются два участка, называемые пятнышками,где находятся рецепторные волосковые клетки, к которым подходят чувствительные волокна вестибулярного нерва. Волоски чувствительных клеток погружены в желеобразную массу, содержащую камешки, или отолиты, состоящие из мелких кристалликов карбоната кальция.

В круглом мешочке пятнышко расположено в вертикальной плоскости, а в овальном – маточке – в горизонтальном. При нормальном положении тела сила тяжести заставляет отолиты оказывать давление на определенные волосковые клетки. Когда голова повернута теменем вниз, отолит провисает на волосках; при боковом наклоне головы один отолит давит на волоски, а другой провисает. Изменение давление отолитов вызывает возбуждение волосковых клеток, сигнализирующее о положении головы в пространстве.

Чувствительные клетки гребешков в ампулах полукружных каналов возбуждаются при движение головы в любом направлении вызывает движение эндолимфы, заполняющей каналы. При поворотах головы сначала из-за инерции эндолимфа отстает от движения, а когда оно окончено, она еще некоторое время движется. Волосковые клетки раздражаются передвижением эндолимфы, Это вызывает ощущение вращения и рефлекторное движение глаз и головы.

Человек привык к движениям в горизонтальной плоскости, а непривычные движения вверх и вниз или в стороны при подъеме на лифте или морской качке, могут вызывать головокружение, чувство тошноты и рвоту. Тренировка (качели) понижает возбудимость органа равновесия и предотвращает нежелательные явления.

Проводниковый отдел вестибулярного аппарата представлен периферическими волокнами биполярными нейронами вестибулярного ганглия, расположенного во внутреннем слуховом проходе (первый нейрон). Аксоны этих нейронов в составе вестибулярного нерва направляются к вестибулярным ядрам продолговатого мозга (второй нейрон). Вестибулярные ядра получают дополнительную информацию по афферентным нейронам от проприорецепторов мышц или от суставных сочленений шейного отдела позвоночника. Эти ядра вестибулярного анализатора тесно связаны с различными отделами центральной нервной системы. Третий нейрон расположен в ядрах зрительного бугра, откуда возбуждение направляется в кору полушарий.

Центральный отдел вестибулярного анализатора локализуется в височной области коры большого мозга, несколько кпереди от слуховой проекционной зоны.

Возрастные особенности. Вестибулярный анализатор закладывается одновременно со слуховым на 4-й неделе эмбриогенеза. Миелинизация проводникового отдела происходит на 4-м месяце эмбрионального развития, тогда же оформляется вестибулярное ядро продолговатого мозга. С этого времени у плода можно вызвать тонические рефлексы с рецепторов вестибулярного аппарата. У новорожденных четко выражены такие рефлексы, как нистагм глаз, реакции на положение головы в пространстве, реакции на ускорение.

Уже с 20-21-го дня вырабатываются условные рефлексы на положение тела при кормлении грудью, рефлексы на покачивание – с 12-16-го дня.

Возбудимость анализатора у детей ниже, чем у взрослых, и резко возрастает после 10-ти лет.

Обонятельная сенсорная система. Периферический отдел обонятельной сенсорной системы расположен в верхнезадней полости носа, – это обо