Narząd słuchu i równowagi.
Ruch, tarcie czy zderzenie różnych przedmiotów wprawiają w drgania różne cząsteczki powietrza, powodujące lokalne zmiany ciśnienia, co wywołuje zaburzenia w ośrodku stałym (powietrzu) rozchodzące się w postaci fali dźwiękowej. Te wibracje mogą być wykryte przez ucho, w narządzie słuchu przetworzone na impulsy nerwowe i za pomocą nerwu słuchowego przekazane do ośrodka słuchu w mózgu, tam są odczytywane jako dźwięki o różnym natężeniu – od szelestu do ogłuszającego ryku startującego odrzutowca.
Kiedy słyszymy nasze uszy odbierają fale dźwiękowe. Są one stale zajęte „wychwytywaniem” różnych fal akustycznych, a my reagujemy tylko na niektóre dźwięki.
Narząd słuchu dzieli się na trzy części – ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne. Ucho zewnętrzne tworzy małżowina (jedyna widoczna część ucha) oraz przewód słuchowy zewnętrzny, prowadzący do ukrytych w czaszce części ucha.
W JAKI SPOSÓB SŁYSZYMY ?
Widoczna część ucha działa jak odbiornik fal dźwiękowych, które są następnie przewodzone do ucha środkowego. Fale akustyczne wprawiają w drgania błonę bębenkowa, która rozciąga się w poprzek wejścia do uch środkowego, oddzielając jej od ucha zewnętrznego.
Ucho środkowe stanowi tylko 1/8 wielkości uch zewnętrznego i składa się z małego zagłębienia w kości skroniowej, zwanego jama bębenkową. W jamie znajdują się kosteczki słuchowe. Wąskim przewodem zwanym trąbką słuchową (Eustachiusza) jest ono połączone z gardłem. To połączenie umożliwia utrzymanie takiego samego ciśnienia powietrza w uchu wewnętrznym, jakie panuje na zewnątrz.
W jamie bębenkowej są trzy małe kosteczki o różnym kształcie – młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Błona bębenkowa ma zagłębienie połączone z młoteczkiem. Wibracje błony bębenkowej są przenoszone przez młoteczek, z niego na strzemiączko, następnie na kowadełko, a stąd przez okienko owalne łączące ucho środkowe z wewnętrznym do płynów uch wewnętrznego.
Ucho wewnętrzne (błędnik) składa się z błędnika kostnego, wewnątrz którego znajduję się błędnik błoniasty. Przestrzeń między błędnikami wypełniona jest płynem (przychłonką). Błędnik składa się z przedsionka, kanałów półkolistych – trzech wypełnionych płynem przewodów, stanowiących nasz zmysł równowagi, oraz niewielkiego, skręconego spiralnie przewodu – ślimaka. Wewnątrz niego jest płyn oraz rzędy drobniutkich, włosowatych, czuciowych komórek słuchowych i komórek podporowych, leżących na błonie podstawowej. Tworzą one właściwy receptor zmysłu słuchu – narząd Cortiego. Wibracje, które zostały przeniesione do okienka owalnego docierają następnie do ślimaka, poruszając błoną podstawową do przodu i do tyłu. Poruszająca się membrana porusza „włoski” narządu Cortiego. Komórki czuciowe odbierają te drgania i przetwarzają na impulsy nerwowe wysyłane do mózgu nerwem słuchowym. Mózg odpowiednio odczytuje te sygnały i interpretuje je jako dźwięki.
POZIOM HAŁASU
Natężenie, czyli mówiąc w uproszczeniu energia fali akustycznej, jest mierzona w decybelach (dB). Szept wykazuje około 15 decybeli, a ruchliwa ulica emituje około 90 decybeli. Dźwięki głośniejsze niż 100 decybeli staja się nieznośne dla ucha, o natężeniu ok. 140 dB wywołują ból i mogą uszkodzić błonę bębenkową.
U większości ludzi słuch staje się mniej ostry w miarę starzenia, gdyż z wiekiem części kostne ucha stają się mniej ruchome, zostaje upośledzone przenoszenie wibracji do ucha wewnętrznego. Choroby uszu mogą także uszkodzić błonę bębenkową lub upośledzić pracę kosteczek słuchowych, co prowadzi do głuchoty. Wszystkie choroby uszu powinny być natychmiast leczone.
Niektóre rodzaje głuchoty są spowodowane przez zniszczenie ucha wewnętrznego lub nerwu słuchowego. Utrata słuchu może także wystąpić u osób narażonych na ciągły hałas, np. w fabryce, lub być następstwem nagłego „wybuchu” hałasu o ogromnym natężeniu. Słuchanie zbyt głośnej muzyki może także spowodować kłopoty ze słuchem.
DOBRE PYTANIA
KIEDY ZACZYNAMY SŁYSZEĆ?
Okazuje się, że już płód w łonie matki słyszy dźwięki. Uważa się, iż zmysł słuchu wykształca się w dwudziestym tygodniu ciąży, czyli osiem tygodni wcześniej niż wzrok. Istnieją nawet dowody na to, że niektóre dzieci jeszcze przed urodzeniem rozpoznają głos swojej matki ! Badania niemowląt wykazały, iż ssą one pierś szybciej, jeśli matki w tym czasie do nich przemawiają.
Słuch noworodków jest nieco słabszy niż starszych dzieci, jednak już w ciągu kilku dni wystarczająco się wyostrza. Nieco więcej czasu zabiera im nabycie umiejętności interpretowania słyszalnych dźwięków. Początkowo reagują na głośniejsze dźwięki machając rączkami i nóżkami. Ten tzw. odruch MORO powoli zanika, gdy zaczynają rozpoznawać kolejne, nowe dla nich dźwięki. Dość szybko zaczynają się uśmiechać, słysząc dźwięki sygnalizujące zbliżanie się matki. Przed ukończeniem piątego miesiąca niemowlęta są już w stanie rozróżnić dźwięki mowy, co jest niezwykle istotne dla zrozumienia słów.
DLACZEGO SŁUCHANIE MUZYKI SPRAWIA NAM PRZYJEMNOŚĆ?
W przypadkowym hałasie nie uporządkowane dźwięki o różnych częstotliwościach są ze sobą zmieszane w sposób, którego sensu nie możemy się dopatrzyć. Natomiast muzyka jest odbierana przez nasz układ słuchowy jako coś uporządkowanego. Dlatego reagujemy na rytm wybijany na bębnach i przyjemną dla uch harmonię dźwięków wydawanych przez instrumenty.
Chyba wszystkie matki zauważyły, że dzieci dobrze reagują na uporządkowane dźwięki. Szczególnie kojące okazują się dla nich dźwięki niskie i powtarzające się. Dostępne są nawet nagrania powtarzające ten sam dźwięk co sekundę. Reklamuje się je jako supernowoczesne odpowiedniki kołysanek śpiewanych przez matki. Okazuje się również, iż wcześniaki, które leżąc w inkubatorach słuchają spokojnej muzyki, szybciej przybierają na wadze.
CO TO JEST SŁUCH ABSOLUTNY?
Bardzo niewielu ludzi, prawdopodobnie nie więcej niż jeden procent, ma zdolność błyskawicznego rozpoznawania wysokości dźwięków. Słysząc pojedynczy dźwięk, od razu wiedzą, że jest to środkowe C. Wydaje się, że ta niezwykła umiejętność jest albo wrodzona, albo też wyuczona we wczesnym dzieciństwie, dzięki częstemu słuchaniu muzyki już od najmłodszych lat. W późniejszym wieku rozwinięcie podobnych zdolności, nawet drogą intensywnych ćwiczeń, jest praktycznie niemożliwe.
Dużo łatwiej jest natomiast nauczyć się rozróżniania poszczególnych dźwięków w porównaniu z innymi. Niemal każdy jest w stanie określić, czy dwa dźwięki maja tę samą, czy inna wysokość, pod warunkiem, że są od siebie wystarczająco różne. Niektórzy ludzie, o których mówi się powszechnie, że „słoń nadepnął im na ucho”, maja problemy z zaśpiewaniem dźwięków, które maja inną wysokość niż dźwięki używane w mowie.
CO TO JEST „EFEKT COCKTAIL PARTY”?
To, co słyszymy, zależy w znacznej mierze od tego, co wyławiamy z gąszczu dźwięków. Człowiek ma bowiem tajemniczą umiejętność skoncentrowania się na jednej tylko rozmowie w zgiełku panującym w pomieszczeniu. Fenomen ten zwany jest efektem cocktail party . Nawet jeśli nasz słuch potrafi odgrodzić się od większości dźwięków, nie jest w stanie ignorować takich, które są dla nas istotne. Nie możemy, na przykład, nie słyszeć własnego nazwiska, nawet wypowiadanego bardzo cichym głosem. Na tej samej zasadzie, śpiącą matkę zawsze obudzi płacz jej dziecka. A każdy dyrygent podczas próby orkiestry usłyszy pojedynczą fałszywą nutę zagraną przez jednego z muzyków.
A CO ZE ZWIERZĘTAMI ?
Przetrwanie drapieżnika, jak i ofiary zależy od wrażliwości ich słuchu: jemu pozwala wykryć ofiarę, ją – ostrzega przed niebezpieczeństwem.
Prawie wszystkie zwierzęta są wrażliwe na bodźce dźwiękowe i świetlne. Nawet zwykła dżdżownica, kiedy wyczuje kroki zbliżającego się wroga, lub padnie na nią światło, skryje się w norce. Jednak dżdżownica nie ma na tyle wykształconych organów zmysłów, aby za ich pomocą mogła dokładnie określić charakter bodźców dźwiękowych i świetlnych. Aby w układzie nerwowym zwierzęcia mógł powstać dokładny obraz tego, co dzieje się w jego otoczeniu, musi ono posiadać specjalne narządy zmysłów, które przekształcają dochodzące do niego fale dźwiękowe. Musi mieć oczy i uszy.
Większość dźwięków powstaje wskutek drgań cząsteczek ciał stałych, które to następnie przenoszą się na cząsteczki gazów w powietrzu lub cząsteczki wody. Drgania cząsteczek tych substancji rozchodzą się w postaci fal dźwiękowych docierających do narządów zmysłów.
Niektóre zwierzęta „słyszą”, reagując bezpośrednio na drgania powstające w stałym podłożu. Na przykład wąż nie posiada bębenków: wewnętrzne części jego uszu są połączone z kośćmi szczękowymi, które odbierają drgania rozchodzące się w podłożu. W ten sposób wąż rejestruje sygnały o niskiej częstotliwości, takie jak na przykład tupanie lub kroki drobnych gryzoni, jednak jest całkowicie głuchy na wysokotonowe piski i gwizdy. Uszy większości zwierząt rejestrują drobne zmiany ciśnienia powietrza – fale dźwiękowe – powstające w skutek drgań ciała stałego.
Przenoszenie fali dźwiękowej pozwala zwierzętom rozpoznawać charakterystyczne dźwięki wydawane przez ich potencjalne ofiary lub głosy godowe ich partnerów płciowych, a także reagować na przekazywane sygnały ostrzegawcze.
Ssaki i ptaki słyszą dźwięki o największym zakresie częstotliwości. Zwierzęta wykazują zróżnicowane zdolności do reagowania na dźwięki. Jest to ściśle związane z wielkością zwierzęcia i zakresem wydawanych przez nie dźwięków. Wieloryb potrafi zarówno wytwarzać, jak i odbierać dźwięki o bardzo niskiej częstotliwości, za pomocą których porozumiewa się z innymi wielorybami na bardzo dużą odległość. Nietoperz z kolei nie jest w stanie słyszeć dźwięków niskotonowych, jednak potrafi wysyłać i odbierać dźwięki o bardzo wysokiej częstotliwości (ultradźwięki), co pozwala posługiwać mu się echolokacją.
Wiele innych zwierząt takich jak gady i płazy słyszy dźwięki w bardzo wąskim zakresie częstotliwości. Na przykład żaby słyszą tylko głosy godowe wydawane przez ich krewniaków i są całkowicie głuche na dźwięki o innej częstotliwości.
CZUŁE USZY DOBRYCH SŁUCHACZY
SOWA PŁOMYKÓWKA
Płomykówka słyszy nocą nawet szept. Mimo iż sowa płomykówka widzi w nocy znakomicie, to polując w ciemnościach polega głównie na swym doskonałym słuchu. Potrafi usłyszeć, nawet najlżejszy szelest i z niewiarygodną dokładnością zlokalizować źródło jego pochodzenia. Ofiarami sowy padają zwłaszcza małe nocne gryzonie takie jak myszy, ryjówki i norniki. Jest ona bardzo wyczulona na ciche dźwięki, towarzyszące żerującej w poszyciu leśnym polnej myszy. Ponieważ sowa lata niemal bezszelestnie, może zbliżyć się do swojej ofiary na odległość odpowiednią do ataku, sama nie będąc słyszana.
Sowa, aby wykryć ruchomy cel, musi określić kierunek jego ruchu. Może to zrobić, ponieważ uszy ma osadzone na różnych poziomach: ucho prawe wyżej niż lewe. Zagłębienie wokół ucha prawego odchyla się ku górze, by chwytać dźwięki dochodzące stamtąd. Zagłębienie wokół ucha lewego ogniskuje się ku dołowi, by odbierać dźwięki z dołu. Skutek jest taki, że dźwięki z różnych poziomów brzmią w każdym uchu inaczej. Tylko dobiegające bezpośrednio od przodu i z poziomu oczu sowy brzmią podobnie.
SAMCE WABIONE PRZEZ BRZĘCĄCĄ SAMICĘ
Samiec komara słyszy za pomącą tzw. narządów Johnstona, po jednym u nasady obu jego czułków. Pozwalają mu one dostroić się do dźwięków nadawanych przez poszukującą partnera samicę. Nieustanny brzęk samicy komara podobny do dźwięku, jaki wydaje daleko lecący samolot, jest dobrze znany w tropikach i w Arktyce. Wydają go skrzydła owada trzepoczące 600 razy na sekundę (!). Anteny samca drgają w odezwie, nastawiając narząd Johnstona na taką samą częstotliwość. Dla uniknięcia nieporozumień każdy z gatunków komara trzepocze skrzydłami z nieco inną częstotliwością. Czasem jednak zdarza się inaczej.
Samce komarów czasem wlatywały w otwarte ust śpiewaków operowych wyśpiewujących skrajnie wysokie C. W Nowym Jorku zauważono owady te zbierające się na neonowym szyldzie hotelu. Przyleciały tam, bo brzęk transformatorów miał tę samą wysokość, co brzęk skrzydeł samicy z ich gatunku. Ta właśnie obserwacja zwróciła uwagę naukowców na cechy słuchu komarów.
FENEK
Fenek, mający olbrzymie małżowiny uszne i duże ucho środkowe, bardzo dobrze słyszy. Duże małżowiny wypromieniowują tez nadmiar ciepła.
NARZĄD RÓWNOWAGI – to narząd pozwalający określić położenie ciała. Znajduje się on w uchu wewnętrznym. Narządy takie występują także u zwierząt. Przykładem może być tu choćby linia boczna i płetwy u ryb, lub statoscyty u meduz.