كيف نسمع الأصوات المختلفة. كيف نسمع الأصوات. هيكل أجهزة السمع

يهتم الكثير منا أحيانًا بسؤال فسيولوجي بسيط يتعلق بكيفية سماعنا. دعونا نلقي نظرة على مما يتكون جهاز السمع لدينا وكيف يعمل.

بداية نلاحظ أن المحلل السمعي يتكون من أربعة أجزاء:

1. الأذن الخارجية. ويشمل المحرك السمعي، والأذن، وطبلة الأذن. يعمل هذا الأخير على عزل الطرف الداخلي لسلك السمع عن البيئة. أما قناة الأذن فهي ذات شكل منحني بالكامل، ويبلغ طولها حوالي 2.5 سم. يحتوي سطح قناة الأذن على غدد ومغطى أيضًا بالشعر. وهذه الغدد هي التي تفرز شمع الأذن الذي نقوم بتنظيفه في الصباح. قناة الأذن ضرورية أيضًا للحفاظ على الرطوبة ودرجة الحرارة اللازمة داخل الأذن.
2. الأذن الوسطى. يسمى هذا الجزء من المحلل السمعي، الموجود خلف طبلة الأذن والمملوء بالهواء، بالأذن الوسطى. ويتصل عبر قناة استاكيوس بالبلعوم الأنفي. قناة استاكيوس هي قناة غضروفية ضيقة إلى حد ما والتي تكون مغلقة عادة. عندما نقوم بحركات البلع، ينفتح ويدخل الهواء إلى التجويف من خلاله. يوجد داخل الأذن الوسطى ثلاث عظيمات سمعية صغيرة: السندان، والمطرقة، والركاب. يتم توصيل المطرقة من أحد طرفيها بالركاب، وهو متصل بالفعل بالصب في الأذن الداخلية. تحت تأثير الأصوات، تكون طبلة الأذن في حركة مستمرة، وتقوم العظيمات السمعية بنقل اهتزازاتها إلى الداخل. وهي من أهم العناصر التي يجب دراستها عند النظر في بنية الأذن البشرية.
3. الأذن الداخلية. يوجد في هذا الجزء من المجموعة السمعية عدة هياكل في وقت واحد، لكن واحدًا منها فقط يتحكم في السمع - القوقعة. حصلت على هذا الاسم بسبب شكلها الحلزوني. يحتوي على ثلاث قنوات مملوءة بالسوائل اللمفاوية. في القناة الوسطى، يختلف السائل بشكل كبير في تكوينه عن البقية. يسمى العضو المسؤول عن السمع عضو كورتي ويقع في القناة الوسطى. يتكون من عدة آلاف من الشعيرات التي تلتقط الاهتزازات الناتجة عن تحرك السائل عبر القناة. هنا يتم توليد نبضات كهربائية، والتي تنتقل بعد ذلك إلى القشرة الدماغية. تستجيب خلية شعر معينة لنوع معين من الصوت. إذا حدث أن تموت خلية الشعر، فإن الشخص يتوقف عن إدراك هذا الصوت أو ذاك. ومن أجل فهم كيفية سماع الشخص، ينبغي للمرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار المسارات السمعية.

المسارات السمعية

وهي عبارة عن مجموعة من الألياف التي تنقل النبضات العصبية من القوقعة نفسها إلى المراكز السمعية في رأسك. وبفضل هذه المسارات يدرك دماغنا هذا الصوت أو ذاك. تقع المراكز السمعية في الفص الصدغي للدماغ. يستمر الصوت الذي ينتقل عبر الأذن الخارجية إلى الدماغ حوالي عشرة مللي ثانية.

كيف ندرك الصوت

تقوم الأذن البشرية بمعالجة الأصوات الواردة من البيئة إلى اهتزازات ميكانيكية خاصة، والتي تقوم بعد ذلك بتحويل حركات السائل في القوقعة إلى نبضات كهربائية. تمر عبر مسارات الجهاز السمعي المركزي إلى الأجزاء الزمنية من الدماغ، ليتم بعد ذلك التعرف عليها ومعالجتها. الآن تقوم العقد الوسيطة والدماغ نفسه باستخراج بعض المعلومات المتعلقة بحجم الصوت ودرجته، بالإضافة إلى خصائص أخرى، مثل وقت التقاط الصوت واتجاه الصوت وغيرها. وهكذا يستطيع الدماغ إدراك المعلومات الواردة من كل أذن على حدة أو بشكل مشترك، متلقيًا إحساسًا واحدًا.

من المعروف أنه يوجد داخل أذننا "قوالب" معينة مخزنة للأصوات التي تعلمناها بالفعل والتي تعرف عليها دماغنا. فهي تساعد الدماغ على فرز وتحديد المصدر الأساسي للمعلومات بشكل صحيح. إذا انخفض الصوت، يبدأ الدماغ في تلقي معلومات غير صحيحة، مما قد يؤدي إلى تفسير غير صحيح للأصوات. ولكن لا يمكن تشويه الأصوات فقط، فمع مرور الوقت، يتعرض الدماغ أيضًا لتفسير غير صحيح لأصوات معينة. قد تكون النتيجة رد فعل غير صحيح للشخص أو تفسير غير صحيح للمعلومات. لكي نسمع تفسيرًا صحيحًا وموثوقًا لما نسمعه، نحتاج إلى عمل متزامن لكل من الدماغ والمحلل السمعي. ولهذا يمكن ملاحظة أن الإنسان لا يسمع بأذنيه فحسب، بل بعقله أيضاً.

وبالتالي، فإن بنية الأذن البشرية معقدة للغاية. فقط العمل المنسق لجميع أجزاء جهاز السمع والدماغ هو الذي سيسمح لنا بفهم وتفسير ما نسمعه بشكل صحيح.

تشتمل الأذن الخارجية على الصيوان وقناة الأذن وطبلة الأذن التي تغطي الطرف الداخلي لقناة الأذن. قناة الأذن لها شكل منحني غير منتظم. ويبلغ طوله عند الشخص البالغ حوالي 2.5 سم وقطره حوالي 8 ملم. سطح قناة الأذن مغطى بالشعر ويحتوي على غدد تفرز شمع الأذن الضروري للحفاظ على رطوبة الجلد. توفر قناة الأذن أيضًا درجة حرارة ورطوبة ثابتة لطبلة الأذن.

• الأذن الوسطى

الأذن الوسطى عبارة عن تجويف مملوء بالهواء يقع خلف طبلة الأذن. ويتصل هذا التجويف بالبلعوم الأنفي من خلال قناة استاكيوس، وهي قناة غضروفية ضيقة تكون عادة مغلقة. تؤدي حركات البلع إلى فتح قناة استاكيوس، مما يسمح للهواء بالدخول إلى التجويف ومعادلة الضغط على جانبي طبلة الأذن من أجل الحركة المثلى. يوجد في تجويف الأذن الوسطى ثلاث عظيمات سمعية مصغرة: المطرقة، والسندان، والركاب. يرتبط أحد طرفي المطرقة بطبلة الأذن، والطرف الآخر متصل بالسندان، والذي بدوره متصل بالركاب، والركاب بقوقعة الأذن الداخلية. تهتز طبلة الأذن باستمرار تحت تأثير الأصوات التي تلتقطها الأذن، وتنقل العظيمات السمعية اهتزازاتها إلى الأذن الداخلية.

• الأذن الداخلية

تحتوي الأذن الداخلية على عدة هياكل، لكن القوقعة فقط، التي حصلت على اسمها بسبب شكلها الحلزوني، هي التي ترتبط بالسمع. تنقسم القوقعة إلى ثلاث قنوات مملوءة بالسوائل اللمفاوية. السائل الموجود في القناة الوسطى له تركيبة مختلفة عن السائل الموجود في القناتين الأخريين. العضو المسؤول مباشرة عن السمع (عضو كورتي) يقع في القناة الوسطى. يحتوي عضو كورتي على حوالي 30.000 خلية شعرية تكتشف اهتزازات السوائل في القناة الناتجة عن حركة الركابي وتولد نبضات كهربائية تنتقل على طول العصب السمعي إلى القشرة السمعية. تستجيب كل خلية شعرية لتردد صوتي محدد، حيث يتم ضبط الترددات العالية على الخلايا الموجودة في الجزء السفلي من القوقعة وضبط الخلايا على الترددات المنخفضة الموجودة في الجزء العلوي من القوقعة. إذا ماتت الخلايا الشعرية لأي سبب من الأسباب، يتوقف الشخص عن إدراك الأصوات ذات الترددات المقابلة.

• المسارات السمعية

المسارات السمعية عبارة عن مجموعة من الألياف العصبية التي تنقل النبضات العصبية من القوقعة إلى المراكز السمعية في القشرة الدماغية، مما يؤدي إلى الإحساس السمعي. تقع المراكز السمعية في الفص الصدغي للدماغ. الوقت الذي تستغرقه الإشارة السمعية للانتقال من الأذن الخارجية إلى المراكز السمعية في الدماغ يبلغ حوالي 10 مللي ثانية.

كيف تعمل الأذن البشرية (صورة مقدمة من شركة سيمنز)

إدراك الصوت

تقوم الأذن بتحويل الأصوات بشكل متتابع إلى اهتزازات ميكانيكية لطبلة الأذن والعظميات السمعية، ثم إلى اهتزازات للسائل الموجود في القوقعة، وأخيرا إلى نبضات كهربائية، تنتقل على طول مسارات الجهاز السمعي المركزي إلى الفص الصدغي للدماغ الاعتراف والمعالجة.
لا يستخرج الدماغ والعقد الوسيطة للمسارات السمعية معلومات حول طبقة الصوت وحجمه فحسب، بل يستخرج أيضًا خصائص الصوت الأخرى، على سبيل المثال، الفاصل الزمني بين اللحظات التي تلتقط فيها الأذن اليمنى واليسرى الصوت - وهذا هو أساس قدرة الإنسان على تحديد الاتجاه الذي يأتي فيه الصوت. في هذه الحالة، يقوم الدماغ بتقييم المعلومات الواردة من كل أذن على حدة ويجمع كل المعلومات الواردة في إحساس واحد.

يقوم دماغنا بتخزين "أنماط" الأصوات من حولنا - الأصوات المألوفة، والموسيقى، والأصوات الخطيرة، وما إلى ذلك. وهذا يساعد الدماغ، عند معالجة المعلومات حول الصوت، على التمييز بسرعة بين الأصوات المألوفة والأصوات غير المألوفة. مع فقدان السمع، يبدأ الدماغ باستقبال معلومات مشوهة (تصبح الأصوات أكثر هدوءًا)، مما يؤدي إلى أخطاء في تفسير الأصوات. ومن ناحية أخرى، فإن مشاكل الدماغ بسبب الشيخوخة أو إصابة الرأس أو الأمراض والاضطرابات العصبية قد تصاحبها أعراض مشابهة لأعراض فقدان السمع، مثل عدم الانتباه، والانسحاب من البيئة، وردود الفعل غير المناسبة. من أجل سماع الأصوات وفهمها بشكل صحيح، من الضروري العمل المنسق بين المحلل السمعي والدماغ. وهكذا يمكننا القول دون مبالغة أن الإنسان لا يسمع بأذنيه بل بعقله!

صوت الأم، زقزقة العصافير، حفيف أوراق الشجر، رنين السيارات، قعقعة الرعد، الموسيقى... الإنسان ينغمس في محيط من الأصوات حرفيًا منذ الدقائق الأولى من حياته. الأصوات تجعلنا نقلق، نفرح، نقلق، تملأنا بالهدوء أو الخوف. لكن كل هذه ليست أكثر من اهتزازات هوائية وموجات صوتية تدخل طبلة الأذن عبر القناة السمعية الخارجية وتسبب اهتزازها. من خلال نظام العظيمات السمعية الموجودة في الأذن الوسطى (المطرقة، السندان، والركابي)، تنتقل الاهتزازات الصوتية إلى الأذن الداخلية، التي تكون على شكل قوقعة الحلزون.

القوقعة عبارة عن نظام هيدروميكانيكي معقد. هذا أنبوب عظمي ذو جدران رقيقة مخروطي الشكل ملتوي في شكل حلزوني. يمتلئ تجويف الأنبوب بالسائل وينقسم على طوله بالكامل بواسطة قسم خاص متعدد الطبقات. إحدى طبقات هذا الحاجز هي ما يسمى الغشاء القاعدي، الذي يقع عليه جهاز المستقبل نفسه - عضو كورتي. في الخلايا الشعرية المستقبلة (سطحها مغطى بنواتج بروتوبلازمية صغيرة على شكل شعر) تحدث عملية مذهلة وغير مفهومة تمامًا لتحويل الطاقة الفيزيائية للاهتزازات الصوتية إلى إثارة هذه الخلايا. يتم نقل مزيد من المعلومات حول الصوت في شكل نبضات عصبية على طول ألياف العصب السمعي، والتي تقترب نهاياتها الحساسة من الخلايا الشعرية، إلى المراكز السمعية في الدماغ.

هناك طريقة أخرى يصل من خلالها الصوت، متجاوزًا الأذن الخارجية والوسطى، إلى القوقعة - مباشرة عبر عظام الجمجمة. لكن شدة الصوت المدرك في هذه الحالة أقل بكثير من نقل الصوت عبر الهواء (ويرجع ذلك جزئيًا إلى حقيقة أنه عند المرور عبر عظام الجمجمة، تتضاءل طاقة الاهتزازات الصوتية). ولذلك، فإن قيمة التوصيل الصوتي للعظام لدى الشخص السليم تكون صغيرة نسبيًا.

ومع ذلك، يتم استخدام القدرة على إدراك الأصوات بطريقة مزدوجة في تشخيص ضعف السمع: إذا تبين أثناء الفحص أن إدراك الأصوات عن طريق توصيل الصوت الهوائي ضعيف، ولكن عن طريق توصيل الصوت العظمي محفوظ تمامًا، يقوم الطبيب يمكن أن نستنتج أن جهاز توصيل الصوت في الأذن الوسطى فقط هو الذي تضرر، لكن جهاز إدراك الصوت في الحلزون لم يتضرر. في هذه الحالة، تبين أن التوصيل الصوتي للعظام هو نوع من "المنقذ": يمكن للمريض استخدام أداة مساعدة للسمع، والتي تنتقل منها الاهتزازات الصوتية مباشرة عبر عظام الجمجمة إلى عضو كورتي.

لا تستقبل القوقعة الصوت وتحوله إلى طاقة إثارة للخلايا المستقبلة فحسب، ولكنها، على نفس القدر من الأهمية، تنفذ المراحل الأولية لتحليل الاهتزازات الصوتية، ولا سيما تحليل التردد.

يمكن إجراء مثل هذا التحليل باستخدام الأدوات التقنية - أجهزة تحليل التردد. يقوم الحلزون بذلك بشكل أسرع بكثير، وبطبيعة الحال، على "قاعدة تقنية" مختلفة.

على طول قناة القوقعة، في الاتجاه من النافذة البيضاوية إلى قمتها، يزداد عرض الحاجز تدريجيًا وتقل صلابته، ولذلك فإن أجزاء مختلفة من الحاجز يتردد صدى أصوات ذات ترددات مختلفة: عند تعرضها لترددات عالية الأصوات، يتم ملاحظة أقصى سعة للاهتزازات عند قاعدة القوقعة، بالقرب من النافذة البيضاوية، والأصوات ذات التردد المنخفض تتوافق مع منطقة الرنين الأقصى عند القمة، والأصوات ذات تردد معين لها تمثيلها السائد في جزء معين. الحاجز القوقعي وبالتالي تؤثر فقط على تلك الألياف العصبية المرتبطة بالخلايا الشعرية للمنطقة المثارة في عضو كورتي، ولذلك فإن كل ليف عصبي يستجيب لنطاق ترددي محدود، وتسمى طريقة التحليل هذه بالتحليل المكاني. أو على أساس مبدأ المكان.

بالإضافة إلى المكاني، هناك أيضًا مؤقت، عندما يتم إعادة إنتاج تردد الصوت سواء في تفاعل الخلايا المستقبلة أو إلى حد معين في تفاعل الألياف العصبية السمعية. اتضح أن الخلايا الشعرية لها خصائص الميكروفون: فهي تحول طاقة اهتزازات الصوت إلى اهتزازات كهربائية بنفس التردد (ما يسمى بتأثير ميكروفون القوقعة). من المفترض أن هناك طريقتان لنقل الإثارة من خلية الشعر إلى الألياف العصبية. الأول كهربائي، عندما يتسبب التيار الكهربائي الناتج عن تأثير الميكروفون بشكل مباشر في إثارة الألياف العصبية. والثاني، مادة كيميائية، عندما يتم نقل إثارة خلية الشعر إلى الألياف باستخدام مادة مرسلة، أي وسيط. توفر طرق التحليل الزمانية والمكانية معًا تمييزًا جيدًا للأصوات حسب التردد.

لذلك تنتقل المعلومات المتعلقة بالصوت إلى الألياف العصبية السمعية، لكنها لا تصل إلى المركز السمعي العلوي الموجود في الفص الصدغي للقشرة الدماغية على الفور. يتكون الجزء المركزي من الجهاز السمعي، الموجود في الدماغ، من عدة مراكز، يحتوي كل منها على مئات الآلاف والملايين من الخلايا العصبية. ويوجد نوع من التسلسل الهرمي في هذه المراكز، فعند الانتقال من الأسفل إلى الأعلى تتغير استجابة الخلايا العصبية للصوت.

في المستويات الدنيا من الجزء المركزي من الجهاز السمعي، في المراكز السمعية للنخاع المستطيل، تعكس الاستجابة النبضية للخلايا العصبية للصوت خصائصها الفيزيائية بشكل جيد: مدة التفاعل تتوافق تمامًا مع مدة الإشارة؛ كلما زادت شدة الصوت، زاد (حتى حد معين) عدد وتكرار النبضات وزاد عدد الخلايا العصبية المشاركة في التفاعل، وما إلى ذلك.

عند الانتقال من المراكز السمعية السفلية إلى المراكز العليا، يتناقص النشاط النبضي للخلايا العصبية تدريجيًا ولكن بثبات. يبدو أن الخلايا العصبية الموجودة في أعلى التسلسل الهرمي تعمل بشكل أقل بكثير من الخلايا العصبية الموجودة في المراكز السفلية.

وبالفعل، إذا تمت إزالة المحلل السمعي الأعلى من حيوان التجارب، فلن تتأثر الحساسية السمعية المطلقة، أي القدرة على اكتشاف الأصوات الضعيفة للغاية، ولا القدرة على تمييز الأصوات حسب التردد والشدة والمدة.

ما هو إذن دور المراكز العليا للجهاز السمعي؟

وتبين أن الخلايا العصبية في المراكز السمعية العليا، على عكس المراكز السمعية السفلية، تعمل على مبدأ الانتقائية، أي أنها تستجيب فقط للأصوات ذات خصائص معينة. ومن المميزات أنهم لا يستطيعون الاستجابة إلا للأصوات المعقدة، على سبيل المثال، للأصوات التي يتغير ترددها بمرور الوقت، أو للأصوات المتحركة، أو للكلمات الفردية وأصوات الكلام فقط. تعطي هذه الحقائق سببًا للحديث عن رد فعل انتقائي متخصص للخلايا العصبية في المراكز السمعية العليا تجاه الإشارات الصوتية المعقدة.

وهذا مهم جدا. بعد كل شيء، يتجلى التفاعل الانتقائي لهذه الخلايا العصبية فيما يتعلق بالأصوات ذات القيمة البيولوجية. بالنسبة للبشر، هذه هي أصوات الكلام في المقام الأول. يتم استخراج الصوت المهم بيولوجيًا من سيل من الأصوات المحيطة ويتم اكتشافه بواسطة خلايا عصبية متخصصة حتى بكثافة منخفضة جدًا وعلى خط التداخل الصوتي. وبفضل هذا يمكننا أن نلاحظ، على سبيل المثال، في هدير متجر لدرفلة الفولاذ، الكلمات التي يتحدث بها المحاور.

تكتشف الخلايا العصبية المتخصصة صوتها حتى لو تغيرت خصائصها الفيزيائية. أي كلمة يتحدث بها رجل أو امرأة أو طفل، بصوت عال أو بهدوء، بسرعة أو ببطء، يُنظر إليها دائمًا على أنها نفس الكلمة.

كان العلماء مهتمين بمسألة كيفية تحقيق الانتقائية العالية للخلايا العصبية في المراكز العليا. من المعروف أن الخلايا العصبية قادرة على الاستجابة للتحفيز ليس فقط عن طريق الإثارة، أي تدفق النبضات العصبية، ولكن أيضًا عن طريق التثبيط - قمع القدرة على توليد النبضات. بفضل عملية التثبيط، يكون نطاق الإشارات التي تعطيها الخلية العصبية استجابة للإثارة محدودًا. من المميزات أن العمليات المثبطة يتم التعبير عنها بشكل جيد في المراكز العليا للجهاز السمعي. كما هو معروف، فإن عمليات التثبيط والإثارة تتطلب إنفاق الطاقة. لذلك، لا يمكن افتراض أن الخلايا العصبية في المراكز العليا خاملة؛ إنهم يعملون بشكل مكثف، فقط عملهم يختلف عن عمل الخلايا العصبية في المراكز السمعية السفلية.

ماذا يحدث لتدفق النبضات العصبية القادمة من المراكز السمعية السفلية؟ وكيف يتم استخدام هذه المعلومات في حال رفضها المراكز العليا؟

أولاً، إنهم لا يرفضون جميع المعلومات، بل جزء منها فقط. ثانيًا، لا تذهب النبضات من المراكز السفلية إلى المراكز العليا فحسب، بل تذهب أيضًا إلى المراكز الحركية في الدماغ وإلى ما يسمى بالأنظمة غير المحددة، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتنظيم عناصر السلوك المختلفة (الوضعية والحركة والانتباه) والحالات العاطفية (الاتصال والعدوان). وتنفذ أنظمة الدماغ هذه أنشطتها بناءً على تكامل المعلومات حول العالم الخارجي التي تصلها عبر القنوات الحسية المختلفة.

هذه، بشكل عام، صورة معقدة وبعيدة عن الفهم الكامل لعمل الجهاز السمعي. اليوم، يُعرف الكثير عن العمليات التي تحدث أثناء إدراك الأصوات، وكما ترون، يمكن للخبراء الإجابة إلى حد كبير على السؤال المطروح في العنوان، "كيف نسمع؟" ولكن لا يزال من المستحيل شرح سبب كون بعض الأصوات ممتعة بالنسبة لنا والبعض الآخر غير سار، ولماذا يحب شخص ما نفس الموسيقى وليس آخر، ولماذا نعتبر بعض الخصائص الفيزيائية لأصوات الكلام بمثابة نغمات ودية، والبعض الآخر فظ. يتم حل هذه المشكلات وغيرها من قبل الباحثين في أحد أكثر مجالات علم وظائف الأعضاء إثارة للاهتمام.

Y. Altman، E. Radionova، دكتوراه في العلوم الطبية، دكتوراه في العلوم البيولوجية

قبل الانتقال إلى التعرف على تصميم أجهزة الاستقبال الراديوية ومكبرات الصوت وغيرها من الأجهزة المستخدمة في البث الإذاعي والاتصالات الراديوية، من الضروري فهم ما هو الصوت وكيف ينشأ وينتشر، وكيف يتم تصميم الميكروفونات وعملها، والتعرف عليها مع هيكل وتشغيل مكبرات الصوت.

الاهتزازات والموجات الصوتية. إذا قمت بضرب سلسلة من أي آلة موسيقية (على سبيل المثال، الغيتار، Balalaika)، فستبدأ في الاهتزاز، أي التحرك في اتجاه واحد أو آخر من موقعه الأصلي (وضع الراحة). تسمى هذه الاهتزازات الميكانيكية التي تسبب الإحساس بالصوت بالاهتزازات الصوتية.

تسمى أكبر مسافة ينحرف بها الوتر عن موضع السكون أثناء التذبذب بسعة التذبذب.

يحدث انتقال الصوت من وتر مهتز إلى أذننا على النحو التالي. وفي الوقت الذي يتحرك فيه الجزء الأوسط من الخيط نحو الجانب الذي نحن فيه، فإنه "يضغط" على جزيئات الهواء الموجودة بالقرب منه في هذا الجانب وبالتالي يحدث "تكاثف" لهذه الجزيئات، أي مساحة من الهواء المتزايد يظهر الضغط بالقرب من السلسلة. وينتقل هذا الضغط المتزايد في حجم معين من الهواء إلى الطبقات المجاورة له؛ ونتيجة لذلك، تنتشر منطقة الهواء "المكثف" في الفضاء المحيط. وفي اللحظة التالية من الزمن، عندما يتحرك الجزء الأوسط من الخيط في الاتجاه المعاكس، تظهر بالقرب منه بعض "خلخلة" الهواء (منطقة الضغط المنخفض)، والتي تنتشر بعد منطقة الهواء "المكثف".

"خلخلة" الهواء يتبعها مرة أخرى "تكاثف" (نظرًا لأن الجزء الأوسط من الخيط سيتحرك مرة أخرى في اتجاهنا)، وما إلى ذلك. وهكذا، مع كل تذبذب (حركة للأمام والخلف) للوتر، تتشكل مساحة من ​​​​​​الضغط المرتفع ومنطقة الضغط المنخفض سوف يظهران في ضغط الهواء الذي يتحرك بعيدًا عن الوتر.

وبطريقة مماثلة، يتم إنشاء موجات صوتية عند تشغيل مكبر الصوت.

تحمل الموجات الصوتية الطاقة المستقبلة من السلسلة أو المخروط المهتز (المخروط الورقي) لمكبر الصوت، وتنتقل عبر الهواء بسرعة تبلغ حوالي 340 م/ث. عندما تصل الموجات الصوتية إلى الأذن، فإنها تهتز طبلة الأذن. وفي اللحظة التي تصل فيها منطقة «تكاثف» الموجة الصوتية إلى الأذن، تنحني طبلة الأذن قليلاً نحو الداخل. وعندما تصل منطقة "خلخلة" الموجة الصوتية إليها، تنحني طبلة الأذن قليلاً إلى الخارج. وبما أن التكثفات والتخلخلات في الموجات الصوتية تتبع بعضها البعض طوال الوقت، فإن طبلة الأذن إما تنحني إلى الداخل أو تنحني إلى الخارج، أي أنها تهتز. تنتقل هذه الاهتزازات عبر النظام المعقد للأذن الوسطى والداخلية عبر العصب السمعي إلى الدماغ، ونتيجة لذلك نشعر بالصوت.

كلما زادت سعة اهتزاز الوتر وكلما اقتربت الأذن منه، كلما كان الصوت أعلى.

النطاق الديناميكي. عندما يكون هناك ضغط مرتفع جدًا على طبلة الأذن، أي عند وجود أصوات عالية جدًا (على سبيل المثال، طلقة مدفع)، يشعر المريض بألم في الأذنين. عند الترددات الصوتية المتوسطة (انظر أدناه)، يحدث الألم عندما يصل ضغط الصوت إلى حوالي 1 جم/سم2، أو 1000 بار*. لم يعد هناك شعور بزيادة الإحساس بالحجم مع زيادة ضغط الصوت.

*البار هو وحدة تستخدم لقياس ضغط الصوت.

ضغط الصوت الضعيف جداً على طبلة الأذن لا يسبب الإحساس بالصوت. يُطلق على أقل ضغط صوتي تبدأ عنده أذننا في السماع اسم عتبة حساسية الأذن. عند الترددات المتوسطة (انظر أدناه) تبلغ عتبة حساسية الأذن حوالي 0.0002 بار.

وهكذا فإن منطقة الإحساس الطبيعي بالصوت تقع بين حدين: الحد السفلي - عتبة الحساسية والحدود العليا، حيث يحدث الألم في الأذنين. وتسمى هذه المنطقة النطاق الديناميكي للسمع.

لاحظ أن الزيادة في ضغط الصوت لا تؤدي إلى زيادة متناسبة في حجم الصوت. يزداد الإحساس بالجهارة بشكل أبطأ بكثير من ضغط الصوت.

ديسيبل. ضمن النطاق الديناميكي، يمكن أن تشعر الأذن بزيادة أو نقصان في مستوى صوت الصوت الأحادي البسيط (عند الاستماع إليه في صمت تام) إذا زاد أو انخفض ضغط الصوت عند الترددات المتوسطة تبعاً لذلك بنحو 12%، أي 1.12 مرة. وبناء على ذلك، ينقسم النطاق الديناميكي للسمع بأكمله إلى 120 مستوى من مستويات جهارة الصوت، كما ينقسم مقياس الحرارة بين درجة انصهار الجليد ودرجة غليان الماء إلى 100 درجة. يتم قياس مستويات جهارة الصوت على هذا المقياس بوحدات خاصة - الديسيبل (يتم اختصارها بـ dB).

في أي جزء من هذا المقياس، فإن التغير في مستوى الصوت بمقدار 1 ديسيبل يتوافق مع تغير في ضغط الصوت بمقدار 1.12 مرة. يتوافق صفر ديسيبل (مستوى الصوت "صفر") مع عتبة حساسية الأذن، أي ضغط صوتي يبلغ 0.0002 بار. عند مستويات أعلى من 120 ديسيبل، يحدث ألم في الأذنين.

على سبيل المثال، نشير إلى أنه أثناء محادثة هادئة على مسافة 1 متر من مكبر الصوت، يكون مستوى الصوت حوالي 40-50 ديسيبل، وهو ما يتوافق مع ضغط صوت فعال يبلغ 0.02-0.06 بار؛ أعلى مستوى صوت للأوركسترا السيمفونية هو 90-95 ديسيبل (ضغط الصوت 7-12 بار).

عند استخدام أجهزة استقبال الراديو، يقوم مستمعو الراديو، اعتمادًا على حجم غرفهم، بضبط صوت مكبر الصوت بحيث يتم الحصول على مستوى صوت يتراوح بين 75-85 ديسيبل (في المقابل) عند أعلى الأصوات على مسافة 1 متر من مكبر الصوت. ، ضغوط الصوت حوالي 1-3.5 بار). في المناطق الريفية، يكفي أن يكون الحد الأقصى لمستوى صوت البث الإذاعي لا يزيد عن 80 ديسيبل (ضغط الصوت 2 بار).
يستخدم مقياس الديسيبل أيضًا على نطاق واسع في الهندسة الراديوية لمقارنة مستويات الصوت. لمعرفة عدد المرات التي يكون فيها ضغط الصوت أكبر من الآخر، عندما يكون الفرق بين مستويات الصوت المقابلة لها بالديسيبل معروفًا، تحتاج إلى مضاعفة الرقم 1.12 في حد ذاته عدة مرات كما لدينا بالديسيبل. وبالتالي فإن التغيير في مستوى الصوت بمقدار 2 (56 يتوافق مع تغير في ضغط الصوت بمقدار 1.12.1.12 ، أي حوالي 1.25 مرة ؛ ويحدث تغيير في المستوى بمقدار 3 ديسيبل مع تغير في ضغط الصوت بمقدار 1.12-1 ،12.. .1.12، أي حوالي 1.4 مرة. وبطريقة مماثلة، يمكن تحديد أن 6 ديسيبل يتوافق مع تغير في ضغط الصوت بمقدار مرتين تقريبًا، و10 ديسيبل - تقريبًا<в 3 раза, 20 дб — в 10 раз, 40 дб — в 100 раз и т. д.

فترة وتكرار التذبذبات. لا تتميز الاهتزازات الصوتية بالسعة فحسب، بل أيضًا بالفترة والتردد. فترة التذبذب هي الوقت الذي يتحرك فيه الوتر (أو أي جسم آخر يصدر صوتًا، مثل ناشر مكبر الصوت) من موضع أقصى إلى آخر ثم يعود، أي يحدث اهتزازًا كاملاً.

تردد اهتزازات الصوت هو عدد اهتزازات جسم السبر التي تحدث خلال ثانية واحدة. يتم قياسه بالهرتز (يُختصر بـ هرتز).

إذا على سبيل المثال، في 1 ثانية. (تحدث 440 فترة تذبذب للوتر (هذا التردد يتوافق مع النوتة الموسيقية A)، فيقولون أنه يتأرجح بتردد 440 هرتز، التردد وفترة التذبذب هما كميتان عكسيتان لبعضهما البعض، على سبيل المثال، مع تردد التذبذب 440 هرتز، فترة التذبذب هي 1/440 ثانية؛ إذا كانت فترة التذبذب 1/1000 ثانية، فإن تردد هذه التذبذبات هو 1000 هرتز.

نطاق التردد الصوتي. تعتمد درجة الصوت أو النغمة على تردد الاهتزاز. كلما زاد تردد الاهتزاز، كلما ارتفع الصوت (النغمة)، وكلما انخفض تردد الاهتزاز، انخفض. أدنى صوت يمكن أن يسمعه الشخص هو تردد حوالي 20 هرتز، والأعلى هو حوالي 16000-20000 هرتز. ضمن هذه الحدود، أو كما يقولون، في نطاق التردد هذا، توجد الاهتزازات الصوتية التي تنشأ عن الأصوات البشرية والآلات الموسيقية.

لاحظ أن الكلام والموسيقى، بالإضافة إلى أنواع الضوضاء المختلفة، عبارة عن اهتزازات صوتية ذات مزيج معقد جدًا من الترددات المختلفة (نغمات ذات طبقات مختلفة)، تتغير باستمرار أثناء المحادثة أو الأداء الموسيقي.

التوافقيات. الصوت الذي تدركه الأذن كنغمة ذات طبقة واحدة معينة (على سبيل المثال، صوت أوتار آلة موسيقية، صفارة قاطرة بخارية) يتكون في الواقع من العديد من النغمات المختلفة، التي ترتبط تردداتها ببعضها البعض كأعداد صحيحة (واحد إلى اثنين، واحد إلى ثلاثة، الخ.) د.). لذلك، على سبيل المثال، تكون النغمة بتردد 440 هرتز (الملاحظة أ) مصحوبة في نفس الوقت بنغمات إضافية بترددات 440. 2 = 880 هرتز، 440 -3 = 1320 هرتز، إلخ. وتسمى هذه الترددات الإضافية التوافقيات (أو النغمات). الرقم الذي يوضح عدد المرات التي يكون فيها تردد توافقي معين أكبر من التردد الأساسي يسمى الرقم التوافقي. على سبيل المثال، بالنسبة للتردد الأساسي 440 هرتز، سيكون 880 هرتز هو التوافقي الثاني، و1320 هرتز سيكون الثالث، وما إلى ذلك. تبدو التوافقيات دائمًا أضعف من التوافقي الأساسي.

إن وجود التوافقيات ونسبة اتساع التوافقيات المختلفة يحدد جرس الصوت، أي "لونه"، الذي يميز صوتًا معينًا عن صوت آخر له نفس التردد الأساسي. لذلك، إذا كان التوافقي الثالث هو الأقوى، فإن الصوت يكتسب جرسًا واحدًا. إذا كان أي توافقي آخر هو الأقوى، فسيكون للصوت جرس مختلف. يؤدي تغيير قوة الصوت للتوافقيات المختلفة إلى تغيير أو تشويه في جرس الصوت.

V. N. DOGADIN و R. M. MALININ
كتاب راديو الهواة الريفية

يتميز الصوت بمعلمتين - التردد والشدة. عتبة السمع الخاصة بك هي مدى ارتفاع الصوت بتردد معين حتى تتمكن من سماعه.

تردد الصوت(الصوت العالي أو الصوت المنخفض) يتم قياسه بعدد الاهتزازات في الثانية (هرتز). يمكن للأذن البشرية عادةً سماع الأصوات من الترددات المنخفضة جدًا، 16 هرتز، إلى الترددات العالية، 20000 هرتز. في المتوسط، يتم إدراك الكلام العادي في غرفة هادئة في نطاق الترددات من 500 إلى 2000 هرتز.

شدةأو يعتمد حجم الصوت بشكل أساسي على سعة اهتزاز الهواء ويتم قياسه بالديسيبل (ديسيبل). الحد الأدنى لمستوى الصوت للسمع الطبيعي هو من 0 إلى 25 ديسيبل. بالنسبة للأطفال، تعتبر عتبة السمع الطبيعي تتراوح بين 0 إلى 15 ديسيبل. يعتبر السمع جيدًا إذا كان الحد الأدنى لحجم الصوت لكلا الأذنين يقع في هذا النطاق.

أذنيدرك الاهتزازات الميكانيكية التي تخلقها الموجات الصوتية، ويترجمها إلى نبضات كهربائية لنقلها عبر مسارات إلى مراكز القشرة الدماغية، حيث تتم معالجة المعلومات المستلمة وتكوين فهم (فهم) لما يسمع.

تتكون الأذن من ثلاثة أجزاء: الأذن الخارجية، والأذن الوسطى، والأذن الداخلية.

• الأذن الخارجية- الصيوان الذي يجمع الصوت ويوجهه على طول القناة السمعية الخارجية إلى طبلة الأذن. طبلة الأذنيفصل الأذن الخارجية عن الأذن الوسطى. تتسبب الأصوات الاهتزازية في تحرك طبلة الأذن.
• الأذن الوسطى- هذه مجموعة من العظام ( المطرقة، السندان والركاب). تنتقل الحركة الميكانيكية لطبلة الأذن عبر العظيمات الصغيرة المتحركة إلى الغشاء الأصغر الذي يفصل الأذن الوسطى عن الأذن الداخلية.
• الأذن الداخلية- مباشرة "الحلزون". تعمل اهتزازات الغشاء الداخلي للأذن على تحريك السائل الموجود في القوقعة. يقوم السائل بدوره بتحريك خلايا الشعر، مما يحفز نهايات العصب السمعي، الذي من خلاله تدخل المعلومات إلى الدماغ الجاهز.
• بالإضافة إلى ذلك، تكتشف القنوات الثلاث المملوءة بالسوائل في الأذن الداخلية (القنوات نصف الدائرية) التغيرات في وضع الجسم. هذه الآلية، إلى جانب الأجهزة الحسية الأخرى، مسؤولة عن توازن الجسم أو وضعه.

يمكنك أدناه رؤية منظر تخطيطي للأذن وسماعة أذن مكبرة.

ماذا يجب أن تفعل إذا كنت تعتقد أنك بحاجة إلى أداة السمع؟

إذا كنت تعتقد أنك تعاني من مشكلة فقدان السمع، فاتصل بأخصائي السمع الخاص بك لفحص سمعك وتحديد مؤشرات وموانع استخدام المعينة السمعية.

إذا تمت الإشارة إليك للحصول على أداة مساعدة للسمع، فسوف يساعدك أخصائي السمع على اختيار النموذج الأمثل وبرمجته بناءً على خصائص فقدان السمع لديك. عند اختيار المعينة السمعية، لا تؤخذ في الاعتبار درجة وخصائص تفاوت تردد فقدان السمع فحسب، بل أيضًا عوامل أخرى.

في معظم الحالات، يفضل استخدام سماعتين في وقت واحد (السمع بكلتا الأذنين). ومع ذلك، هناك حالات لا يتم فيها الإشارة إلى المعينة السمعية بكلتا الأذنين.

في هذه الحالة، سيساعدك أخصائي السمع على تحديد الأذن التي يفضل ارتداء المعينة السمعية عليها.