نوشته شده توسط مهدی نوروزی فر دسته: دستگاه شنوایی انسان
نمایش از 12 آذر 1391 بازدید: 7080
پرینت

  

 دستگاهِ شنوايي‌ انسان

 

ايوب بَنوشي این آدرس ایمیل توسط spambots حفاظت می شود. برای دیدن شما نیاز به جاوا اسکریپت دارید

دانشکده صداوسیما

 

1) مقدمه

2)  ساختمانِ گوش

3) نمایشِ سامانه‌ی شنوایی از دیدِ مهندسی

4) ويژگي‌هاي دستگاهِ شنوایی

5) شنوایی‌ی دوگوشی و مکان‌یابی

6) فیزیکِ روانی

7) معايبِ گوش و چاره‌ي آن‌ها

8) مراجع 

 


 

مقدمه

سامانه‌ي شنوايي از گوش و اعصابِ  مركزي تشكيل مي‌شود.
 
hearing eair1
 eair (2)

 

ساختمانِ گوش

—گوشِ انسان از سه بخشِ اصلي به‌نام‌هاي گوشِ خارجي، گوشِ مياني، و گوشِ داخلي تشكيل شده است.
eair (1)
بخش‌هاي اصلي‌ گوش

—گوشِ خارجي (outer ear) :

  • —لاله‌ي گوش (pinna)؛
  • —كانالِ صوتي (auditory canal) يا

مجراي گوش (meatus)؛

—گوشِ مياني (middle ear) :

  • —پرده‌ي گوش
(eardrum – tympanic membrane)؛
  • —استخوان‌هاي سه‌گانه
(چكشي، سنداني، ركابي ـ hammer, anvil, stirrup)
  • —شيپورِ اوستاژ (eustachian tube)

—گوشِ داخلي (inner ear) :

  • —كانال‌هاي نيمه‌حلقوي (semicircular

canal)؛

  • —جسمِ حلزوني (cochlea).
—hearing eair4
—

2ـ1) گوشِِ خارجی

 —گوشِ خارجي وظيفه‌ي جمع‌آوري و تقويتِ اوليه‌ي صداي دريافتي را برعهده دارد. ضريبِ تقويتِ گوشِ خارجي بينِ 2 تا 3 است.

—بديهي است كه اين وظايف را بخش‌هاي تشكيل‌دهنده‌ گوشِ خارجي انجام مي‌دهند:

  •  —     لاله‌ گوش همان بخشِِ آشكارِ گوش است:

  -جمع‌آوري‌ صدا و كمك به تعيينِ موقعيتِ منابعِ صداي با بسامد‌هاي بالاتر از 3kHz.

  •  —     كانالِ صوتي لوله‌اي به‌قطرِ  7mm و درازاي تقريباً  26mm است:

 — -برقراري‌ي ارتباط بينِ لاله و پرده‌ي گوش؛

— -به‌مانندِ يك لوله‌ي صوتي صداهاي بينِ 2 تا 5 كيلوهرتز را تقويت مي‌كند.

hearing eair2      hearing eair5

 

 2ـ2) گوشِِ میانی

hearing eair7

—پرده‌ي گوش پرده‌اي است محكم به‌ضخامتِ 0/1mm 

و قطرِ  1cm:

وظیفه پرده گوش تبديلِ موجِ صدا به يك موجِ مكانيكي است. —دامنه‌ي لرزش‌هاي پرده‌ي گوش در بعضي از بسامدها به‌كوچكي‌ 11-10 متر است.

—

 

 

 

 

 

hearing eair8

 

استخوان‌هاي سه‌گانه:

—-انتقالِ لرزش‌هاي پرده‌ي گوش به گوشِ داخلي؛
—-تظبيقِ پاگيري بينِ گوشِ مياني و گوشِ داخلي؛
—-تقويتِ صدا با ضريبي حدودِ 1/5؛
—تقويتي ديگر نيز به‌دليلِ تفاوتِ سطحِ پرده‌ گوش با پنجره‌ بيضوي شكل مي‌گيرد (20×).
—-محافظت در برابرِ نوفه‌هاي بسيار بلند و تغييرِ فشارهاي ناگهاني؛
به اين عمل واكنشِ اكوستيكي (acoustic reflex) گويند.
—شيپورِ اوستاژ:
—متعادل‌كردنِ فشارِ هواي داخل و خارجِ گوش. 

 

 2ـ3) گوشِِ داخلی

hearing eair9

—

بخش‌هاي گوشِ داخلي عبارتند از

—-كانال‌هاي نيمه‌حلقوي (semicircular canal)؛ 
—-جسمِ حلزوني (cochlea) ؛
—-پوسته‌ باسيلار (basilar membrane)؛
—-اندامِ‌كورتي (organ of Corti).
—
 
استخوانِ ركابي نيروي حاصل از لرزش‌هاي  پرده را به پوسته نازكي ديگر به‌نامِ پنجره‌ بيضوي (oval window) وارد مي‌كند؛ پنجره‌ بيضوي ورودي‌ گوشِ داخلي است.
 
 
2ـ3ـ1) كانال‌هاي نيمه‌حلقوي
hearing eair10
—
 
كانال‌هاي نيمه‌حلقوي سه لوله‌ي عمود برهم و پر از مايع هستند كه مانندِ سه ژيروسكُپ در سه صفحه‌ي عمود برهم قرار دارند:
—-كانالِ بالايي؛
—-كانالِ پشتي؛
—-كانالِ افقي.
—اين كانال‌ها حس‌گرهايي هستند كه تعادلِ بدن را كنترل مي‌كنند.
 
  
 
 
 
2ـ3ـ2) جسمِ حلزوني
hearing eair11
—جسمِ حلزوني يك مخروطِ مارپيچ است به‌درازاي تقريباً  32mm كه درعمل مانندِ ميكروفني است از براي دستگاهِ شنوايي، كه نشانه‌هاي مكانيكي‌ي دريافتي را به نشانه‌هاي الكتريكي تبديل،  و از راهِ عصب‌هايي به مغز منتقل مي‌كند. اين اندام از سه دالان تشكيل مي‌شود:
—vestibuli duct(پر از مايعِ perilymph)،
—tympani duct(پر از مايعِ perilymph)،
—cochlear duct(پر از مايعِ endolymph)؛
 اين دالان‌ها توسطِ دو پوسته ازهم جدا مي‌شوند:
 
 
 
—vestibuli membrane، و
—basilar membrane.
hearing eair12
 
 
 

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 2ـ3ـ2ـ الف) cochlear duct

hearing eair13

—ديواره‌ي تحتاني‌ي اين دالان را پوسته‌ي باسيلار مي‌سازد.
—پوسته‌ي باسيلار:
—-نواري است با پهناي متغير؛ بيش‌ترين پهناي آن  0.5mmدر نزديكي‌ي پنجره‌ي بيضوي، و كم‌ترين پهناي آن 0.08mmدر تاركِ دالان است.
—-اين پوسته علاوه‌بر جداسازي‌ي دالان‌ها، نخستين تجزيه‌وتحليلِ بسامدي را بر روي صداي دريافتي انجام مي‌دهد؛
—-چون با دور شدن از مدخلِ دالان، پوسته چغرتر و هم‌زمان سبك‌تر مي‌شود، بسامدهاي بالاتر نقاطِ انتهايي‌ي پوسته را با دامنه‌اي بزرگ‌تر مي‌لرزانند، تا بسامدهاي پايين‌تر.
 
 
 
 
 
 
 
 
hearing eair14
—
 
 
 
 
 
 
داخلِ اين دالان اندامي بسيار پيچيده بر روي پوسته‌ي باسيلار قرار دارد كه اندامِ كورتي ناميده مي‌شود.
—
 
 
 
 
 
 
 
اندامِ كورتي:
hearing eair15
—-وظیفه‌ی تبدیلِ لرزش‌های مکانیکی به نشانه‌های الکتریکی را برعهده دارد؛
—-سلول هاي مويي داخلي لرزش‌هاي مكانيكي‌ پوسته‌ي باسيلار را به نشانه‌هاي الكتريكي تبديل مي‌كنند؛
—-سلول‌هاي مويي‌ خارجي گستره و غربال‌گري‌ بسامدي دستگاهِ شنوايي را افزايش مي دهد.

 

 

 

3) نمایشِ دستگاهِ شنوایی از دیدِ مهندسی

hearing eair16

 

4) ویژگی‌های دستگاهِ شنوایی

  • —قابلیتِ تشخیصِ بلندا، نواک، و شیوشِ صدا؛
  • —قابلیتِ تشخیصِ جهتِ منبع (localization)؛
  • —توانایی‌ی غربال‌گری؛
  • —جابه‌جایی‌های بسیار کوچک (درحدودِ mm 10ـ 8)؛
  • —ابعادِ بسیار کوچک؛
  • —تركيبِ صداهاي با فاصله‌ي كم‌تر از (ms 30)؛
  • —ناخطی‌گری:
—      اشباع ( saturating)،
—      کاهشِ دو نغمه‌ای ( two tone suppression)،
—      نغمه‌ی اختلافِ مکعبی ( cubic difference tone).
hearing eair18—
 
 


—
 
 
  • گستره‌ي بلندايي كه گوش به آن حساس است
به‌وسعتِ 1012:
  • —آستانه‌ی شنوایی در  1000Hz:
P0 = 2×105 N/m؛
  • —آستانه‌ی دردناكی برابر است با 
p = 1012 p0.
—
 
 
 
 
 
 
hearing eair17
 
 
 
 
 
 
 
 
گستره بسامدیی که گوشِ انسان به آن حساس است، از 20Hz تا 20kHz است، هرچند این بازه در افرادِ مختلف و نیز با افزایشِ سن تغییر می‌کند.—حساسیتِ گوش دربسامدهای پایین بیش‌تر است.
—

 

 

 

 

 

 

 4ـ1) بندهای بحرانی (critical bands)

hearing eair19

hearing eair20

—
 
 
 
 
 
 
 
-پهنای بندِ صافی‌های صوتی‌ سامانه شنوایی دربسامد های مختلف بندهای بحرانی نامیده می شوند؛
 
—-صداها وقتی قابلِ‌تفکیک هستند که در بندهای بحرانی‌ی متفاوت قرار بگیرند؛
 
—-كلِِ گستره‌ي شنوايي با حدودِ 24 بندِ بحراني (هريك معادل با 1/3 mm از پوسته‌ باسيلار) پيموده مي‌شود.
 
—
 
 
 
                                           
                                                    پهناي بندِ بحراني با بسامدِ مركزي‌ي هر بند تغيير مي‌كند.
 

5) شنوایی‌ دوگوشی، مکان‌یابی‌ی منبعِ صدا

—مکان‌یابی با یک گوش امکان‌پذیر است، اما شنوایی‌ دو گوشی آن را تقویت می‌کند. —دو سازوکارِ دخیل در مکان‌یابی‌ صدا:
  • —اختلافِ ترازِ صدای رسیده به دو گوش (بسامدهای بالای ~4000Hz
  • —اختلافِ فازِ (زمانِ) صداهای رسیده به دو گوش (بسامدهای زیرِ ~1000Hz).
—

6) فیزیکِ روانی (Psychophysics)

 

hearing eair21—
 
 
 
مطالعه‌ي علمی‌ی رابطه‌ بینِ تحریک‌ها (که کمیت‌های فیزیکی‌ قابل‌اندازه‌گیری هستند)واحساس‌ها(sensations)،و ادراک‌های (perceptions ) ذهنی (subjective) که از این تحریک‌ها ناشی می‌شوند.
—
 جدا از نوعِ احساسِ موردِ بررسی، سه عنوان در این علم موردِ بررسی قرار می‌گیرد:

—آستانه‌های مطلق ( absolute threshold)،

—آستانه‌های افتراقی ( discrimination threshold)،

—مقياس‌بندی (scaling).

— 

قانونِ فِچنر  Fetchner law) : S=K log I) 

 hearing eair22

 

 

 

 

 

 

Gustav Theodor Fechner

April 19, 1801 – November 28, 1887 

 7) معايبِ گوش و چاره‌ي آن‌ها

 

 —افتِ شنوايي معمولاً به سه علت اتفاق مي‌افتد:

  • —افزايشِ سن؛
  • —بيماري‌هاي عفوني؛
  • —در معرضِِ صداهاي بلند قرار گرفتن.

 

—انواعِ افتِ شنوايي:

1) Conductive  hearing loss

2) Sensorineural  hearing loss

3) Mixed  hearing loss

4) Functional  hearing loss

5) Central  hearing loss

 

—بسياري از افت‌هاي شنوايي، به‌ويژه آن‌هايي كه به گوشِ خارجي و مياني مربوطند قابلِ بهبود هستند.—براي تقويتِ شنوايي معمولاً از انواعِ پروتزها استفاده مي‌شود:

1) Hearing aids;

2) Cochlear implants;

3) Gene therapy;

4) Direct drive hearing system;

5) Drug therapy.

 

 


 

مرجع‌ها

 

.—Rossing, T., 1990. The  science of sound. Addison-Wesley

.—Raichel, D.R., 2006. The science and application of acoustics. New York: Springer

 

-—HyperPhysics. Available at: http://hyperphysics.phy

astr.gsu.edu/hbase/sound/hearcon.html#c1  [Accessed 7 Feb. 2009]0

 

—Haughton, P.M., 1977. Physics and the ear – an outline of the mechanism of hearing

Physics Education, 12(5), pp. 313-317

 

—Hartmann, B., 1999. How we localize sound. Physics Today on the Web. Available at

http://www.aip.org/pt/nov99/current.htm 

  • —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ورود به سایت


برای حمایت از ما امتیاز دهید