At tinatawag ng mga morphologist ang istrukturang ito na organelukha at balanse (organum vestibulo-cochleare). Mayroon itong tatlong seksyon:

• panlabas na tainga (panlabas na auditory canal, auricle na may mga kalamnan at ligaments);
• gitnang tainga (tympanic cavity, mastoid appendage, auditory tube)
• (membranous labyrinth na matatagpuan sa bony labyrinth sa loob ng bone pyramid).

1. Ang panlabas na tainga ay tumutuon sa mga tunog na panginginig ng boses at idinidirekta ang mga ito sa panlabas na pagbubukas ng pandinig.

2. Ang auditory canal ay nagsasagawa ng sound vibrations sa eardrum

3. Ang eardrum ay isang lamad na nanginginig sa ilalim ng impluwensya ng tunog.

4. Ang malleus kasama ang hawakan nito ay nakakabit sa gitna ng eardrum sa tulong ng mga ligaments, at ang ulo nito ay konektado sa incus (5), na, naman, ay nakakabit sa mga stapes (6).

Ang maliliit na kalamnan ay tumutulong sa pagpapadala ng tunog sa pamamagitan ng pag-regulate ng paggalaw ng mga ossicle na ito.

7. Ang Eustachian (o auditory) tube ay nag-uugnay sa gitnang tainga sa nasopharynx. Kapag nagbago ang presyur ng hangin sa paligid, ang presyon sa magkabilang panig ng eardrum ay equalize sa pamamagitan ng auditory tube.

Ang organ ng Corti ay binubuo ng isang bilang ng mga pandama, may buhok na mga selula (12) na sumasakop sa basilar membrane (13). Ang mga sound wave ay nakukuha ng mga selula ng buhok at na-convert sa mga electrical impulses. Ang mga electrical impulses na ito ay ipinapadala sa kahabaan ng auditory nerve (11) patungo sa utak. Ang auditory nerve ay binubuo ng libu-libong maliliit na nerve fibers. Ang bawat hibla ay nagsisimula mula sa isang tiyak na bahagi ng cochlea at nagpapadala ng isang tiyak na dalas ng tunog. Ang mga tunog na mababa ang dalas ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga hibla na nagmumula sa tuktok ng cochlea (14), at ang mga tunog na may mataas na dalas ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga hibla na konektado sa base nito. Kaya, ang pag-andar ng panloob na tainga ay upang i-convert ang mga mekanikal na panginginig ng boses sa mga elektrikal, dahil ang utak ay maaari lamang makaramdam ng mga de-koryenteng signal.

Panlabas na tainga ay isang aparato sa pagkolekta ng tunog. Ang panlabas na auditory canal ay nagsasagawa ng mga sound vibrations sa eardrum. Ang eardrum, na naghihiwalay sa panlabas na tainga mula sa tympanic cavity, o gitnang tainga, ay isang manipis (0.1 mm) na partisyon na hugis tulad ng isang paloob na funnel. Ang lamad ay nag-vibrate sa ilalim ng pagkilos ng mga sound vibrations na dumarating dito sa pamamagitan ng external auditory canal.

Ang mga panginginig ng boses ay nakukuha ng mga tainga (sa mga hayop ay maaari silang lumiko patungo sa pinagmumulan ng tunog) at ipinapadala sa pamamagitan ng panlabas na auditory canal patungo sa eardrum, na naghihiwalay sa panlabas na tainga mula sa gitnang tainga. Ang paghuli ng tunog at ang buong proseso ng pakikinig gamit ang dalawang tainga - tinatawag na binaural hearing - ay mahalaga para sa pagtukoy ng direksyon ng tunog. Ang mga tunog na panginginig ng boses na nagmumula sa gilid ay umaabot sa pinakamalapit na tainga nang ilang sampung-libo ng isang segundo (0.0006 s) nang mas maaga kaysa sa isa. Ang hindi gaanong pagkakaibang ito sa oras ng pagdating ng tunog sa magkabilang tainga ay sapat na upang matukoy ang direksyon nito.

Gitnang tenga ay isang sound-conducting device. Ito ay isang air cavity na kumokonekta sa pamamagitan ng auditory (Eustachian) tube sa cavity ng nasopharynx. Ang mga panginginig ng boses mula sa eardrum sa pamamagitan ng gitnang tainga ay ipinapadala ng 3 auditory ossicle na konektado sa isa't isa - ang martilyo, incus at stapes, at ang huli, sa pamamagitan ng lamad ng oval window, ay nagpapadala ng mga vibrations na ito sa likido na matatagpuan sa panloob na tainga - perilymph.

Dahil sa mga kakaibang katangian ng geometry ng auditory ossicles, ang mga vibrations ng eardrum ng pinababang amplitude ngunit nadagdagan ang lakas ay ipinapadala sa stapes. Bilang karagdagan, ang ibabaw ng mga stapes ay 22 beses na mas maliit kaysa sa eardrum, na nagpapataas ng presyon nito sa oval na lamad ng bintana sa parehong halaga. Bilang resulta nito, kahit na ang mahinang sound wave na kumikilos sa eardrum ay maaaring madaig ang paglaban ng lamad ng oval window ng vestibule at humantong sa mga vibrations ng fluid sa cochlea.

Sa panahon ng malalakas na tunog, binabawasan ng mga espesyal na kalamnan ang mobility ng eardrum at auditory ossicles, iniangkop ang hearing aid sa mga pagbabago sa stimulus at pinoprotektahan ang panloob na tainga mula sa pagkasira.

Salamat sa koneksyon sa pamamagitan ng auditory tube ng air cavity ng gitnang tainga na may cavity ng nasopharynx, nagiging posible na ipantay ang presyon sa magkabilang panig ng eardrum, na pumipigil sa pagkalagot nito sa panahon ng makabuluhang pagbabago sa presyon sa panlabas na kapaligiran - kapag sumisid sa ilalim ng tubig, umakyat sa taas, pagbaril, atbp. Ito ang barofunction ng tainga .

Mayroong dalawang kalamnan sa gitnang tainga: ang tensor tympani at ang stapedius. Ang una sa kanila, pagkontrata, ay nagpapataas ng tensyon ng eardrum at sa gayon ay nililimitahan ang amplitude ng mga panginginig ng boses nito sa panahon ng malalakas na tunog, at ang pangalawa ay nag-aayos ng mga stapes at sa gayon ay nililimitahan ang mga paggalaw nito. Ang reflex contraction ng mga kalamnan na ito ay nangyayari 10 ms pagkatapos ng simula ng isang malakas na tunog at depende sa amplitude nito. Awtomatikong pinoprotektahan nito ang panloob na tainga mula sa labis na karga. Sa kaso ng agarang malakas na pangangati (mga epekto, pagsabog, atbp.), ang mekanismo ng proteksyon na ito ay walang oras upang gumana, na maaaring humantong sa kapansanan sa pandinig (halimbawa, sa mga bombero at artilerya).

Panloob na tainga ay isang sound-perceiving apparatus. Ito ay matatagpuan sa pyramid ng temporal bone at naglalaman ng cochlea, na sa mga tao ay bumubuo ng 2.5 spiral turns. Ang cochlear canal ay nahahati sa dalawang partisyon, ang pangunahing lamad at ang vestibular membrane sa 3 makitid na daanan: itaas (scala vestibular), gitna (membranous canal) at mas mababang (scala tympani). Sa tuktok ng cochlea ay may isang siwang na nag-uugnay sa itaas at ibabang mga kanal sa isa, mula sa hugis-itlog na bintana hanggang sa tuktok ng cochlea at pagkatapos ay sa bilog na bintana. Ang lukab nito ay puno ng likido - peri-lymph, at ang lukab ng gitnang membranous canal ay puno ng likido ng ibang komposisyon - endolymph. Sa gitnang channel mayroong isang sound-perceiving apparatus - ang organ ng Corti, kung saan mayroong mga mechanoreceptor ng sound vibrations - mga selula ng buhok.

Ang pangunahing ruta ng paghahatid ng mga tunog sa tainga ay nasa hangin. Ang papalapit na tunog ay nag-vibrate sa eardrum, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng kadena ng auditory ossicles ang mga vibrations ay ipinapadala sa oval window. Kasabay nito, ang mga vibrations ng hangin sa tympanic cavity ay nangyayari din, na ipinapadala sa lamad ng bilog na bintana.

Ang isa pang paraan ng paghahatid ng mga tunog sa cochlea ay tissue o bone conduction . Sa kasong ito, ang tunog ay direktang kumikilos sa ibabaw ng bungo, na nagiging sanhi ng pag-vibrate nito. Daan ng buto para sa paghahatid ng tunog nagiging napakahalaga kung ang isang nanginginig na bagay (halimbawa, ang tangkay ng isang tuning fork) ay nakipag-ugnayan sa bungo, gayundin sa mga sakit ng gitnang sistema ng tainga, kapag ang paghahatid ng mga tunog sa pamamagitan ng kadena ng mga auditory ossicle ay nagambala. . Bilang karagdagan sa landas ng hangin para sa pagsasagawa ng mga sound wave, mayroong isang tissue, o buto, na landas.

Sa ilalim ng impluwensya ng airborne sound vibrations, pati na rin kapag ang mga vibrator (halimbawa, isang bone telephone o bone tuning fork) ay nakipag-ugnayan sa integument ng ulo, ang mga buto ng bungo ay nagsisimulang manginig (nagsisimula din ang bone labyrinth. mag-vibrate). Batay sa pinakabagong data (Bekesy at iba pa), maaari itong ipalagay na ang mga tunog na nagpapalaganap sa kahabaan ng mga buto ng bungo ay nagpapasigla lamang sa organ ng Corti kung, katulad ng mga alon ng hangin, nagdudulot sila ng pag-arko ng isang tiyak na seksyon ng pangunahing lamad.

Ang kakayahan ng mga buto ng bungo na magsagawa ng tunog ay nagpapaliwanag kung bakit sa tao mismo ang kanyang boses, na naitala sa tape, ay tila banyaga kapag ang pag-record ay pinatugtog, habang ang iba ay madaling makilala ito. Ang katotohanan ay ang tape recording ay hindi nagpaparami ng iyong buong boses. Karaniwan, kapag nagsasalita, maririnig mo hindi lamang ang mga tunog na naririnig din ng iyong mga kausap (iyon ay, ang mga tunog na nakikita dahil sa air-liquid conduction), kundi pati na rin ang mga tunog na mababa ang dalas, ang konduktor nito ay ang mga buto ng iyong bungo. Gayunpaman, kapag nakikinig sa isang tape recording ng iyong sariling boses, maririnig mo lamang kung ano ang maaaring i-record - mga tunog na ang conductor ay hangin.

Binaural na pagdinig . Ang mga tao at hayop ay may spatial na pandinig, iyon ay, ang kakayahang matukoy ang posisyon ng pinagmumulan ng tunog sa kalawakan. Nakabatay ang property na ito sa pagkakaroon ng binaural hearing, o pakikinig gamit ang dalawang tainga. Mahalaga rin para sa kanya na magkaroon ng dalawang simetriko halves sa lahat ng antas. Ang katalinuhan ng binaural na pandinig sa mga tao ay napakataas: ang posisyon ng pinagmumulan ng tunog ay tinutukoy na may katumpakan na 1 angular na antas. Ang batayan nito ay ang kakayahan ng mga neuron sa auditory system na suriin ang mga pagkakaiba sa interaural (inter-ear) sa oras ng pagdating ng tunog sa kanan at kaliwang tainga at ang intensity ng tunog sa bawat tainga. Kung ang pinagmumulan ng tunog ay matatagpuan malayo sa gitnang linya ng ulo, ang sound wave ay dumarating nang bahagya sa isang tainga at may mas malakas na lakas kaysa sa kabilang tainga. Ang pagtatasa ng distansya ng pinagmumulan ng tunog mula sa katawan ay nauugnay sa isang paghina ng tunog at pagbabago sa timbre nito.

Kapag magkahiwalay na pinasigla ang kanan at kaliwang mga tainga sa pamamagitan ng mga headphone, ang pagkaantala sa pagitan ng mga tunog na kasing liit ng 11 μs o 1 dB na pagkakaiba sa intensity ng dalawang tunog ay nagreresulta sa isang maliwanag na pagbabago sa lokalisasyon ng pinagmumulan ng tunog mula sa midline patungo sa mas maaga o mas malakas na tunog. Ang mga auditory center ay acutely attuned sa isang tiyak na hanay ng mga interaural na pagkakaiba sa oras at intensity. Natagpuan din ang mga cell na tumutugon lamang sa isang tiyak na direksyon ng paggalaw ng isang mapagkukunan ng tunog sa kalawakan.

Ang sistema ng pandinig ng tao ay isang kumplikado at sa parehong oras ay napaka-kagiliw-giliw na mekanismo. Upang mas malinaw na isipin kung ano ang tunog para sa atin, kailangan nating maunawaan kung ano at paano natin naririnig.

Sa anatomy, ang tainga ng tao ay karaniwang nahahati sa tatlong bahagi: ang panlabas na tainga, ang gitnang tainga at ang panloob na tainga. Kasama sa panlabas na tainga ang pinna, na tumutulong sa pag-concentrate ng mga vibrations ng tunog, at ang panlabas na auditory canal. Ang sound wave, na pumapasok sa auricle, ay naglalakbay sa kahabaan ng auditory canal (ang haba nito ay halos 3 cm, at ang diameter nito ay halos 0.5) at pumapasok sa gitnang tainga, kung saan ito ay tumama sa eardrum, na isang manipis na translucent na lamad. Ang eardrum ay nagko-convert ng mga sound wave sa vibrations (pagpapalakas ng epekto ng mahinang sound wave at pagpapahina sa epekto ng isang malakas). Ang mga vibrations na ito ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga buto na nakakabit sa eardrum - ang malleus, ang incus at ang stapes - sa panloob na tainga, na isang nakapulupot na tubo ng likido na may diameter na humigit-kumulang 0.2 mm at may haba na mga 4 cm. Ang tubo na ito ay tinatawag na cochlea. Sa loob ng cochlea ay may isa pang lamad na tinatawag na basilar membrane, na kahawig ng isang 32 mm na haba na string kung saan matatagpuan ang mga sensory cell (higit sa 20 libong fibers). Iba ang kapal ng tali sa simula ng kuhol at sa tuktok nito. Bilang resulta ng istrukturang ito, ang lamad ay sumasalamin sa iba't ibang bahagi nito bilang tugon sa mga tunog na panginginig ng boses ng iba't ibang taas. Kaya, ang high-frequency na tunog ay nakakaapekto sa mga nerve ending na matatagpuan sa simula ng cochlea, at ang low-frequency na sound vibrations ay nakakaapekto sa mga dulo sa tuktok nito. Ang mekanismo para sa pagkilala sa dalas ng mga vibrations ng tunog ay medyo kumplikado. Sa pangkalahatan, binubuo ito ng pagsusuri sa lokasyon ng mga nerve endings na apektado ng vibrations, pati na rin ang pagsusuri sa dalas ng mga impulses na pumapasok sa utak mula sa nerve endings.

Mayroong isang buong agham na nag-aaral ng sikolohikal at pisyolohikal na katangian ng pandama ng tao sa tunog. Ang agham na ito ay tinatawag na psychoacoustics. Sa nakalipas na ilang dekada, ang psychoacoustics ay naging isa sa pinakamahalagang sangay sa larangan ng sound technology, dahil higit sa lahat ay salamat sa kaalaman sa larangan ng psychoacoustics na binuo ng mga modernong teknolohiya ng tunog. Tingnan natin ang pinakapangunahing katotohanan na itinatag ng psychoacoustics.

Ang utak ay tumatanggap ng pangunahing impormasyon tungkol sa sound vibrations sa rehiyon hanggang 4 kHz. Ang katotohanang ito ay lumalabas na medyo lohikal kung isasaalang-alang natin na ang lahat ng mga pangunahing tunog na mahalaga sa isang tao ay matatagpuan sa parang multo na banda, hanggang sa 4 kHz (mga boses ng ibang tao at hayop, ingay ng tubig, hangin, atbp.). Ang mga frequency na higit sa 4 kHz ay ​​pantulong lamang para sa mga tao, na kinumpirma ng maraming mga eksperimento. Sa pangkalahatan, karaniwang tinatanggap na ang mababang frequency ay "responsable" para sa pagiging madaling maunawaan, kalinawan ng audio na impormasyon, at mataas na frequency ang responsable para sa subjective na kalidad ng tunog. Ang pantao hearing aid ay may kakayahang makilala ang mga bahagi ng dalas ng tunog mula 20-30 Hz hanggang humigit-kumulang 20 kHz. Ang nakasaad na itaas na limitasyon ay maaaring mag-iba depende sa edad ng nakikinig at iba pang mga kadahilanan.

Sa sound spectrum ng karamihan sa mga instrumentong pangmusika, ang pinakakilalang bahagi ng dalas sa mga tuntunin ng amplitude ay sinusunod. tawag nila sa kanya pangunahing dalas o pangunahing tono. Ang pangunahing dalas ay isang napakahalagang parameter ng tunog, at narito kung bakit. Para sa mga pana-panahong signal, ang sistema ng pandinig ng tao ay may kakayahang makilala ang pitch. Tulad ng tinukoy ng International Standards Organization, pitch- ito ay isang subjective na katangian na namamahagi ng mga tunog sa isang tiyak na sukat mula sa mababa hanggang sa mataas. Ang pinaghihinalaang pitch ng isang tunog ay pangunahing naiimpluwensyahan ng pitch frequency (panahon ng oscillation), bagama't ang pangkalahatang hugis ng sound wave at ang pagiging kumplikado nito (period shape) ay maaari ding makaimpluwensya dito. Maaaring matukoy ang pitch ng auditory system para sa mga kumplikadong signal, ngunit kung ang pangunahing tono ng signal ay pana-panahon(halimbawa, sa tunog ng isang palakpak o isang putok ng baril, ang tono ay hindi pana-panahon at samakatuwid ang tainga ay hindi matantya ang pitch nito).

Sa pangkalahatan, depende sa mga amplitude ng mga bahagi ng spectrum, ang tunog ay maaaring makakuha ng iba't ibang kulay at maipalagay bilang tono o paano ingay. Kung ang spectrum ay discrete (iyon ay, may malinaw na tinukoy na mga peak sa spectrum graph), kung gayon ang tunog ay makikita bilang isang tono kung mayroong isang peak, o bilang katinig, sa kaso ng pagkakaroon ng ilang malinaw na tinukoy na mga taluktok. Kung ang tunog ay may tuluy-tuloy na spectrum, iyon ay, ang mga amplitude ng mga bahagi ng dalas ng spectrum ay humigit-kumulang pantay, kung gayon ang gayong tunog ay nakikita ng tainga bilang ingay. Upang magpakita ng isang malinaw na halimbawa, maaari mong subukang mag-eksperimentong "gumawa" ng iba't ibang mga musikal na tono at harmonies. Upang gawin ito, kailangan mong ikonekta ang ilang purong generator ng tono sa loudspeaker sa pamamagitan ng isang combiner ( mga oscillator). Bukod dito, gawin ito sa paraang posible na ayusin ang amplitude at dalas ng bawat nabuong purong tono. Bilang resulta ng gawaing ginawa, posible na paghaluin ang mga signal mula sa lahat ng mga oscillator sa nais na proporsyon, at sa gayon ay lumikha ng ganap na magkakaibang mga tunog. Ang resultang device ay isang simpleng sound synthesizer.

Ang isang napakahalagang katangian ng sistema ng pandinig ng tao ay ang kakayahang makilala sa pagitan ng dalawang tono na may magkakaibang mga frequency. Ipinakita ng mga eksperimental na pagsubok na sa banda mula 0 hanggang 16 kHz, ang pandinig ng tao ay may kakayahang makilala ang hanggang 620 frequency gradations (depende sa sound intensity), habang humigit-kumulang 140 gradations ang nasa range mula 0 hanggang 500 Hz.

Ang perception ng pitch para sa mga purong tono ay apektado din ng intensity at tagal ng tunog. Sa partikular, ang isang mababang purong tono ay tila mas mababa kung ang intensity ng tunog nito ay tumaas. Ang kabaligtaran na sitwasyon ay sinusunod na may mataas na dalas na purong tono - ang pagtaas ng intensity ng tunog ay gagawing mas mataas ang subjectively perceived pitch ng tono.

Ang tagal ng tunog ay nakakaapekto sa pinaghihinalaang pitch sa isang kritikal na paraan. Kaya, ang isang napaka-short-term na tunog (mas mababa sa 15 ms) ng anumang dalas ay tila sa tainga bilang isang matalim na pag-click - ang tainga ay hindi magagawang makilala ang pitch ng naturang signal. Magsisimulang makita ang pitch pagkatapos lamang ng 15 ms para sa mga frequency sa hanay na 1000–2000 Hz at pagkatapos lamang ng 60 ms para sa mga frequency na mas mababa sa 500 Hz. Ang kababalaghang ito ay tinatawag inertia ng pandinig . Ang inertia ng pandinig ay nauugnay sa istraktura ng basilar membrane. Ang mga maikling pagsabog ng tunog ay hindi maaaring maging sanhi ng lamad na tumunog sa nais na dalas, na nangangahulugang ang utak ay hindi tumatanggap ng impormasyon tungkol sa pitch ng napakaikling mga tunog. Ang minimum na oras na kinakailangan para sa pagkilala ng pitch ay depende sa dalas ng audio signal, at mas tiyak, sa wavelength. Kung mas mataas ang frequency ng tunog, mas maikli ang wavelength ng tunog, na nangangahulugang mas mabilis ang mga vibrations ng basilar membrane na "set."

Sa kalikasan, halos hindi tayo nakatagpo ng mga purong tono. Ang tunog ng anumang instrumentong pangmusika ay kumplikado at binubuo ng maraming bahagi ng dalas. Tulad ng sinabi namin sa itaas, kahit na para sa gayong mga tunog, nagagawa ng tainga na itakda ang pitch ng kanilang tunog alinsunod sa dalas ng pangunahing tono at/o mga harmonika nito. Gayunpaman, kahit na may parehong pitch, ang tunog ng, halimbawa, isang biyolin ay naiiba sa tainga mula sa tunog ng isang piano. Ito ay dahil sa katotohanan na bilang karagdagan sa pitch ng tunog, nasusuri din ng tainga ang pangkalahatang karakter, kulay ng tunog, timbre. Tunog ng timbre Ito ang kalidad ng sound perception na, anuman ang dalas at amplitude, ay nagpapahintulot sa isa na makilala ang isang tunog mula sa isa pa. Ang timbre ng isang tunog ay nakasalalay sa pangkalahatang spectral na komposisyon ng tunog at sa intensity ng spectral na mga bahagi, iyon ay, sa pangkalahatang hitsura ng sound wave, at talagang hindi nakadepende sa pitch ng pangunahing tono. Ang phenomenon ng inertia ng auditory system ay may malaking impluwensya sa timbre ng tunog. Ito ay ipinahayag, halimbawa, sa katotohanan na ito ay tumatagal ng tainga tungkol sa 200 ms upang makilala ang isang timbre.

Ang lakas ng tunog ay isa sa mga konseptong ginagamit natin araw-araw nang hindi iniisip ang pisikal na kahulugan na dala nito. Lakas ng tunog- Ito sikolohikal na katangian pang-unawa ng tunog, na tumutukoy sa sensasyon ng lakas ng tunog. Ang volume ng tunog, bagama't mahigpit na nauugnay sa intensity, ay tumataas nang hindi katimbang sa pagtaas ng intensity ng sound signal. Ang lakas ng tunog ay apektado ng dalas at tagal ng signal ng tunog. Upang tama na hatulan ang koneksyon sa pagitan ng pandamdam ng tunog (volume nito) at pangangati (ang antas ng intensity ng tunog), dapat isaalang-alang na ang mga pagbabago sa sensitivity ng sistema ng pandinig ng tao ay hindi mahigpit na sumusunod sa batas ng logarithmic.

Mayroong ilang mga yunit para sa pagsukat ng lakas ng tunog. Ang unang yunit ay " background"(sa Ingles na pagtatalaga - "phon"). Ang isang tunog ay sinasabing may loudness level ng n phon kung ang average na tagapakinig ay hinuhusgahan na ang signal ay katumbas ng loudness sa isang tono na may frequency na 1000 Hz at isang pressure level na n dB. Ang background, tulad ng decibel, ay hindi mahalagang isang yunit ng pagsukat, ngunit isang relatibong subjective na katangian ng intensity ng tunog. Sa Fig. Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang graph na may mga kurba ng pantay na volume.

Ang bawat curve sa graph ay nagpapakita ng isang antas ng pantay na loudness na may panimulang punto sa 1000 Hz. Sa madaling salita, ang bawat linya ay tumutugma sa isang tiyak na halaga ng loudness na sinusukat sa mga phone. Halimbawa, ang linyang "10 von" ay nagpapakita ng mga antas ng signal sa dB sa iba't ibang mga frequency na nakikita ng nakikinig bilang katumbas ng volume sa isang signal na may dalas na 1000 Hz at isang antas na 10 dB. Mahalagang tandaan na ang mga curve na ipinapakita ay hindi mga reference na curve, ngunit ibinigay bilang isang halimbawa. Malinaw na ipinapakita ng modernong pananaliksik na ang hugis ng mga kurba ay higit na nakasalalay sa mga kondisyon ng pagsukat, mga katangian ng tunog ng silid, pati na rin sa uri ng mga mapagkukunan ng tunog (mga loudspeaker, headphone). Kaya, walang karaniwang graph ng pantay na loudness curves.

Ang isang mahalagang detalye sa pagdama ng tunog ng pantao hearing aid ay ang tinatawag na threshold ng pandinig - ang pinakamababang intensity ng tunog kung saan nagsisimula ang signal perception. Gaya ng nakita na natin, ang pantay na antas ng lakas ng tunog para sa mga tao ay hindi nananatiling pare-pareho habang nagbabago ang dalas. Sa madaling salita, ang sensitivity ng auditory system ay lubos na nakadepende sa parehong lakas ng tunog at dalas nito. Sa partikular, ang threshold ng pandinig ay hindi rin pareho sa iba't ibang frequency. Halimbawa, ang threshold ng audibility para sa isang signal sa dalas na humigit-kumulang 3 kHz ay ​​nasa ilalim lamang ng 0 dB, at sa dalas ng 200 Hz ito ay halos 15 dB. Sa kabaligtaran, ang threshold ng sakit ng pandinig ay nakasalalay nang kaunti sa dalas at nasa saklaw mula 100 hanggang 130 dB. Ang hearing threshold graph ay ipinapakita sa Fig. 6. Pakitandaan na dahil nagbabago ang katalinuhan ng pandinig sa edad, ang graph ng threshold ng pandinig sa upper frequency band ay iba para sa iba't ibang edad.

Ang mga bahagi ng dalas na may amplitude sa ibaba ng threshold ng audibility (iyon ay, ang mga nasa ilalim ng graph ng threshold ng audibility) ay lumabas na hindi mahahalata sa tainga.

Ang isang kawili-wili at napakahalagang katotohanan ay ang threshold ng pandinig ng sistema ng pandinig, pati na rin ang pantay na mga curve ng loudness, ay hindi pare-pareho sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon. Ang mga graph ng threshold ng pagdinig na ipinakita sa itaas ay wasto para sa katahimikan. Kung ang mga eksperimento ay isinasagawa upang sukatin ang threshold ng pandinig hindi sa kumpletong katahimikan, ngunit, halimbawa, sa isang maingay na silid o sa pagkakaroon ng ilang pare-parehong tunog sa background, ang mga graph ay magiging iba. Ito, sa pangkalahatan, ay hindi nakakagulat. Pagkatapos ng lahat, naglalakad sa kalye at nakikipag-usap sa isang kausap, napipilitan kaming ihinto ang aming pag-uusap kapag may dumaan na trak sa amin, dahil ang ingay ng trak ay hindi nagpapahintulot sa amin na marinig ang kausap. Ang epektong ito ay tinatawag frequency masking . Ang dahilan para sa frequency masking effect ay ang paraan ng pandinig ng system na nakikita ang tunog. Ang isang malakas na signal ng amplitude ng isang tiyak na dalas f m ay nagdudulot ng malakas na pagkagambala ng basilar membrane sa isang partikular na bahagi nito. Ang isang signal na may frequency f, na magkapareho sa dalas ngunit mas mahina sa amplitude, ay hindi na makakaapekto sa mga vibrations ng lamad, at samakatuwid ay nananatiling "hindi natukoy" ng mga nerve endings at ng utak.

Ang epekto ng frequency masking ay may bisa para sa mga bahagi ng dalas na nasa signal spectrum nang sabay. Gayunpaman, dahil sa inertia ng pandinig, maaaring kumalat ang masking effect sa paglipas ng panahon. Kaya, ang ilang bahagi ng dalas ay maaaring magtakpan ng isa pang bahagi ng dalas kahit na lumilitaw ang mga ito sa spectrum nang hindi sabay-sabay, ngunit may ilang oras na pagkaantala. Ang epektong ito ay tinatawag pansamantalaO ika disguise. Sa kaso kapag ang masking tone ay lumitaw sa oras na mas maaga kaysa sa masking isa, ang epekto ay tinatawag post-masking . Sa kaso kapag ang masking tone ay lumilitaw sa ibang pagkakataon kaysa sa masked one (posible rin ang ganitong kaso), ang epekto ay tinatawag pre-masking.

2.5. Spatial na tunog.

Ang isang tao ay nakakarinig gamit ang dalawang tainga at dahil dito ay nakikilala ang direksyon ng pagdating ng mga sound signal. Ang kakayahang ito ng sistema ng pandinig ng tao ay tinatawag epekto ng binaural . Ang mekanismo para sa pagkilala sa direksyon ng pagdating ng mga tunog ay masalimuot at, dapat sabihin, na ang wakas ay hindi pa itinakda sa pag-aaral at mga pamamaraan ng aplikasyon nito.

Ang mga tainga ng isang tao ay may ilang distansya sa lapad ng ulo. Ang bilis ng pagpapalaganap ng sound wave ay medyo mababa. Ang isang senyas na nagmumula sa isang pinagmumulan ng tunog sa tapat ng tagapakinig ay dumarating sa magkabilang tainga nang sabay-sabay, at binibigyang-kahulugan ito ng utak bilang ang pinagmumulan ng signal ay nasa likod o sa harap, ngunit hindi sa gilid. Kung ang signal ay nagmumula sa isang source offset mula sa gitna ng ulo, kung gayon ang tunog ay dumarating sa isang tainga nang mas mabilis kaysa sa isa, na nagpapahintulot sa utak na angkop na bigyang-kahulugan ito bilang isang senyas na dumarating mula sa kaliwa o kanan at kahit na humigit-kumulang na matukoy ang anggulo ng pagdating. Ayon sa numero, ang pagkakaiba sa oras ng pagdating ng signal sa kaliwa at kanang mga tainga, mula 0 hanggang 1 ms, ay inililipat ang haka-haka na pinagmumulan ng tunog patungo sa tainga na mas maagang nakakakita ng signal. Ang pamamaraang ito ng pagtukoy sa direksyon ng pagdating ng tunog ay ginagamit ng utak sa frequency band mula 300 Hz hanggang 1 kHz. Ang direksyon ng pagdating ng tunog para sa mga frequency na higit sa 1 kHz ay ​​tinutukoy ng utak ng tao sa pamamagitan ng pagsusuri sa dami ng tunog. Ang katotohanan ay ang mga sound wave na may dalas na higit sa 1 kHz ay ​​mabilis na humihina sa espasyo ng hangin. Samakatuwid, ang intensity ng sound waves na umaabot sa kaliwa at kanang tainga ng tagapakinig ay iba-iba kaya pinapayagan nito ang utak na matukoy ang direksyon ng pagdating ng signal sa pamamagitan ng pagkakaiba sa mga amplitude. Kung ang isang tunog ay naririnig nang mas mahusay sa isang tainga kaysa sa isa, kung gayon ang pinagmulan ng tunog ay matatagpuan sa gilid ng tainga kung saan ito ay mas naririnig. Ang isang mahalagang tulong sa pagtukoy sa direksyon ng pagdating ng tunog ay ang kakayahan ng isang tao na ibaling ang kanyang ulo patungo sa maliwanag na pinagmumulan ng tunog upang masuri ang katumpakan ng pagpapasiya. Ang kakayahan ng utak na matukoy ang direksyon ng pagdating ng tunog sa pamamagitan ng pagkakaiba sa oras ng pagdating ng signal sa kaliwa at kanang mga tainga, pati na rin sa pamamagitan ng pagsusuri sa dami ng signal, ay ginagamit sa stereophony.

Ang pagkakaroon lamang ng dalawang pinagmumulan ng tunog ay maaaring lumikha sa nakikinig ng pakiramdam ng pagkakaroon ng isang haka-haka na pinagmumulan ng tunog sa pagitan ng dalawang pisikal. Bukod dito, ang haka-haka na mapagkukunan ng tunog na ito ay maaaring "matatagpuan" sa anumang punto sa linya na nagkokonekta sa dalawang pisikal na mapagkukunan. Upang gawin ito, kailangan mong magpatugtog ng isang audio recording (halimbawa, na may tunog ng piano) sa pamamagitan ng parehong pisikal na mapagkukunan, ngunit gawin ito nang may ilang oras na pagkaantala. O ika-antala sa isa sa mga ito at ang kaukulang pagkakaiba sa dami. Sa wastong paggamit ng inilarawang epekto, maaari kang gumamit ng dalawang-channel na pag-record ng audio upang ihatid sa nakikinig ang halos parehong larawan ng tunog na madarama niya kung siya ay personal na naroroon, halimbawa, sa ilang konsiyerto. Ang dalawang-channel na pag-record na ito ay tinatawag na stereophonic. Single-channel recording ang tawag monophonic.

Sa katunayan, upang maihatid ang mataas na kalidad na makatotohanang spatial na tunog sa nakikinig, ang maginoo na pag-record ng stereo ay hindi palaging sapat. Ang pangunahing dahilan nito ay nakasalalay sa katotohanan na ang isang stereo signal na dumarating sa tagapakinig mula sa dalawang pisikal na pinagmumulan ng tunog ay tumutukoy sa lokasyon ng mga haka-haka na pinagmumulan lamang sa eroplano kung saan matatagpuan ang tunay na pisikal na pinagmumulan ng tunog. Naturally, hindi posibleng “palibutan ng tunog ang nakikinig.” Sa pangkalahatan, sa parehong dahilan, ang ideya na ang surround sound ay ibinibigay ng quadraphonic (four-channel) system (dalawang source sa harap ng nakikinig at dalawa sa likod niya) ay isa ring maling kuru-kuro. Sa pangkalahatan, sa pamamagitan ng pagsasagawa ng multi-channel na pag-record, naihatid lang namin sa nakikinig ang tunog dahil ito ay "narinig" ng mga kagamitan sa pagtanggap ng tunog (microphones) na inilagay namin, at wala nang iba pa. Upang muling likhain ang higit pa o hindi gaanong makatotohanan, tunay na nakapaligid na tunog, ginagamit nila ang paggamit ng iba't ibang mga diskarte, na batay sa mas kumplikadong mga diskarte na gayahin ang mga tampok ng sistema ng pandinig ng tao, pati na rin ang mga pisikal na tampok at epekto ng paghahatid ng tunog signal sa kalawakan.

Ang isa sa mga tool ay ang paggamit ng HRTF (Head Related Transfer Function). Gamit ang paraang ito (talagang isang library ng mga function), ang audio signal ay maaaring ma-convert sa isang espesyal na paraan at magbigay ng medyo makatotohanang surround sound, na idinisenyo upang pakinggan kahit na may mga headphone.

Ang kakanyahan ng HRTF ay ang akumulasyon ng isang library ng mga pag-andar na naglalarawan sa psychophysical na modelo ng pang-unawa ng tatlong-dimensional na tunog ng sistema ng pandinig ng tao. Upang lumikha ng mga aklatan ng HRTF, isang artipisyal na manikin KEMAR (Knowles Electronics Manikin para sa Auditory Research) o isang espesyal na "digital na tainga" ay ginagamit. Sa kaso ng paggamit ng isang mannequin, ang kakanyahan ng mga sukat na kinuha ay ang mga sumusunod. Ang mga mikropono ay itinayo sa mga tainga ng mannequin, sa tulong kung saan isinasagawa ang pag-record. Ang tunog ay ginawa ng mga mapagkukunan na matatagpuan sa paligid ng mannequin. Bilang resulta, ang pag-record mula sa bawat mikropono ay kumakatawan sa tunog na "naririnig" ng kaukulang tainga ng mannequin, na isinasaalang-alang ang lahat ng mga pagbabago na naranasan ng tunog patungo sa tainga (pagpapahina at pagbaluktot bilang resulta ng pagyuko sa paligid ng ulo at repleksyon mula sa iba't ibang bahagi nito). Kinakalkula ang mga function ng HRTF na isinasaalang-alang ang orihinal na tunog at ang tunog na "narinig" ng mannequin. Sa totoo lang, ang mga eksperimento mismo ay binubuo ng paggawa ng iba't ibang pagsubok at tunay na mga signal ng tunog, pagre-record ng mga ito gamit ang isang mannequin at karagdagang pagsusuri. Ang base ng mga function na naipon sa ganitong paraan ay nagbibigay-daan sa iyo upang iproseso ang anumang tunog upang kapag ito ay nilalaro sa pamamagitan ng mga headphone, ang nakikinig ay nakakakuha ng impresyon na ang tunog ay hindi nagmumula sa mga headphone, ngunit mula sa isang lugar sa espasyo na nakapalibot sa kanya.

Kaya, ang HRTF ay isang hanay ng mga pagbabagong dinaranas ng sound signal mula sa pinagmumulan ng tunog patungo sa sistema ng pandinig ng tao. Kapag empirically kalkulado, HRTFs ay maaaring gamitin upang iproseso ang audio signal upang gayahin ang aktwal na mga pagbabago sa tunog habang ito ay naglalakbay mula sa pinagmulan patungo sa tagapakinig. Sa kabila ng tagumpay ng ideya, ang HRTF, siyempre, ay mayroon ding mga negatibong panig, ngunit sa pangkalahatan ang ideya ng paggamit ng HRTF ay medyo matagumpay. Ang paggamit ng HRTF sa isang anyo o iba pa ay pinagbabatayan ng maraming modernong surround sound na teknolohiya, gaya ng QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) at iba pa.

Ang isang audio signal ng anumang kalikasan ay maaaring ilarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na hanay ng mga pisikal na katangian: dalas, intensity, tagal, istraktura ng oras, spectrum, atbp. (Fig. 1). Ang mga ito ay tumutugma sa ilang mga subjective na sensasyon na lumitaw kapag ang auditory system ay nakakakita ng mga tunog: volume, pitch, timbre, beats, consonance-dissonance, masking, localization-stereo effect, atbp.

Ang mga pandinig na sensasyon ay nauugnay sa mga pisikal na katangian sa isang hindi maliwanag at hindi linear na paraan, halimbawa, ang lakas ay nakasalalay sa intensity ng tunog, dalas nito, spectrum, atbp.

Noong nakaraang siglo, itinatag ang batas ni Fechner, na nagkumpirma na ang relasyong ito ay hindi linear: "Ang mga sensasyon ay proporsyonal sa ratio ng logarithms ng stimulus." Halimbawa, ang mga sensasyon ng isang pagbabago sa dami ay pangunahing nauugnay sa isang pagbabago sa logarithm ng intensity, taas - na may pagbabago sa logarithm ng dalas, atbp.

Kinikilala niya ang lahat ng tunog na impormasyon na natatanggap ng isang tao mula sa labas ng mundo (ito ay humigit-kumulang 25% ng kabuuan) sa tulong ng sistema ng pandinig at ang gawain ng mas mataas na bahagi ng utak, isinasalin ito sa mundo ng kanyang mga sensasyon. , at gumagawa ng mga desisyon kung paano tumugon dito.

Bago natin simulan ang pag-aaral ng problema kung paano nakikita ng auditory system ang pitch, pag-isipan natin sandali ang mekanismo ng operasyon ng auditory system. Maraming bago at napaka-kagiliw-giliw na mga resulta ang nakuha na ngayon sa direksyong ito.

Ang auditory system ay isang uri ng tumatanggap ng impormasyon at binubuo ng peripheral na bahagi at mas mataas na bahagi ng auditory system. Ang mga proseso ng pagbabagong-anyo ng mga sound signal sa peripheral na bahagi ng auditory analyzer ay pinaka-pinag-aralan.

Peripheral na bahagi

Ito ay isang acoustic antenna na tumatanggap, naglo-localize, nakatutok at nagpapalakas ng sound signal; - mikropono; - frequency at time analyzer; - isang analog-to-digital converter na nagko-convert ng analog signal sa binary nerve impulses - mga electrical discharge.

Ang isang pangkalahatang-ideya ng peripheral auditory system ay ipinapakita sa Figure 2. Karaniwan, ang peripheral auditory system ay nahahati sa tatlong bahagi: ang panlabas, gitna, at panloob na tainga.

Ang panlabas na tainga ay binubuo ng pinna at ang kanal ng tainga, na nagtatapos sa isang manipis na lamad na tinatawag na eardrum. Ang mga panlabas na tainga at ulo ay mga bahagi ng isang panlabas na acoustic antenna na nag-uugnay (nagtutugma) sa eardrum sa panlabas na field ng tunog. Ang mga pangunahing pag-andar ng panlabas na tainga ay binaural (spatial) perception, sound source localization, at amplification ng sound energy, lalo na sa mid- at high-frequency na mga rehiyon. Ang auditory canal ay isang curved cylindrical tube na 22.5 mm ang haba, na may unang resonant frequency na humigit-kumulang 2.6 kHz, kaya sa frequency region na ito ay makabuluhang pinalalakas nito ang sound signal, at dito matatagpuan ang rehiyon ng maximum na sensitivity ng pandinig. Ang eardrum ay isang manipis na pelikula na 74 microns ang kapal, na hugis kono na ang dulo nito ay nakaharap sa gitnang tainga. Sa mababang frequency ito ay gumagalaw tulad ng isang piston, sa mas mataas na frequency ito ay bumubuo ng isang kumplikadong sistema ng mga linya ng nodal, na mahalaga din para sa pagpapalakas ng tunog.

Ang gitnang tainga ay isang lukab na puno ng hangin na konektado sa nasopharynx ng Eustachian tube upang ipantay ang presyon ng atmospera. Kapag nagbago ang presyon ng atmospera, maaaring pumasok o umalis ang hangin sa gitnang tainga, kaya hindi tumutugon ang eardrum sa mabagal na pagbabago sa static pressure - pagbaba at pag-akyat, atbp. Ang gitnang tainga ay naglalaman ng tatlong maliliit na auditory ossicle: ang malleus, ang incus, at ang stapes. Ang malleus ay nakakabit sa eardrum sa isang dulo, ang isa ay nakikipag-ugnayan sa incus, na konektado sa mga stapes sa tulong ng isang maliit na ligament. Ang base ng mga stapes ay konektado sa hugis-itlog na bintana sa panloob na tainga.

Ang gitnang tainga ay gumaganap ng mga sumusunod na pag-andar: pagtutugma ng impedance ng kapaligiran ng hangin sa likidong kapaligiran ng cochlea ng panloob na tainga; proteksyon mula sa malalakas na tunog (acoustic reflex); amplification (mekanismo ng lever), dahil sa kung saan ang presyon ng tunog na ipinadala sa panloob na tainga ay pinalakas ng halos 38 dB kumpara sa tumama sa eardrum.

Ang panloob na tainga ay matatagpuan sa isang labirint ng mga kanal sa temporal na buto, at kasama ang organ ng balanse (vestibular apparatus) at ang cochlea.

Ang cochlea ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa auditory perception. Ito ay isang tubo ng variable cross-section, nakapulupot ng tatlong beses tulad ng buntot ng ahas. Kapag nabuksan, ito ay 3.5 cm ang haba. Sa loob, ang kuhol ay may napakasalimuot na istraktura. Kasama ang buong haba nito, nahahati ito ng dalawang lamad sa tatlong cavity: ang scala vestibule, ang median cavity at ang scala tympani (Fig. 3). Ang gitnang lukab ay sarado mula sa itaas ng Reissner membrane, mula sa ibaba ng basilar membrane. Ang lahat ng mga cavity ay puno ng likido. Ang itaas at ibabang mga lukab ay konektado sa pamamagitan ng isang pagbubukas sa tuktok ng cochlea (helicotrema). Sa itaas na lukab mayroong isang hugis-itlog na bintana, kung saan ang mga stapes ay nagpapadala ng mga panginginig ng boses sa panloob na tainga, sa ibabang lukab ay may isang bilog na bintana na bumalik sa gitnang tainga. Ang basilar membrane ay binubuo ng ilang libong transverse fibers: haba 32 mm, lapad sa stapes - 0.05 mm (ang dulo na ito ay makitid, magaan at matibay), sa helicotrema - 0.5 mm ang lapad (ang dulo na ito ay mas makapal at malambot). Sa panloob na bahagi ng basilar membrane ay ang organ ng Corti, at sa loob nito ay may mga dalubhasang auditory receptor - mga selula ng buhok. Sa transverse na direksyon, ang organ ng Corti ay binubuo ng isang hilera ng panloob na mga selula ng buhok at tatlong hanay ng mga panlabas na selula ng buhok. Isang lagusan ang nabuo sa pagitan nila. Ang auditory nerve fibers ay tumatawid sa tunel at nakikipag-ugnayan sa mga selula ng buhok.

Ang auditory nerve ay isang baluktot na trunk, ang core nito ay binubuo ng mga fibers na umaabot mula sa tuktok ng cochlea, at ang mga panlabas na layer mula sa mas mababang mga seksyon nito. Ang pagpasok sa stem ng utak, ang mga neuron ay nakikipag-ugnayan sa mga cell sa iba't ibang antas, tumataas sa cortex at tumatawid sa daan upang ang pandinig na impormasyon mula sa kaliwang tainga ay higit na dumarating sa kanang hemisphere, kung saan ang emosyonal na impormasyon ay pangunahing pinoproseso, at mula sa kanang tainga. sa kaliwang hemisphere, kung saan pangunahing pinoproseso ang semantikong impormasyon. Sa cortex, ang mga pangunahing zone ng pandinig ay matatagpuan sa temporal na rehiyon, at mayroong patuloy na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng parehong hemispheres.

Ang pangkalahatang mekanismo ng paghahatid ng tunog ay maaaring gawing simple tulad ng sumusunod: ang mga sound wave ay dumadaan sa sound channel at nagpapasigla sa mga vibrations ng eardrum. Ang mga vibrations na ito ay ipinapadala sa pamamagitan ng ossicular system ng gitnang tainga patungo sa oval window, na nagtutulak ng likido sa itaas na bahagi ng cochlea (scalena vestibule), isang pressure impulse ang bumangon dito, na nagiging sanhi ng pag-agos ng likido mula sa itaas na kalahati hanggang sa. ang mas mababang kalahati sa pamamagitan ng scala tympani at helicotrema at naglalagay ng presyon sa lamad ng bilog na bintana , na nagiging sanhi ng paglipat nito sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng mga stapes. Ang paggalaw ng likido ay nagdudulot ng mga vibrations ng basilar membrane (traveling wave) (Fig. 4). Ang pagbabago ng mekanikal na vibrations ng lamad sa discrete electrical impulses ng nerve fibers ay nangyayari sa organ ng Corti. Kapag ang basilar membrane ay nag-vibrate, ang cilia sa mga selula ng buhok ay yumuko, at ito ay bumubuo ng isang potensyal na elektrikal, na nagiging sanhi ng daloy ng mga electrical nerve impulses na nagdadala ng lahat ng kinakailangang impormasyon tungkol sa natanggap na sound signal sa utak para sa karagdagang pagproseso at pagtugon.

Ang mas matataas na bahagi ng auditory system (kabilang ang auditory cortex) ay maaaring ituring bilang isang lohikal na processor na kinikilala (nagde-decode) ng mga kapaki-pakinabang na signal ng tunog laban sa background ng ingay, pinapangkat ang mga ito ayon sa ilang mga katangian, inihahambing ang mga ito sa mga imahe sa memorya, tinutukoy ang kanilang halaga ng impormasyon at gumagawa ng mga desisyon tungkol sa mga aksyong pagtugon.

Ang sound wave ay isang dobleng oscillation ng medium, kung saan ang isang yugto ng pagtaas at pagbaba ng presyon ay nakikilala. Ang mga sound vibrations ay pumapasok sa panlabas na auditory canal, umabot sa eardrum at nagiging sanhi ng pag-vibrate nito. Sa yugto ng pagtaas ng presyon o pampalapot, ang eardrum, kasama ang hawakan ng martilyo, ay gumagalaw papasok. Sa kasong ito, ang katawan ng anvil, na konektado sa ulo ng martilyo, dahil sa suspensory ligaments, ay gumagalaw palabas, at ang mahabang usbong ng anvil ay gumagalaw papasok, kaya inilipat ang stirrup papasok. Sa pamamagitan ng pagpindot sa bintana ng vestibule, ang mga stapes ay mabilis na humahantong sa isang displacement ng perilymph ng vestibule. Ang karagdagang pagpapalaganap ng alon sa kahabaan ng hagdanan ng vestibule ay nagpapadala ng mga oscillatory na paggalaw sa Reissner membrane, na kung saan ay nagtatakda sa paggalaw ng endolymph at, sa pamamagitan ng pangunahing lamad, ang perilymph ng scala tympani. Bilang resulta ng paggalaw na ito ng perilymph, nangyayari ang mga vibrations ng pangunahing at Reissner membranes. Sa bawat paggalaw ng mga stapes patungo sa vestibule, ang perilymph sa huli ay humahantong sa isang displacement ng lamad ng vestibule patungo sa tympanic cavity. Sa yugto ng pagbabawas ng presyon, ang sistema ng paghahatid ay bumalik sa orihinal na posisyon nito.

Ang ruta ng hangin para sa paghahatid ng mga tunog sa panloob na tainga ay ang pangunahing isa. Ang isa pang paraan ng pagsasagawa ng mga tunog sa spiral organ ay bone (tissue) conduction. Sa kasong ito, may mekanismo kung saan ang mga tunog na vibrations ng hangin ay tumama sa mga buto ng bungo, kumalat sa mga ito at umabot sa cochlea. Gayunpaman, ang mekanismo ng paghahatid ng tunog ng bone-tissue ay maaaring maging dalawang beses. Sa isang kaso, ang isang sound wave sa anyo ng dalawang phase, na kumakalat sa kahabaan ng buto hanggang sa likidong media ng panloob na tainga, sa yugto ng presyon ay lalabas ang lamad ng bilog na bintana at, sa isang mas mababang lawak, ang base ng stapes (isinasaalang-alang ang praktikal na incompressibility ng likido). Kasabay ng tulad ng isang mekanismo ng compression, isa pang - inertial na opsyon - ay maaaring sundin. Sa kasong ito, kapag ang tunog ay isinasagawa sa pamamagitan ng buto, ang panginginig ng boses ng sound-conducting system ay hindi magkakasabay sa panginginig ng boses ng mga buto ng bungo at, samakatuwid, ang pangunahing at Reissner membranes ay manginig at magpapasigla sa spiral organ sa karaniwang paraan. . Ang panginginig ng boses ng mga buto ng bungo ay maaaring sanhi ng paghawak dito ng tumutunog na tinidor o telepono. Kaya, ang ruta ng paghahatid ng buto ay nagiging napakahalaga kapag ang paghahatid ng tunog sa pamamagitan ng hangin ay nagambala.

Auricle. Ang papel ng auricle sa pisyolohiya ng pandinig ng tao ay maliit. Ito ay may ilang kabuluhan sa ototopics at bilang mga collectors ng sound waves.

Panlabas na auditory canal. Ito ay hugis tulad ng isang tubo, na ginagawa itong isang mahusay na conductor ng mga tunog sa lalim. Ang lapad at hugis ng kanal ng tainga ay hindi gumaganap ng isang espesyal na papel sa paghahatid ng tunog. Kasabay nito, ang mekanikal na pagbara nito ay pumipigil sa pagpapalaganap ng mga sound wave sa eardrum at humahantong sa isang kapansin-pansing pagkasira sa pandinig. Sa auditory canal malapit sa eardrum, ang isang pare-parehong antas ng temperatura at halumigmig ay pinananatili, anuman ang pagbabagu-bago sa temperatura at halumigmig sa panlabas na kapaligiran, na nagsisiguro sa katatagan ng nababanat na media ng tympanic cavity. Dahil sa espesyal na istraktura ng panlabas na tainga, ang presyon ng sound wave sa panlabas na auditory canal ay dalawang beses na mas mataas kaysa sa libreng sound field.

Eardrum at auditory ossicles. Ang pangunahing papel ng eardrum at auditory ossicles ay upang baguhin ang mga tunog na vibrations ng malaking amplitude at mababang puwersa sa mga vibrations ng mga likido ng panloob na tainga na may mababang amplitude at mataas na puwersa (presyon). Ang mga vibrations ng eardrum ay nagdadala ng martilyo, incus at stirrup sa subordination. Sa turn, ang stirrup ay nagpapadala ng mga vibrations sa perilymph, na nagiging sanhi ng pag-aalis ng mga lamad ng cochlear duct. Ang paggalaw ng pangunahing lamad ay nagiging sanhi ng pangangati ng mga sensitibong selula ng buhok ng spiral organ, bilang isang resulta kung saan ang mga nerve impulses ay lumitaw na sumusunod sa auditory pathway sa cerebral cortex.

Ang eardrum ay nag-vibrate pangunahin sa ibabang kuwadrante nito na may kasabay na paggalaw ng martilyo na nakakabit dito. Mas malapit sa paligid, bumababa ang mga pagbabagu-bago nito. Sa maximum na intensity ng tunog, ang mga vibrations ng eardrum ay maaaring mag-iba mula sa 0.05 hanggang 0.5 mm, na ang hanay ng mga vibrations ay mas malaki para sa mga low-frequency na tono at mas maliit para sa mga high-frequency na tono.

Ang epekto ng pagbabagong-anyo ay nakamit dahil sa pagkakaiba sa lugar ng eardrum at ang lugar ng base ng mga stapes, ang ratio kung saan ay humigit-kumulang 55:3 (area ratio 18:1), pati na rin dahil sa lever system ng auditory ossicles. Kapag na-convert sa dB, ang pagkilos ng lever ng auditory ossicular system ay 2 dB, at ang pagtaas ng sound pressure dahil sa pagkakaiba sa ratio ng mga epektibong lugar ng eardrum sa base ng stapes ay nagbibigay ng sound amplification na 23 - 24 dB.

Ayon kay Bekeshi /I960/, ang kabuuang acoustic gain ng sound pressure transformer ay 25 - 26 dB. Ang pagtaas ng presyon na ito ay nagbabayad para sa natural na pagkawala ng enerhiya ng tunog na nangyayari bilang resulta ng pagmuni-muni ng sound wave sa panahon ng paglipat nito mula sa hangin patungo sa likido, lalo na para sa mababa at katamtamang mga frequency (Wulstein JL, 1972).

Bilang karagdagan sa pagbabago ng presyon ng tunog, ang eardrum; gumaganap din ang function ng sound protection (screening) ng snail window. Karaniwan, ang presyur ng tunog na ipinadala sa pamamagitan ng sistema ng auditory ossicles sa media ng cochlea ay umaabot sa bintana ng vestibule medyo mas maaga kaysa sa pag-abot nito sa bintana ng cochlea sa pamamagitan ng hangin. Dahil sa pagkakaiba ng presyon at pagbabago ng bahagi, nangyayari ang paggalaw ng perilymph, na nagiging sanhi ng pagyuko ng pangunahing lamad at pangangati ng receptor apparatus. Sa kasong ito, ang lamad ng cochlear window ay umuusad nang sabay-sabay sa base ng mga stapes, ngunit sa kabaligtaran ng direksyon. Sa kawalan ng eardrum, ang mekanismong ito ng paghahatid ng tunog ay nagambala: ang susunod na alon ng tunog mula sa panlabas na auditory canal nang sabay-sabay sa yugto ay umabot sa bintana ng vestibule at cochlea, bilang isang resulta kung saan ang epekto ng alon ay kinansela ang bawat isa. iba pa. Sa teoryang, walang dapat na pagbabago ng perilymph at pangangati ng mga sensitibong selula ng buhok. Sa katunayan, na may kumpletong depekto ng eardrum, kapag ang parehong mga bintana ay pantay na naa-access sa mga sound wave, ang pandinig ay nabawasan sa 45 - 50. Ang pagkasira ng chain ng auditory ossicles ay sinamahan ng makabuluhang pagkawala ng pandinig (hanggang sa 50-60 dB) .

Ang mga tampok ng disenyo ng sistema ng pingga ay nagbibigay-daan hindi lamang upang palakasin ang mahinang mga tunog, kundi pati na rin upang magsagawa ng isang proteksiyon na function sa isang tiyak na lawak - upang pahinain ang paghahatid ng mga malalakas na tunog. Sa mahinang tunog, ang base ng stirrup ay pangunahing nag-vibrate sa paligid ng isang patayong axis. Sa malakas na tunog, ang pagdulas ay nangyayari sa incus-malleus joint, pangunahin na may mga mababang-dalas na tono, bilang isang resulta kung saan ang paggalaw ng mahabang proseso ng malleus ay limitado. Kasabay nito, ang base ng stirrup ay nagsisimulang mag-vibrate nang nakararami sa pahalang na eroplano, na nagpapahina rin sa paghahatid ng enerhiya ng tunog.

Bilang karagdagan sa eardrum at auditory ossicles, ang panloob na tainga ay protektado mula sa labis na enerhiya ng tunog sa pamamagitan ng pagkontrata ng mga kalamnan ng tympanic cavity. Kapag ang mga stapes na kalamnan ay nagkontrata, kapag ang acoustic impedance ng gitnang tainga ay tumaas nang husto, ang sensitivity ng panloob na tainga sa mga tunog ng pangunahing mababang frequency ay bumababa sa 45 dB. Batay dito, mayroong isang opinyon na ang stapedius na kalamnan ay nagpoprotekta sa panloob na tainga mula sa labis na enerhiya ng mga tunog na mababa ang dalas (Undrits V.F. et al., 1962; Moroz B.S., 1978)

Ang pag-andar ng tensor tympani na kalamnan ay nananatiling hindi gaanong naiintindihan. Ito ay pinaniniwalaan na may higit na kinalaman sa pag-ventilate sa gitnang tainga at pagpapanatili ng normal na presyon sa tympanic cavity kaysa sa pagprotekta sa panloob na tainga. Ang parehong mga intraauricular na kalamnan ay umuurong din kapag binubuksan ang bibig at lumulunok. Sa sandaling ito, ang sensitivity ng cochlea sa pang-unawa ng mababang tunog ay bumababa.

Ang sound-conducting system ng gitnang tainga ay gumagana nang mahusay kapag ang presyon ng hangin sa tympanic cavity at mastoid cells ay katumbas ng atmospheric pressure. Karaniwan, ang presyon ng hangin sa gitnang sistema ng tainga ay balanse sa presyon ng panlabas na kapaligiran; ito ay nakamit salamat sa auditory tube, na, na nagbubukas sa nasopharynx, ay nagbibigay ng daloy ng hangin sa tympanic cavity. Gayunpaman, ang tuluy-tuloy na pagsipsip ng hangin ng mauhog lamad ng tympanic cavity ay lumilikha ng isang bahagyang negatibong presyon sa loob nito, na nangangailangan ng patuloy na pagkakapantay-pantay sa presyon ng atmospera. Sa isang kalmadong estado, ang auditory tube ay karaniwang sarado. Ito ay bumubukas kapag lumulunok o humikab bilang resulta ng pag-urong ng mga kalamnan ng malambot na palad (na nag-uunat at nagpapataas ng malambot na palad). Kapag ang auditory tube ay nagsasara bilang isang resulta ng isang pathological na proseso, kapag ang hangin ay hindi pumapasok sa tympanic cavity, ang matinding negatibong presyon ay nangyayari. Ito ay humahantong sa pagbawas sa sensitivity ng pandinig, pati na rin sa transudation ng serous fluid mula sa mauhog lamad ng gitnang tainga. Ang pagkawala ng pandinig sa kasong ito, pangunahin para sa mga tono ng mababa at katamtamang mga frequency, ay umaabot sa 20 - 30 dB. Ang paglabag sa function ng bentilasyon ng auditory tube ay nakakaapekto rin sa intralabyrinthine pressure ng mga likido ng panloob na tainga, na kung saan ay nakapipinsala sa pagpapadaloy ng mga tunog na mababa ang dalas.

Ang mga sound wave, na nagiging sanhi ng paggalaw ng labyrinthine fluid, ay nag-vibrate sa pangunahing lamad kung saan matatagpuan ang mga sensitibong selula ng buhok ng spiral organ. Ang pangangati ng mga selula ng buhok ay sinamahan ng isang nerve impulse na pumapasok sa spiral ganglion, at pagkatapos ay kasama ang auditory nerve sa mga gitnang bahagi ng analyzer.

Ang pakiramdam ng pandinig ay isa sa pinakamahalaga sa buhay ng tao. Ang pakikinig at pagsasalita nang magkasama ay bumubuo ng isang mahalagang paraan ng komunikasyon sa pagitan ng mga tao at nagsisilbing batayan para sa mga relasyon sa pagitan ng mga tao sa lipunan. Ang pagkawala ng pandinig ay maaaring humantong sa mga kaguluhan sa pag-uugali ng isang tao. Ang mga batang bingi ay hindi maaaring matuto ng buong pananalita.

Sa tulong ng pandinig, ang isang tao ay nakakakuha ng iba't ibang mga tunog na nagpapahiwatig kung ano ang nangyayari sa labas ng mundo, ang mga tunog ng kalikasan sa paligid natin - ang kaluskos ng kagubatan, ang pag-awit ng mga ibon, ang mga tunog ng dagat, pati na rin ang iba't ibang piraso ng musika. Sa tulong ng pandinig, ang pang-unawa sa mundo ay nagiging mas maliwanag at mas mayaman.

Ang tainga at ang pag-andar nito. Ang tunog, o sound wave, ay isang alternating rarefaction at condensation ng hangin, na kumakalat sa lahat ng direksyon mula sa pinagmulan ng tunog. At ang pinagmulan ng tunog ay maaaring anumang oscillating body. Ang mga sound vibrations ay nakikita ng ating organ sa pandinig.

Ang organ ng pandinig ay napakakumplikado at binubuo ng panlabas, gitna at panloob na tainga. Ang panlabas na tainga ay binubuo ng pinna at ang auditory canal. Ang mga tainga ng maraming hayop ay maaaring gumalaw. Tinutulungan nito ang hayop na matukoy kung saan nanggagaling kahit ang pinakatahimik na tunog. Ang mga tainga ng tao ay nagsisilbi rin upang matukoy ang direksyon ng tunog, kahit na hindi sila mobile. Ang auditory canal ay nag-uugnay sa panlabas na tainga sa susunod na seksyon - ang gitnang tainga.

Ang auditory canal ay naharang sa panloob na dulo ng isang mahigpit na nakaunat na eardrum. Ang isang sound wave na tumatama sa eardrum ay nagiging sanhi ng pag-vibrate at pag-vibrate nito. Kung mas mataas ang tunog, mas mataas ang tunog, mas mataas ang dalas ng panginginig ng boses ng eardrum. Kung mas malakas ang tunog, mas nag-vibrate ang lamad. Ngunit kung ang tunog ay napakahina, halos hindi naririnig, kung gayon ang mga panginginig ng boses na ito ay napakaliit. Ang pinakamababang audibility ng isang sinanay na tainga ay halos nasa hangganan ng mga panginginig ng boses na nilikha ng random na paggalaw ng mga molekula ng hangin. Nangangahulugan ito na ang tainga ng tao ay isang natatanging hearing device sa mga tuntunin ng sensitivity.

Sa likod ng eardrum ay matatagpuan ang puno ng hangin na lukab ng gitnang tainga. Ang lukab na ito ay konektado sa nasopharynx sa pamamagitan ng isang makitid na daanan - ang auditory tube. Kapag lumulunok, ang hangin ay ipinagpapalit sa pagitan ng pharynx at gitnang tainga. Ang isang pagbabago sa presyon ng hangin sa labas, halimbawa sa isang eroplano, ay nagdudulot ng hindi kasiya-siyang sensasyon - "mabalabal na tainga". Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagpapalihis ng eardrum dahil sa pagkakaiba sa pagitan ng atmospheric pressure at pressure sa gitnang lukab ng tainga. Kapag lumulunok, ang auditory tube ay bubukas at ang presyon sa magkabilang panig ng eardrum ay equalized.

Sa gitnang tainga mayroong tatlong maliliit na buto na konektado sa serye: ang malleus, ang incus at ang stirrup. Ang malleus, na konektado sa eardrum, ay nagpapadala muna ng mga vibrations nito sa anvil, at pagkatapos ay ang mga pinahusay na vibrations ay ipinapadala sa stirrup. Sa plato na naghihiwalay sa lukab ng gitnang tainga mula sa lukab ng panloob na tainga, mayroong dalawang bintana na natatakpan ng manipis na lamad. Ang isang bintana ay hugis-itlog, isang stirrup ang "kumakatok" dito, ang isa ay bilog.

Sa likod ng gitnang tainga ay nagsisimula ang panloob na tainga. Ito ay matatagpuan malalim sa temporal na buto ng bungo. Ang panloob na tainga ay isang sistema ng labyrinths at convoluted canals na puno ng likido. Mayroong dalawang organo sa labirint: ang organ ng pandinig - ang cochlea at ang organ ng balanse - ang vestibular apparatus. Ang cochlea ay isang spirally twisted bone canal na may dalawa't kalahating pagliko sa mga tao. Ang mga panginginig ng boses ng lamad ng hugis-itlog na bintana ay ipinapadala sa likidong pumupuno sa panloob na tainga. At ito naman, ay nagsisimulang mag-oscillate na may parehong dalas. Ang pag-vibrate, ang likido ay nakakairita sa mga auditory receptor na matatagpuan sa cochlea. Ang cochlear canal ay nahahati sa kalahati kasama ang buong haba nito sa pamamagitan ng isang membranous septum. Ang bahagi ng partisyon na ito ay binubuo ng isang manipis na lamad - isang lamad. Sa lamad mayroong mga perceptive na selula - mga auditory receptor. Ang mga pagbabagu-bago sa fluid na pumupuno sa cochlea ay nakakairita sa mga indibidwal na auditory receptor. Bumubuo sila ng mga impulses na ipinapadala kasama ang auditory nerve patungo sa utak. Ipinapakita ng diagram ang lahat ng mga sequential na proseso ng pag-convert ng sound wave sa isang nervous signal. Pandama ng pandinig. Ang utak ay nakikilala sa pagitan ng lakas, taas at kalikasan ng tunog, at ang lokasyon nito sa kalawakan. Naririnig natin ang magkabilang tainga, at ito ay napakahalaga sa pagtukoy sa direksyon ng tunog. Kung ang mga sound wave ay dumating nang sabay-sabay sa magkabilang tainga, pagkatapos ay nakikita natin ang tunog sa gitna (harap at likod). Kung ang mga sound wave ay dumating nang medyo mas maaga sa isang tainga kaysa sa isa, kung gayon nakikita natin ang tunog alinman sa kanan o sa kaliwa.