Ārējā auss ietver auss kauliņu, auss kanālu un bungādiņu, kas aptver auss kanāla iekšējo galu. Auss kanālam ir neregulāra izliekta forma. Pieaugušam cilvēkam tas ir aptuveni 2,5 cm garš un aptuveni 8 mm diametrā. Auss kanāla virsma ir klāta ar matiņiem un satur dziedzerus, kas izdala ausu sēru, kas nepieciešams ādas mitruma uzturēšanai. Dzirdes atvere nodrošina arī pastāvīgu bungādiņa temperatūru un mitrumu.
- Vidusauss
Vidusauss ir ar gaisu piepildīts dobums aiz bungādiņas. Šis dobums savienojas ar nazofarneksu caur Eistāhija cauruli, šauru skrimšļa kanālu, kas parasti ir slēgts. Norijot, tiek atvērta Eistāhija caurule, kas ļauj gaisam iekļūt dobumā un izlīdzināt spiedienu abās bungādiņas pusēs, lai nodrošinātu optimālu bungādiņas kustīgumu. Vidusausī ir trīs miniatūras dzirdes kauliņi: malleus, lakta un kāpslis. Viens malleus gals ir savienots ar bungādiņu, otrs ir savienots ar laktu, kas, savukārt, ir savienots ar kāpsli, un kāpslis ir savienots ar iekšējās auss gliemežnīcu. Bungplēvīte pastāvīgi svārstās skaņu ietekmē, ko uztver auss, un dzirdes kauli pārraida tās vibrācijas uz iekšējo ausi.
- iekšējā auss
Iekšējā auss satur vairākas struktūras, bet tikai gliemežnīca, kas savu nosaukumu ieguvusi no spirālveida formas, ir svarīga dzirdei. Auss gliemežnīca ir sadalīta trīs kanālos, kas piepildīti ar limfātiskajiem šķidrumiem. Šķidrums vidējā kanālā pēc sastāva atšķiras no šķidruma pārējos divos kanālos. Orgāns, kas tieši atbildīgs par dzirdi (Korti orgāns), atrodas vidējā kanālā. Korti orgāns satur aptuveni 30 000 matiņu šūnu, kas uztver šķidruma svārstības kanālā, ko izraisa kāpšļa kustība, un rada elektriskus impulsus, kas tiek pārraidīti pa dzirdes nervu uz dzirdes garozu. Katra matu šūna reaģē uz noteiktu skaņas frekvenci, augstās frekvences uztver šūnas gliemežnīcas apakšējā daļā, un šūnas, kas noregulētas uz zemām frekvencēm, atrodas augšējā gliemežģī. Ja matu šūnas kāda iemesla dēļ mirst, cilvēks pārstāj uztvert atbilstošo frekvenču skaņas.
- dzirdes ceļi
Dzirdes ceļi ir nervu šķiedru kopums, kas vada nervu impulsus no gliemežnīcas uz smadzeņu garozas dzirdes centriem, kā rezultātā rodas dzirdes sajūta. Dzirdes centri atrodas smadzeņu temporālajās daivās. Laiks, kas nepieciešams, lai dzirdes signāls pārietu no ārējās auss uz smadzeņu dzirdes centriem, ir aptuveni 10 milisekundes.
Kā darbojas cilvēka auss (zīmējums ar Siemens atbalstu)
Skaņas uztvere
Auss secīgi pārvērš skaņas bungplēvītes un dzirdes kauliņu mehāniskās vibrācijās, pēc tam gliemežnīcas šķidruma vibrācijās un visbeidzot elektriskos impulsos, kas pa centrālās dzirdes sistēmas ceļiem tiek pārraidīti uz smadzeņu temporālajām daivām. atpazīšanai un apstrādei.
Smadzenes un dzirdes ceļu starpmezgli iegūst ne tikai informāciju par skaņas augstumu un skaļumu, bet arī citus skaņas raksturlielumus, piemēram, laika intervālu starp brīžiem, kad skaņu uztver pa labi un pa kreisi. ausis - tas ir pamats cilvēka spējai noteikt virzienu, kurā skaņa nāk. Tajā pašā laikā smadzenes izvērtē gan no katras auss saņemto informāciju atsevišķi, gan apvieno visu saņemto informāciju vienā sajūtā.
Mūsu smadzenes glabā apkārtējo skaņu modeļus — pazīstamas balsis, mūziku, bīstamas skaņas utt. Tas palīdz smadzenēm, apstrādājot informāciju par skaņu, ātri atšķirt pazīstamas skaņas no nepazīstamām. Ar dzirdes zudumu smadzenes sāk saņemt izkropļotu informāciju (skaņas kļūst klusākas), kas noved pie kļūdām skaņu interpretācijā. No otras puses, smadzeņu bojājumus novecošanas, galvas traumu vai neiroloģisko slimību un traucējumu dēļ var pavadīt simptomi, kas līdzīgi dzirdes zudumam, piemēram, neuzmanība, atrautība no apkārtējās vides, nepietiekama reakcija. Lai pareizi dzirdētu un saprastu skaņas, nepieciešams koordinēts dzirdes analizatora un smadzeņu darbs. Tādējādi bez pārspīlējuma varam teikt, ka cilvēks dzird nevis ar ausīm, bet ar smadzenēm!
Cilvēka dzirdes sistēma ir sarežģīts un tajā pašā laikā ļoti interesants mehānisms. Lai skaidrāk iztēlotos, kas mums ir skaņa, mums ir jāsaprot, ko un kā mēs dzirdam.
Anatomijā cilvēka ausi parasti iedala trīs daļās: ārējā auss, vidusauss un iekšējā auss. Ārējā auss ietver auss kauliņu, kas palīdz koncentrēt skaņas vibrācijas, un ārējo dzirdes kanālu. Skaņas vilnis, iekļūstot ausī, iet tālāk pa dzirdes kanālu (tā garums ir aptuveni 3 cm un diametrs ir aptuveni 0,5) un nonāk vidusausī, kur tas skar bungādiņu, kas ir plāna caurspīdīga membrāna. Bungplēvīte pārvērš skaņas vilni vibrācijās (pastiprina vāja skaņas viļņa efektu un vājina spēcīgu). Šīs vibrācijas tiek pārraidītas pa kauliem, kas piestiprināti bungādiņai - āmuru, laktu un kāpsli - uz iekšējo ausi, kas ir locīta caurule ar šķidrumu apmēram 0,2 mm diametrā un apmēram 4 cm garumā.Šo cauruli sauc par gliemežnīcu. Auss gliemežnīcas iekšpusē ir vēl viena membrāna, ko sauc par bazilāro membrānu, kas atgādina 32 mm garu auklu, gar kuru atrodas jutīgas šūnas (vairāk nekā 20 tūkstoši šķiedru). Stīgas biezums gliemežnīcas sākumā un tās augšdaļā ir atšķirīgs. Šīs struktūras rezultātā membrāna rezonē ar dažādām tās daļām, reaģējot uz dažāda augstuma skaņas vibrācijām. Tātad augstfrekvences skaņa ietekmē nervu galus, kas atrodas gliemežnīcas sākumā, un zemas frekvences skaņas vibrācijas ietekmē galus tā augšdaļā. Skaņas vibrāciju frekvences atpazīšanas mehānisms ir diezgan sarežģīts. Kopumā tas sastāv no skarto nervu galu atrašanās vietas analīzes, kā arī no nervu galiem smadzenēs ienākošo impulsu biežuma analīzes.
Ir vesela zinātne, kas pēta cilvēka skaņas uztveres psiholoģiskās un fizioloģiskās īpašības. Šo zinātni sauc psihoakustika. Pēdējās desmitgadēs psihoakustika ir kļuvusi par vienu no nozīmīgākajām nozarēm skaņu tehnoloģiju jomā, jo galvenokārt pateicoties zināšanām psihoakustikas jomā, ir attīstījušās mūsdienu skaņas tehnoloģijas. Apskatīsim visvienkāršākos psihoakustikas noteiktos faktus.
Smadzenes saņem galveno informāciju par skaņas vibrācijām reģionā līdz 4 kHz. Šis fakts izrādās diezgan loģisks, ņemot vērā, ka visas galvenās cilvēka dzīvībai svarīgās skaņas atrodas šajā spektra joslā līdz 4 kHz (citu cilvēku un dzīvnieku balsis, ūdens, vēja skaņa utt.). Frekvences virs 4 kHz cilvēkiem ir tikai palīgierīces, ko apstiprina daudzi eksperimenti. Kopumā ir vispāratzīts, ka zemās frekvences ir "atbildīgas" par audio informācijas saprotamību, skaidrību, bet augstās frekvences ir atbildīgas par subjektīvo skaņas kvalitāti. Cilvēka dzirdes aparāts spēj atšķirt skaņas frekvences komponentus no 20-30 Hz līdz aptuveni 20 kHz. Norādītā augšējā robeža var svārstīties atkarībā no klausītāja vecuma un citiem faktoriem.
Lielākajā daļā mūzikas instrumentu skaņas spektrā tiek novērota frekvences sastāvdaļa, kas visvairāk izceļas amplitūdā. Viņi viņu sauc pamata frekvence vai galvenais tonis. Pamatfrekvence ir ļoti svarīgs skaņas parametrs, un lūk, kāpēc. Periodiskiem signāliem cilvēka dzirdes sistēma spēj atšķirt augstumu. Kā definējusi Starptautiskā standartu organizācija, piķis- šī ir subjektīva īpašība, kas izplata skaņas noteiktā mērogā no zemas uz augstu. Uztverto augstumu galvenokārt ietekmē toņa frekvence (periods), bet to var ietekmēt arī skaņas viļņa kopējā forma un sarežģītība (perioda forma). Toni var noteikt ar dzirdes sistēmu sarežģītiem signāliem, bet tikai tad, ja signāla pamattonis ir periodiskais izdevums(piemēram, aplaudēšanas vai šāviena skaņā tonis nav periodisks un līdz ar to auss nespēj novērtēt tā augstumu).
Kopumā atkarībā no spektra komponentu amplitūdām skaņa var iegūt atšķirīgu krāsu un tikt uztverta kā tonis vai kā troksnis. Ja spektrs ir diskrēts (tas ir, spektra grafikā ir skaidri izteiktas virsotnes), tad skaņa tiek uztverta kā tonis, ja ir viens maksimums, vai kā līdzskaņa, vairāku izteiktu pīķu klātbūtnes gadījumā. Ja skaņai ir nepārtraukts spektrs, tas ir, spektra frekvenču komponentu amplitūdas ir aptuveni vienādas, tad pēc auss šāda skaņa tiek uztverta kā troksnis. Lai demonstrētu ilustratīvu piemēru, var mēģināt eksperimentāli "uzražot" dažādus mūzikas toņus un harmonijas. Lai to izdarītu, skaļrunim ir jāpievieno vairāki tīru toņu ģeneratori, izmantojot papildinātāju ( oscilatori). Turklāt darīt to tā, lai būtu iespējams regulēt katra ģenerētā tīrā toņa amplitūdu un frekvenci. Paveiktā darba rezultātā būs iespējams sajaukt signālus no visiem oscilatoriem vēlamajā proporcijā un tādējādi radīt pilnīgi atšķirīgas skaņas. Apgūtā ierīce būs vienkāršākais skaņas sintezators.
Ļoti svarīga cilvēka dzirdes sistēmas īpašība ir spēja atšķirt divus toņus ar atšķirīgu frekvenci. Eksperimentālie testi ir parādījuši, ka diapazonā no 0 līdz 16 kHz cilvēka dzirde spēj atšķirt līdz pat 620 frekvenču gradācijas (atkarībā no skaņas intensitātes), savukārt aptuveni 140 gradācijas ir diapazonā no 0 līdz 500 Hz.
Skaņas augstuma uztveri tīriem toņiem ietekmē arī skaņas intensitāte un ilgums. Jo īpaši zems tīrs tonis šķitīs vēl zemāks, ja tiek palielināta tā intensitāte. Pretēja situācija tiek novērota ar augstfrekvences tīru toni - palielinot skaņas intensitāti, subjektīvi uztvertais tonis kļūs vēl augstāks.
Skaņas ilgums kritiski ietekmē uztverto augstumu. Tātad ļoti īsa (mazāk nekā 15 ms) jebkuras frekvences skaņa ausij šķitīs tikai ass klikšķis - auss nespēs atšķirt toni šādam signālam. Toņu sāk uztvert tikai pēc 15 ms frekvencēm diapazonā no 1000 līdz 2000 Hz un tikai pēc 60 ms frekvencēm, kas zemākas par 500 Hz. Šo fenomenu sauc dzirdes inerce . Dzirdes inerce ir saistīta ar bazilārās membrānas struktūru. Īslaicīgi skaņas uzliesmojumi nespēj likt membrānai rezonēt vēlamajā frekvencē, kas nozīmē, ka smadzenes nesaņem informāciju par ļoti īsu skaņu augstumu. Minimālais laiks, kas nepieciešams, lai atpazītu piķi, ir atkarīgs no audio signāla frekvences un, precīzāk, no viļņa garuma. Jo augstāka ir skaņas frekvence, jo īsāks ir skaņas viļņa viļņa garums, kas nozīmē, ka bazilārās membrānas vibrācijas tiek “noteiktas” ātrāk.
Dabā mēs gandrīz nekad nesastopam tīrus toņus. Jebkura mūzikas instrumenta skaņa ir sarežģīta un sastāv no daudziem frekvenču komponentiem. Kā jau teicām iepriekš, pat šādām skaņām auss spēj iestatīt to skaņas augstumu atbilstoši pamata toņa frekvencei un/vai tās harmonikas. Tomēr pat ar vienādu augstumu, piemēram, vijoles skaņa pēc auss atšķiras no flīģeļa skaņas. Tas ir saistīts ar to, ka papildus skaņas augstumam auss spēj novērtēt arī skaņas vispārējo raksturu, krāsu, tās tembrs. skaņas tembrsŠī ir skaņas uztveres kvalitāte, kas neatkarīgi no frekvences un amplitūdas ļauj atšķirt vienu skaņu no citas. Skaņas tembrs ir atkarīgs no skaņas kopējā spektrālā sastāva un spektrālo komponentu intensitātes, tas ir, no skaņas viļņa vispārējās formas, un faktiski nav atkarīgs no pamata toņa augstuma. Dzirdes sistēmas inerces fenomenam ir ievērojama ietekme uz skaņas tembru. Tas izpaužas, piemēram, ar to, ka tembra atpazīšana pēc auss aizņem apmēram 200 ms.
Skaņas skaļums ir viens no tiem jēdzieniem, ko lietojam ikdienā, nedomājot par to, kāda tam ir fiziska nozīme. Skaņas skaļums- tas ir psiholoģiskā īpašība skaņas uztvere, kas nosaka skaņas stipruma sajūtu. Skaņas skaļums, lai gan ir stingri saistīts ar intensitāti, palielinās nesamērīgi ar skaņas signāla intensitātes pieaugumu. Skaļumu ietekmē pīkstiena biežums un ilgums. Lai pareizi spriestu par saikni starp skaņas sajūtu (tās skaļumu) un kairinājumu (skaņas intensitātes līmeni), jāņem vērā, ka cilvēka dzirdes aparāta jutības izmaiņas precīzi neatbilst logaritmiskajam likumam. .
Skaņas skaļuma mērīšanai ir vairākas vienības. Pirmā vienība ir fons"(angļu valodā -" phon "). Mēdz teikt, ka "skaņas skaļuma līmenis ir n phon", ja vidusmēra klausītājs vērtē, ka signāls pēc skaļuma ir vienāds ar toni ar frekvenci 1000 Hz un spiediena līmeni n dB. Fons, tāpat kā decibels, būtībā nav mērvienība, bet gan relatīvi subjektīvs skaņas intensitātes raksturlielums. Uz att. 5 ir grafiks ar vienādām skaļuma līknēm.
Katra diagrammas līkne parāda vienādu skaļuma līmeni ar sākuma punktu 1000 Hz. Citiem vārdiem sakot, katra rinda atbilst kādai skaļuma vērtībai, ko mēra fonos. Piemēram, līnija "10 phon" parāda signāla līmeņus dB dažādās frekvencēs, ko klausītājs uztver kā skaļumu līdzvērtīgu signālam ar frekvenci 1000 Hz un līmeni 10 dB. Ir svarīgi atzīmēt, ka dotās līknes nav atsauces, bet ir dotas kā piemērs. Mūsdienu pētījumi skaidri parāda, ka līkņu forma pietiekamā mērā ir atkarīga no mērīšanas apstākļiem, telpas akustiskajām īpašībām, kā arī no skaņas avotu veida (skaļruņi, austiņas). Tādējādi nav vienāda skaļuma līkņu atsauces grafika.
Svarīga cilvēka dzirdes aparāta skaņas uztveres detaļa ir t.s dzirdes slieksnis - minimālā skaņas intensitāte, pie kuras sākas signāla uztvere. Kā mēs redzējām, cilvēka vienāds skaļuma līmenis nepaliek nemainīgs ar frekvenci. Citiem vārdiem sakot, dzirdes sistēmas jutība ir ļoti atkarīga gan no skaņas skaļuma, gan no tās frekvences. Jo īpaši dzirdes slieksnis dažādās frekvencēs nav vienāds. Piemēram, signāla dzirdes slieksnis aptuveni 3 kHz frekvencē ir nedaudz mazāks par 0 dB, bet 200 Hz frekvencē tas ir aptuveni 15 dB. Gluži pretēji, dzirdamības sāpju slieksnis ir maz atkarīgs no frekvences un svārstās no 100 līdz 130 dB. Dzirdes sliekšņa grafiks ir parādīts attēlā. 6. Ņemiet vērā, ka, tā kā dzirdes asums mainās līdz ar vecumu, dzirdamības sliekšņa grafiks augšējā frekvenču joslā dažādiem vecumiem ir atšķirīgs.
Frekvences komponenti, kuru amplitūda ir zem dzirdamības sliekšņa (tas ir, tie, kas atrodas zem dzirdamības sliekšņa grafika), ir neredzami ausij.
Interesants un ārkārtīgi svarīgs ir fakts, ka dzirdes sistēmas dzirdes slieksnis, kā arī vienāda skaļuma līknes dažādos apstākļos nav nemainīgs. Iepriekš parādītās dzirdamības sliekšņa diagrammas ir derīgas klusumam. Veicot eksperimentus, lai izmērītu dzirdes slieksni nevis pilnīgā klusumā, bet, piemēram, trokšņainā telpā vai kāda veida pastāvīgas fona skaņas klātbūtnē, grafiki izrādīsies atšķirīgi. Kopumā tas nemaz nepārsteidz. Galu galā, ejot pa ielu un runājot ar sarunu biedru, esam spiesti pārtraukt sarunu, kad mums garām brauc kravas automašīna, jo kravas automašīnas troksnis neļauj sadzirdēt sarunu biedru. Šo efektu sauc frekvenču maskēšana . Frekvences maskēšanas efekta parādīšanās iemesls ir dzirdes sistēmas skaņas uztveres shēma. Spēcīgs noteiktas frekvences f m amplitūdas signāls izraisa spēcīgus bazilārās membrānas traucējumus dažos tās segmentos. Signāls, kas ir tuvu frekvencei, bet vājāks amplitūdā, ar frekvenci f vairs nespēj ietekmēt membrānas svārstības, tāpēc nervu galiem un smadzenēm tas paliek “nepamanīts”.
Frekvences maskēšanas efekts ir spēkā frekvences komponentiem, kas vienlaikus atrodas signāla spektrā. Tomēr dzirdes inerces dēļ maskēšanas efekts var izplatīties arī laika gaitā. Tātad daži frekvenču komponenti var maskēt citu frekvenču komponentu pat tad, ja tie parādās spektrā nevis vienlaikus, bet ar zināmu kavēšanos laikā. Šo efektu sauc pagaidupar un maskēties. Gadījumā, ja maskējošais tonis laikā parādās agrāk nekā maskētais, tiek izsaukts efekts pasta maskēšanās . Gadījumā, ja maskējošais tonis parādās vēlāk nekā maskētais (iespējams arī šāds gadījums), efektu sauc pirms maskēšanās.
2.5. Telpiskā skaņa.
Cilvēks dzird ar divām ausīm un, pateicoties tam, spēj atšķirt skaņas signālu ierašanās virzienu. Šo cilvēka dzirdes sistēmas spēju sauc binaurālais efekts . Skaņu ienākšanas virziena atpazīšanas mehānisms ir sarežģīts un, jāsaka, tā izpētei un pielietošanas metodēm gals vēl nav pielikts.
Cilvēka ausis atrodas zināmā attālumā visā galvas platumā. Skaņas viļņa izplatīšanās ātrums ir salīdzinoši zems. Signāls, kas nāk no skaņas avota, kas atrodas pretī klausītājam, vienlaikus nonāk abās ausīs, un smadzenes to interpretē kā signāla avota atrašanās vietu aiz vai priekšā, bet ne uz sāniem. Ja signāls nāk no avota, kas pārvietots attiecībā pret galvas centru, tad skaņa vienā ausī nonāk ātrāk nekā otrā, kas ļauj smadzenēm to atbilstoši interpretēt kā signālu, kas nāk no kreisās vai labās puses, un pat aptuveni. noteikt ierašanās leņķi. Skaitliski signāla ienākšanas laika atšķirība kreisajā un labajā ausī, kas ir no 0 līdz 1 ms, novirza iedomāto skaņas avotu uz ausi, kas signālu uztver agrāk. Šo skaņas ienākšanas virziena noteikšanas metodi smadzenes izmanto frekvenču joslā no 300 Hz līdz 1 kHz. Skaņas ienākšanas virzienu frekvencēm virs 1 kHz nosaka cilvēka smadzenes, analizējot skaņas skaļumu. Fakts ir tāds, ka skaņas viļņi ar frekvenci virs 1 kHz gaisa telpā ātri vājina. Tāpēc skaņas viļņu intensitāte, kas sasniedz klausītāja kreiso un labo ausi, tik ļoti atšķiras, ka ļauj smadzenēm noteikt signāla ienākšanas virzienu pēc amplitūdu starpības. Ja skaņa vienā ausī ir dzirdama labāk nekā otrā, tad skaņas avots ir no tās auss puses, kurā tā dzirdama labāk. Svarīgs palīgs skaņas ienākšanas virziena noteikšanā ir cilvēka spēja pagriezt galvu pret šķietamo skaņas avotu, lai pārbaudītu definīcijas pareizību. Tiek izmantota smadzeņu spēja noteikt skaņas ienākšanas virzienu pēc signāla ienākšanas laika starpības kreisajā un labajā ausī, kā arī analizējot signāla skaļumu. stereofonija.
Tikai ar diviem skaņas avotiem ir iespējams radīt klausītājā sajūtu, ka starp diviem fiziskiem ir iedomāts skaņas avots. Turklāt šo iedomāto skaņas avotu var "atrast" jebkurā līnijas punktā, kas savieno divus fiziskus avotus. Lai to izdarītu, ir jāatskaņo viens audio ieraksts (piemēram, ar klavieru skaņu), izmantojot abus fiziskos avotus, taču dariet to ar zināmu laika nobīdi. par un kavēšanās vienā no tām un atbilstošā skaļuma atšķirība. Pareizi izmantojot aprakstīto efektu, izmantojot divu kanālu audio ierakstu, jūs varat nodot klausītājam gandrīz tādu pašu skaņas attēlu, kādu viņš justu, ja viņš personīgi apmeklētu, piemēram, kādu koncertu. Tādu divkanālu ierakstu sauc stereo. Tiek izsaukta viena kanāla ierakstīšana monofonisks.
Faktiski augstas kvalitātes ziņošanai par reālistisku telpisku skaņu klausītājam ne vienmēr pietiek ar parasto stereo ierakstu. Galvenais iemesls tam ir fakts, ka stereo signāls, kas klausītājam nāk no diviem fiziskiem skaņas avotiem, nosaka iedomātu avotu atrašanās vietu tikai tajā plaknē, kurā atrodas reālie fiziskie skaņas avoti. Dabiski, ka nav iespējams “apņemt klausītāju ar skaņu”. Kopumā šī paša iemesla dēļ maldīgs ir arī priekšstats, ka telpisko skaņu nodrošina kvadrafoniskā (četru kanālu) sistēma (divi avoti klausītājam priekšā un divi aiz viņa). Kopumā, veicot daudzkanālu ierakstu, mums izdodas nodot klausītājam tikai tādu skaņu, kādu to “dzirdēja” mūsu novietotā skaņas uztveršanas iekārta (mikrofoni), un neko vairāk. Lai atjaunotu vairāk vai mazāk reālistisku, patiesi telpisku skaņu, viņi izmanto principiāli atšķirīgas pieejas, kuru pamatā ir sarežģītākas metodes, kas modelē cilvēka dzirdes sistēmas iezīmes, kā arī pārraides fiziskās īpašības un efektus. skaņas signāli kosmosā.
Viens no šādiem rīkiem ir HRTF (Head Related Transfer Function) izmantošana. Izmantojot šo metodi (faktiski funkciju bibliotēku), audio signālu var pārveidot īpašā veidā un nodrošināt diezgan reālistisku telpisko skaņu, kas paredzēta klausīšanai pat ar austiņām.
HRTF būtība ir tādu funkciju bibliotēkas uzkrāšana, kas apraksta cilvēka dzirdes sistēmas telpiskās skaņas uztveres psihofizisko modeli. Lai izveidotu HRTF bibliotēkas, tiek izmantots mākslīgais manekens KEMAR (Knowles Electronics Manikin for Auditory Research) vai īpaša "digitālā auss". Manekena izmantošanas gadījumā mērījumu būtība ir šāda. Manekena ausīs ir iebūvēti mikrofoni, ar kuru palīdzību tiek veikts ieraksts. Skaņu atveido avoti, kas atrodas ap manekenu. Rezultātā ieraksts no katra mikrofona ir skaņa, ko "dzird" manekena atbilstošā auss, ņemot vērā visas izmaiņas, kuras skaņa ir piedzīvojusi ceļā uz ausi (vājināšanās un kropļojumi lieces rezultātā galva un atspulgi no dažādām tās daļām). HRTF funkciju aprēķins tiek veikts, ņemot vērā oriģinālo skaņu un manekena “dzirdamo” skaņu. Faktiski paši eksperimenti sastāv no dažādu testa un reālu skaņas signālu reproducēšanas, to ierakstīšanas ar manekena un turpmākās analīzes. Šādi uzkrātā funkciju bāze ļauj pēc tam apstrādāt jebkuru skaņu tā, lai, to atskaņojot caur austiņām, klausītājam rodas iespaids, ka skaņa nenāk no austiņām, bet gan no kaut kurienes apkārtējās telpas.
Tādējādi HRTF ir transformāciju kopums, ko audio signāls veic ceļā no skaņas avota uz cilvēka dzirdes sistēmu. Kad HRTF ir aprēķināti empīriski, tos var izmantot audio signāla apstrādei, lai simulētu faktiskās skaņas izmaiņas, kad tā pārvietojas no avota uz klausītāju. Neskatoties uz idejas panākumiem, HRTF, protams, ir savas negatīvās puses, taču kopumā ideja par HRTF izmantošanu ir diezgan veiksmīga. HRTF izmantošana vienā vai otrā veidā ir pamatā daudzām mūsdienu telpiskās skaņas tehnoloģijām, piemēram, QSound 3 D (Q3 D), EAX, Aureal3 D (A3 D) un citām.
Ultraskaņa lauksaimniecībā
Ultraskaņa pārtikas rūpniecībā
Ultraskaņa bioloģijā
Slimību ultraskaņas diagnostika
Slimību ārstēšana ar ultraskaņu
Uz zemes un jūrā
Dzirdamo un nedzirdamo skaņu kopums principā atgādina saules staru spektru, kurā ir redzams apgabals - no sarkanā līdz violetai, un divi neredzamie - infrasarkanais un ultravioletais. Pēc analoģijas ar saules spektru skaņas, kuras cilvēka auss neuztver, tika nosauktas: infraskaņa, ultraskaņa un hiperskaņa.
Cilvēku skaņu uztvere ir ļoti individuāla. Katrs dzird, tā teikt, savā veidā. Piemēram, bērni dzird augstākas frekvences skaņas nekā vecāki cilvēki.
Kā jau minēts, skaņa ir jāaplūko no objektīva un subjektīva viedokļa. Skaņa kā subjektīva parādība ir sarežģītāka un mazāk pētīta nekā tās objektīvā fiziskā būtība.
Kā mēs uztveram skaņu?
Ārējā auss sastāv no auss kaula un auss kanāla, kas savieno to ar bungādiņu. Ārējās auss galvenā funkcija ir noteikt virzienu uz skaņas avotu. Auss kanāls, kas ir divus centimetrus gara caurule, kas sašaurinās uz iekšu, aizsargā auss iekšējās daļas un darbojas kā rezonators. Auss kanāls beidzas pie bungādiņas, membrānas, kas vibrē skaņas viļņu ietekmē. Tieši šeit, uz vidusauss ārējās robežas, notiek objektīvas skaņas pārvēršanās subjektīvā, tas ir, skaņas vilnis par tās subjektīvo sajūtu.
Tieši aiz bungādiņas atrodas trīs mazi savstarpēji saistīti kauli: āmurs, lakta un kāpslis, caur kuriem vibrācijas tiek pārnestas uz iekšējo ausi. Tur, dzirdes nervā, tie tiek pārvērsti bioelektriskos signālos.
Mazais dobums, kurā atrodas āmurs, lakta un kāpslis, ir piepildīts ar gaisu un ir savienots ar mutes dobumu ar Eistāhija cauruli. Pateicoties pēdējam, tiek uzturēts vienāds spiediens uz bungādiņas iekšējo un ārējo pusi. Parasti Eistāhija caurule ir aizvērta un atveras tikai ar pēkšņām spiediena izmaiņām (žāvājoties vai norijot), lai to izlīdzinātu. Ja cilvēkam, piemēram, saaukstēšanās dēļ ir aizsprostota eistāhija caurule, tad spiediens neizlīdzinās, un cilvēks jūt sāpes ausīs.
Kad vibrācijas tiek pārraidītas no bungu membrānas uz ovālu logu, kas ir iekšējās auss sākums, sākotnējās skaņas enerģija, šķiet, koncentrējas vidusausī. Tas tiek darīts divos veidos, pamatojoties uz labi zināmiem mehānikas principiem. Pirmkārt, amplitūda samazinās, bet tajā pašā laikā palielinās svārstību jauda. Šeit jūs varat izdarīt analoģiju ar sviru, kad, lai saglabātu līdzsvaru, lielam plecam tiek pielikts mazāks spēks, bet mazākam - liels. Par to, ar kādu precizitāti šāda transformācija notiek cilvēka ausī, var redzēt no tā, ka bungādiņas svārstību amplitūda ir vienāda ar ūdeņraža atoma diametru (10~8 cm), savukārt āmurs, lakta un samaziniet to trīs reizes. Otrkārt, un vēl svarīgāk, skaņas koncentrāciju nosaka bungādiņas un iekšējās auss ovālā loga diametru atšķirība.
Spēks, kas iedarbojas uz bungādiņu, ir vienāds ar spiediena un bungu membrānas laukuma reizinājumu. Šis spēks caur āmuru, laktu un kāpsli iedarbojas uz ovālo logu, kura pretējā pusē atrodas šķidrums. Ovālā loga laukums ir 15-30 reizes mazāks nekā bungādiņa laukums, un tāpēc spiediens uz to ir 15-30 reizes lielāks. Turklāt (kā jau minēts, āmurs, lakta un kāpslis trīs reizes palielina svārstību spēku), vidusauss dēļ spiediens uz ovālo logu gandrīz 90 reizes pārsniedz sākotnējo spiedienu, kas iedarbojas uz bungādiņu. Tas ir ļoti svarīgi, jo skaņas viļņi izplatās tālāk par 8 šķidrumiem. Ja spiediens nepalielinātos, skaņas viļņi nespētu iekļūt šķidrumā atstarošanas efekta dēļ. Āmuram, laktam un kāpslim ir mazi muskuļi, kas aizsargā iekšējo ausi no bojājumiem, ja tie tiek pakļauti skaļiem trokšņiem. Pēkšņas, ļoti intensīvas skaņas var izjaukt šo aizsardzības mehānismu un izraisīt nopietnus auss bojājumus.
Cilvēka dzirdes aparāts ir neparasti sarežģīts mehānisms. Īpaši tajā daļā, kas sākas ar tā saukto ovālo logu – iekšējās auss slieksni. Skaņas viļņi šeit jau izplatās šķidrumā (perilimfā), kas aizpilda gliemežnīcu. Šis iekšējās auss orgāns, kas patiešām atgādina gliemezi, ir trīs centimetrus garš un ar starpsienu visā garumā sadalīts divās daļās. Skaņas viļņi, kas skar gliemežnīcas ovālo logu, sasniedz starpsienu, iet tai apkārt un pēc tam izplatās gandrīz tajā pašā vietā, kur tie pirmo reizi pieskārās starpsienai, bet no otras puses.
Auss gliemežnīcas starpsiena būtībā sastāv no bazilāras membrānas, kas ir ļoti plāna un nostiepta pie ovālas atveres, bet kļūst bieza un ļengana pie ovālas atveres.<хвосту>gliemeži. Skaņas vibrācijas rada viļņotus viļņus uz galvenās membrānas virsmas, savukārt izciļņi katrai noteiktajai frekvencei atrodas ļoti specifiskos membrānas apgabalos. Augstas frekvences skaņas rada maksimālās svārstības tajā galvenās membrānas daļā, kur tā ir visvairāk izstiepta, tas ir, pie ovāla loga, bet zemas frekvences skaņas - gliemežnīcas astes daļā, kur galvenā membrāna ir bieza. un gausa. Šis mehānisms ļauj izskaidrot, kā cilvēks piešķir dažādu frekvenču toņus.
Mehāniskās vibrācijas tiek pārveidotas elektriskās vibrācijās īpašā orgānā (Korti orgāns), kas atrodas virs galvenās membrānas augšējās daļas un pārstāv 23,5 tūkst.<мясистых>šūnas, kas sakārtotas visā orgāna garumā četrās rindās. Virs Korti orgāna ir atlokam līdzīga tectorial membrāna. Abi šie orgāni ir iegremdēti endolimfā un atdalīti no pārējās gliemežnīcas ar Reisnera membrānu. Mati, kas aug no Korti orgāna šūnām, gandrīz iekļūst tektoriālās membrānas virsmā. Galvenā membrāna, uz kuras atrodas Korti orgāns, kopā ar matainajām šūnām ir it kā eņģes piekārta uz tektoriālās membrānas. Kad galvenā membrāna ir deformēta, starp tām rodas tangenciālie spriegumi, kas saliec matiņus, kas savieno abas membrānas. Pateicoties šim līkumam, notiek skaņas galīgā transformācija - tagad tā jau ir kodēta elektrisko signālu veidā. Matu līkumi zināmā mērā spēlē elektroķīmisko reakciju ierosinātāju lomu šūnās. Tie ir elektrisko signālu avots.
Kas notiek tālāk ar skaņu un kāda tā forma ir, joprojām ir neatrisināts noslēpums. Ir zināms, ka skaņa tagad ir kodēta elektriskās aktivitātes uzliesmojumos, jo katra matainā šūna atbrīvo elektrisku impulsu. Arī šī koda būtība joprojām nav zināma. Tās atšifrēšanu sarežģī fakts, ka matainās šūnas izdala elektriskos impulsus pat tad, ja nav skaņas. Tikai atšifrējot šo kodu, būs iespējams saprast subjektīvās skaņas patieso būtību, saprast, kā mēs dzirdam to, ko dzirdam.
Jebkuras svārstību kustības galvenās fiziskās īpašības ir svārstību periods un amplitūda, un attiecībā pret skaņu – svārstību biežums un intensitāte.
Svārstību periods ir laiks, kurā notiek viena pilnīga svārstība, kad, piemēram, šūpojošs svārsts pārvietojas no galējā kreisā stāvokļa galējā labajā un atgriežas sākotnējā stāvoklī.
Svārstību frekvence ir pilnīgu svārstību (periodu) skaits vienā sekundē. Šo vērtību Starptautiskajā mērvienību sistēmā sauc par herciem (Hz). Frekvence ir viena no galvenajām īpašībām, pēc kuras mēs atšķiram skaņas. Jo augstāka ir svārstību frekvence, jo augstāku skaņu dzirdam, tas ir, skaņai ir augstāks tonis.
Mums, cilvēkiem, ir pieejamas skaņas, ko ierobežo šādi frekvenču ierobežojumi: ne zemāka par 15-20 hercu un ne augstāka par 16-20 tūkstošiem hercu. Zem šīs robežas ir infraskaņa (mazāk par 15 herciem), bet virs - ultraskaņa un hiperskaņa, tas ir, attiecīgi 1,5-10 4 - 10 9 herci un 10 9 -10 13 herci.
Cilvēka auss ir visjutīgākā pret skaņām ar frekvenci no 2000 līdz 5000 herciem. Vislielākais dzirdes asums tiek novērots 15-20 gadu vecumā. Tad dzirde pasliktinās. Personai, kas jaunāka par 40 gadiem, vislielākā jutība ir 3000 hercu apgabalā, no 40 līdz 60 gadiem - 2000 herci, bet vecākam par 60 gadiem - 1000 herci. Diapazonā līdz 500 herciem cilvēks izšķir frekvences palielināšanos vai samazināšanos tikai par vienu hercu. Augstākās frekvencēs cilvēki ir mazāk jutīgi pret šīm nelielajām frekvences izmaiņām. Tā, piemēram, frekvencē, kas pārsniedz 2000 hercu, cilvēka auss spēj atšķirt vienu skaņu no otras tikai tad, ja frekvences atšķirība ir vismaz 5 Hz. Ja atšķirība ir mazāka, skaņas tiks uztvertas kā vienādas. Tomēr nav noteikumu bez izņēmumiem. Ir cilvēki, kuriem ir neparasti laba dzirde. Piemēram, apdāvināts mūziķis var reaģēt uz izmaiņām pat vienas vibrācijas daļā.
Viļņa garuma jēdziens ir saistīts ar periodu un frekvenci. Skaņas viļņa garums ir attālums starp divām secīgām vides koncentrācijām vai retumiem. Izmantojot piemēru, kad viļņi izplatās pa ūdens virsmu, tas ir attālums starp divām virsotnēm (vai ieplakām).
Skaņas var atšķirties viena no otras un tembrā? Tas nozīmē, ka vienas un tās pašas skaņas augstumā var izklausīties dažādi, jo skaņas galveno toni parasti pavada sekundārie toņi, kuru frekvence vienmēr ir augstāka. Tie piešķir galvenajai skaņai papildu krāsu un tiek saukti par virstoņiem. Citiem vārdiem sakot, tembrs ir skaņas kvalitatīva īpašība. Jo vairāk virstoņu tiek uzklāts uz pamata toni<сочнее>muzikāla skaņa. Ja galveno skaņu pavada virstoņi, kas ir tuvu tai augstumā, tad pati skaņa būs maiga,<бархатным>. Ja virstoņi ir ievērojami augstāki par pamata toni, pastāv<металличность>skaņā vai balsī.
Dzirdes orgāni, pateicoties to ievērojamajai ierīcei, viegli atšķir vienas vibrācijas iezīmes no citas, tuva vai pazīstama cilvēka balsi no citu cilvēku balsīm. Pēc tā, kā cilvēks runā, mēs spriežam par viņa noskaņojumu, stāvokli, pārdzīvojumiem. Prieks, sāpes, dusmas, bailes, bailes no briesmām – to visu var dzirdēt, pat neredzot to, kam balss pieder.
Otra galvenā īpašība ir svārstību amplitūda. Šī ir lielākā novirze no harmonisko vibrāciju līdzsvara pozīcijām. Svārsta piemērā amplitūda ir tā maksimālā novirze no līdzsvara stāvokļa uz galējo labo vai kreiso stāvokli. Svārstību amplitūda, kā arī frekvence nosaka skaņas intensitāti (spēku). Kad skaņas viļņi izplatās, atsevišķas elastīgās vides daļiņas tiek secīgi pārvietotas. Šis pārvietojums tiek pārraidīts no daļiņas uz daļiņu ar zināmu kavēšanos, kuras vērtība ir atkarīga no vides inerciālajām īpašībām. Pārvietošanos no daļiņas uz daļiņu pavada attāluma izmaiņas starp šīm daļiņām, kā rezultātā mainās spiediens katrā barotnes punktā.
Akustiskais vilnis nes noteiktu enerģiju tā kustības virzienā. Pateicoties tam, mēs dzirdam skaņu, ko rada avots, kas atrodas noteiktā attālumā no mums. Jo vairāk akustiskās enerģijas sasniedz cilvēka ausi, jo skaļāka skaņa tiek dzirdama. Skaņas stiprumu jeb tās intensitāti nosaka akustiskās enerģijas daudzums, kas plūst vienā sekundē caur viena kvadrātcentimetra laukumu. Līdz ar to akustisko viļņu intensitāte ir atkarīga no skaņas avota radītā akustiskā spiediena lieluma vidē, ko, savukārt, nosaka avota izraisītās vides daļiņu pārvietošanās lielums. Piemēram, ūdenī pat ļoti mazi pārvietojumi rada lielu skaņas viļņu intensitāti.
Parasto skaņu intensitāte, ko uztver cilvēka auss, ir ļoti maza. Piemēram, skaļa saruna atbilst skaņas intensitātei, kas ir aptuveni viena miljardā daļa vata uz kvadrātcentimetru. Bet, tā kā cilvēka ausu divu dzirdes kanālu laukums ir aptuveni vienāds ar vienu kvadrātcentimetru, cilvēks vienu miljardo daļu vata jaudu uztver kā diezgan skaļu skaņu. Ja mēs vēlētos uzvārīt ūdens tējkannu, izmantojot skaņu runas enerģiju, kas pārvērsta siltumā bez zaudējumiem, tad tam būtu nepieciešama visu Maskavas iedzīvotāju nepārtrauktas skaļas sarunas enerģija dienas laikā, kamēr uz gāzes plīts tāda tējkanna vārās 10 minūtes. Un jauda, kas tiktu iegūta ar visu pasaules iedzīvotāju vienlaicīgu saucienu, būtu uz pusi mazāka nekā automašīnas dzinēja jauda<Жигули>.
Skaļums ir saistīts ar skaņas intensitāti. Jo lielāka ir skaņas intensitāte, jo skaļāka tā ir. Tomēr skaļuma un intensitātes jēdzieni nav līdzvērtīgi. Skaņas skaļums ir skaņas izraisītās dzirdes sajūtas stipruma mērs. Vienādas intensitātes skaņa dažādos cilvēkos var radīt atšķirīgu dzirdes uztveri. Tā, piemēram, skaņas, kurām ir vienāda intensitāte, bet atšķiras tonis, auss uztver ar atšķirīgu skaļumu atkarībā no dzirdes uztveres īpašībām. Mēs neuztveram gan ļoti vājas, gan ļoti skaļas skaņas. Katrai personai ir tā sauktais dzirdes slieksnis, kas tiek definēts kā zemākā skaņas intensitāte, kas nepieciešama, lai skaņa tiktu sadzirdēta.
Frekvences ziņā vislabāk uztveramās skaņas ir labāk izšķiramas pēc skaļuma. 32 Hz frekvencē trīs skaņas izceļas ar skaļumu, 125 Hz frekvencē - 94 skaņas, bet 1000 Hz frekvencē - 374. Pieaugums nav neierobežots. Sākot no 8000 hercu frekvences, atšķiramo skaņu skaits samazinās skaļumā. 16 000 hercu frekvencē cilvēks var atšķirt tikai 16 skaņas.
Cilvēks pārstāj dzirdēt ļoti augstas intensitātes skaņas un uztver tās kā spiediena vai sāpju sajūtu. Šo skaņas stiprumu sauc par sāpju slieksni. Pētījumi liecina, ka dažādu frekvenču skaņu sāpju intensitāte ir atšķirīga. Ja skaņas intensitāti palielina miljons reižu, skaļums palielinās tikai dažus simtus reižu. Izrādījās, ka auss pārvērš skaņas intensitāti skaļumā pēc sarežģīta logaritmiska likuma, pasargājot savas iekšējās daļas no pārmērīgas ietekmes.
Visspēcīgākās skaņas, ar kurām ikdienā nākas saskarties lielākajai daļai cilvēku, izraisa kairinājumu vai pat sāpes. ausis. Bet, ja skaņas spēks, kas izraisa sāpīgas sajūtas ausīs, tiek samazināts desmit miljonus reižu, tad šāda skaņa ir pietiekami intensīva, lai izplatītos gaisā.
Logaritmisko skalu izmanto, lai izmērītu mūsu subjektīvo skaņas uztveri. Ja vienas skaņas jauda ir 10 reizes lielāka par citas skaņas jaudu, tad viņi saka, ka pirmās skaņas intensitāte ir 10 decibeli attiecībā pret otro, 100 reizes - 20 decibeli, 1000 reizes - 30 decibeli utt. vārdiem, katru reizi, kad skaņas jaudas attiecība palielinās par koeficientu 10, skaņas intensitāte, izteikta decibelos, palielinās par 10. Ar šo pieeju mēs iegūstam nevis absolūtu, bet tikai relatīvu skalu. Ir kaut kā jāizvēlas nulles intensitātes līmenis, lai no tā skaitītu. Šis līmenis tika izvēlēts, pamatojoties uz subjektīviem rādītājiem - tas ir minimālais cilvēka auss skaņas uztveres slieksnis, kas ir 10 ~ 12 vati uz kvadrātmetru. 10 reižu jaudīgākas skaņas intensitātes līmenis ir 10 decibeli, miljons reižu vairāk - 60 decibeli, 10 miljonus reižu sāpīgākas - 130 decibeli, kas atbilst 10 vatiem uz kvadrātmetru.
Ir vēl viena cilvēka dzirdes iezīme. Ja noteikta skaļuma skaņai pievieno tādas pašas vai tuvu frekvences skaņu, tad kopējais skaļums būs mazāks par tādu pašu skaļumu matemātisko summu. Vienlaicīgi skanošās skaņas viena otru it kā kompensē vai maskē. Un skaņas, kuru frekvence ir tālu viena no otras, viena otru neietekmē, un to skaļums ir maksimālais. Komponisti izmanto šo modeli, lai sasniegtu orķestra skaņas vislielāko jaudu.
No dzirdes orgānu skaņu uztveres viedokļa tās var iedalīt galvenokārt trīs kategorijās: troksnis, mūzika, runa. Šāds dalījums ir attaisnojams ne tikai ar mūsu paradumu klasificēt parādības un objektus. Troksnis, mūzika un runa ir dažādas skaņas notikumu jomas, kurās ir konkrētai personai raksturīga informācija. Tāpēc tos pēta dažādi speciālisti.
Troksnis ir nesistemātiska liela skaita skaņu kombinācija, kad visas šīs skaņas saplūst kaut kā haotiskā, nesaskaņotā. Katrs no mums ir diezgan pazīstams ar šo ne vienmēr patīkamo parādību. Pat tad, kad mēs, pārņemti ar savām domām, šķiet, nepamanām troksni, tas uz mums, kā likums, atstāj negatīvu ietekmi. Stunda, vēl viena, un jūtam, ka sāk sāpēt galva, parādās nespēks.
Un dažreiz mums šķiet, ka tas viss notiek šķietami bez iemesla. Tikai tad, ja troksnis mūs pamatīgi traucē, iedarbojas uz mums kaitinoši, mēs droši zinām, ka no tā sāp galva.
Tagad eksperti par vienu no svarīgākajām problēmām uzskata cīņu pret troksni pilsētās un īpaši rūpniecības uzņēmumos. Šeit, protams, nav runa par absolūtu klusumu visur. Jā, tas ir vienkārši un nav sasniedzams modernas pilsētas un modernas ražošanas apstākļos. Turklāt cilvēks nevar dzīvot absolūtā klusumā un nekad uz to netiecas. Nav nejaušība, ka skaņu kameru klusums ir viens no grūtākajiem pārbaudījumiem tiem, kas gatavojas kosmosa lidojumiem. Cilvēks, kurš ilgu laiku ir bijis absolūtā klusumā, pārdzīvo<информационный голод>kas var novest pie garīgiem traucējumiem. Vārdu sakot, ilgstošs absolūts klusums ir tikpat kaitīgs psihei kā nepārtraukts paaugstināts troksnis. Abi šie stāvokļi ir nedabiski cilvēkam, kurš miljoniem gadu evolūcijas gaitā ir pielāgojies noteiktam trokšņu fonam – dažādām un neuzkrītošām dabas skaņām.
Strādnieku veselības stāvokļa novērojumi trokšņainās darbnīcās liecināja, ka trokšņa ietekmē tiek traucēta centrālās nervu sistēmas dinamika un veģetatīvās nervu sistēmas funkcijas. Vienkārši sakot, troksnis var paaugstināt asinsspiedienu, paātrināt vai palēnināt pulsu, pazemināt kuņģa sulas skābumu, asinsriti smadzenēs, vājināt atmiņu un samazināt dzirdes asumu. Strādniekiem trokšņainās nozarēs ir lielāks procentuālais nervu un asinsvadu sistēmu, kā arī kuņģa-zarnu trakta slimību skaits.
Viens no trokšņa negatīvās ietekmes iemesliem ir tas, ka, koncentrējoties uz labāku dzirdi, mūsu dzirdes aparāti tiek pārslogoti. Vienreizēja pārslodze nav briesmīga, bet, kad mēs pārpūlamies no dienas uz dienu, no gada uz gadu, tā nepaiet bez pēdām.
Tas, cik daudz un kādu troksni cilvēks var izturēt, ir atkarīgs no vecuma. Jaunieši mēdz izturēt lielāku troksni nekā vecāka gadagājuma cilvēki, orķestra rēkoņa vai spalga dziedāšana, kas patīk pusaudzim, var pilnībā nokaitināt vecāku cilvēku. Kā ārsti un akustiķi nosaka trokšņa līmeni? Lai izmērītu skaņas intensitāti dzirdes uztverē, tiek pieņemta starptautiskā skaļuma skala, kas sadalīta 13 bellos jeb 130 decibelos. Šajā skalā nulle atbilst dzirdes slieksnim, 10 decibeli - zema skaļuma čuksti, 20 decibeli - vidēja skaļuma čuksti, 40 decibeli - klusa saruna, 50 decibeli - vidēja skaļuma saruna, 70 decibeli - rakstāmmašīnas troksnis, 80 decibeli - darbojoša kravas automašīnas dzinēja troksnis, 100 decibeli - skaļš automašīnas signāls 5-7 metru attālumā, 120 decibeli - strādājoša traktora troksnis viena metra attālumā un, visbeidzot, , 130 decibeli - sāpju slieksnis, tas ir, auss izturības slieksnis. Ir konstatēts, ka maksimālās vērtības, kas, šķiet, neietekmē ķermeni, ir 30-35 decibeli, taču, ilgstoši pakļaujoties šādam trokšņam praktiski veseliem cilvēkiem, tas var dot<сбой>nervu sistēma, ko parasti izsaka miega traucējumi.
Ārsti neatlaidīgi turpina pētīt trokšņa ietekmi uz cilvēka veselību. Piemēram, viņi atklāja, ka, palielinoties troksnim, palielinās adrenalīna izdalīšanās. Adrenalīns savukārt ietekmē sirds darbību un jo īpaši veicina brīvo taukskābju izdalīšanos asinīs. Lai to izdarītu, pietiek ar to, ka cilvēks īslaicīgi tiek pakļauts troksnim, kura intensitāte ir 60-70 decibeli. Troksnis virs 90 decibeliem veicina aktīvāku kortizona izdalīšanos. Un tas zināmā mērā vājina aknu spēju cīnīties ar organismam kaitīgām vielām, tostarp tām, kas veicina vēža rašanos.
Izrādījās, ka troksnis kaitē arī cilvēka redzei. Pie šāda secinājuma nonāca Bulgārijas ārstu grupa, kas izmeklēja šo problēmu. Speciālisti, kas piedalījās eksperimentos, pavadīja vairākas stundas aptumšotās kamerās, kur nepārtraukti tika pārraidīts lentē ierakstītais troksnis no mašīnu un mehānismu darbības. Vienlaikus tika konstatēts, ka manāmi samazinās acs tīklenes aktivitāte, no kuras ir atkarīgs redzes nervu darbs un līdz ar to redzes asums. Tātad troksnis ir ļoti nelabvēlīga parādība cilvēkam, tas būtiski samazina garīgā un fiziskā darba produktivitāti. Nav iespējams uzskaitīt visus cilvēka radītos trokšņa avotus, no kuriem nepieciešama aktīva aizsardzība. Bet, ja paturam prātā mūsdienu lielpilsētas ielu troksni, tad tā galveno avotu nav nemaz tik grūti noteikt - tas ir transports, īpaši nemitīgi dārdošais, vai pat vienkārši rūcošas mašīnas. Dažās lielākajās pasaules pilsētās dienas laikā trokšņi sasniedz 120-130 decibelus. Rietumeiropā ir pilsētas, kurās jau vairākus gadus iedzīvotāji nevar strādāt pa dienu un naktīs gulēt - virs viņu mājām nepārtraukti lido reaktīvās lidmašīnas.
Rodas jautājums, vai un kā ir iespējams tikt galā ar troksni?
Padomju Savienībā cīņai pret troksni un akustisko apstākļu uzlabošanai tiek pievērsta plaša uzmanība. Lidmašīnām parasti ir aizliegts lidot virs pilsētām. Trokšņaini uzņēmumi ir vai nu izolēti no dzīvojamiem rajoniem ar zaļajām zonām, vai arī cenšas tos izvest ārpus pilsētas robežām. Jaunās teritorijās tiek izbūvētas plašas gatves, kurās skaņas tiek absorbētas vairāk, atkārtoti neatspoguļoties no māju sienām. Apdzīvotās vietās ir aizliegti visu veidu transporta skaņas signāli (izņēmumus nosaka ceļu satiksmes noteikumi).
Augi ir labs trokšņu slāpētājs. Koki un krūmi samazina troksni par 5, 10 un dažreiz par 20 decibeliem. Protams, zaļo zonu efektivitāte ir atkarīga no to izkārtojuma un koku sugām. Efektīvas zaļas svītras starp ietvi un ietvi. Plašajās ielās ar ievērojamu satiksmi pie ietvēm ieteicams izveidot 10-12 metru platas alejas. Vislabāk ir slāpēt mērķa liepas troksni.
Egles tiktāl absorbē ielu troksni, ka aiz šāda skujkoku ziloņa esošo māju iedzīvotāji gandrīz pilnībā atbrīvojas no kaitinošajiem lielpilsētas ielu trokšņiem.
Maskavas Standarta un eksperimentālās projektēšanas zinātniski pētnieciskā institūta /MNIITEP/ ēku akustikas laboratorijā strādājošie speciālisti piedāvāja dzīvojamajām telpām tā sauktos prettrokšņu aizsarglogus. Tie nodrošina dzīvokļos trokšņa samazināšanu par 44 decibeliem (parasti logs samazina ielas troksni tikai par aptuveni 22 decibeliem). Logi ir aprīkoti ar trokšņa slāpētāja vārstiem, kas nodrošina svaiga gaisa piekļuvi telpai, būtiski nepasliktinot aizsardzību pret troksni.
Ar troksni cīnās arī rūpniecības uzņēmumi. Šim nolūkam tiek izmantoti individuālie aizsardzības līdzekļi -<противошумы>un<антифоны>dažādi dizaini, samazinot augstas kvalitātes trokšņa līmeni par 30-50 procentiem. Efektīvāks veids, kā samazināt troksni, ir izmantot dažādus skaņu izolējošus, skaņu absorbējošus pārklājumus.
Laba iniciatīva cīņā pret troksni radās Jermolinska kokvilnas asociācijā. Šeit pirms dažiem gadiem sākās uzbrukums decibeliem. PSRS Medicīnas zinātņu akadēmijas Arodveselības un arodslimību institūta darbinieki ieteica izmantot skaņu absorbējošas piekārtās plāksnes - aizkulisēs. Higiēnistiem un inženieriem bija jāiegulda liels darbs, lai šie akustiskie slazdi būtu pēc iespējas efektīvāki. Sākumā, piemēram, sienas bija pārklātas ar plakanām plātnēm. Tad viņi sāka padarīt tos viļņotus, kas deva vēl lielāku efektu, viņi atrada labāko variantu aizkulišu novietošanai. Rezultāts ir acīmredzams - vairāk nekā uz pusi samazināts trokšņu līmenis, pieaugusi darba ražīgums, par 30 procentiem samazinājusies saslimstība ar audējām. Ermolinska trokšņu kontroles variantu pieņēma Rosa Luxembourg Moscow Silk Mill<Красная
Роза>, kapitāla aušanas fabrika<Красные текстильщики>, Ramensky tekstildzirnavas utt.
Vēl viens veids, kā cīnīties ar troksni, ir nomainīt fiziski nolietotu un novecojušu aprīkojumu pret modernāku. Var piemērot arī labi organizētu un kvalitatīvu rūpniecisko iekārtu remontu un modernizāciju un citus pasākumus.
Varat būt pārliecināti, ka rūpnieciskā trokšņa apkarošanas problēma ar laiku tiks atrisināta, jo to prasa sabiedrības sociālās un ekonomiskās intereses.
Normatīvais un tehniskais pamats visaptverošam šīs problēmas risinājumam ir standartizācija, mērķtiecīga un sistemātiska darbība, kuras mērķis ir stingri regulēt visus faktorus, kas kaut kādā veidā rada troksni, un noteikt metodes un metodes aizsardzībai pret to. Tieši to dara valstu speciālisti - Savstarpējās ekonomiskās palīdzības padomes deputāti, kuri izstrādā klusuma standartus darbā un mājās. Tajā pašā laikā noteikti tiek ņemta vērā pieredze, kas uzkrāta tajā vai citā valstī, tajā vai citā tautsaimniecības nozarē. Katrs CMEA standarts ir pieredzes un mūsdienu zinātnes sasniegumu sintēze un pilnībā orientēts uz progresīvas inženierijas un tehnoloģiju izmantošanu.
Ungārijas speciālisti ir izstrādājuši standartu<Допустимые уровни звукового
давления в жилых и общественных зданиях>. Šis dokuments nosaka vairākas akustiskās robežas, pateicoties kurām klusuma jēdziens iegūst kvantitatīvu izteiksmi. Tātad, piemēram! pasākumiem, klusums dzīvoklī, pēc standarta izstrādē iesaistīto ārstu domām, ir 40 decibeli dienā un 30 decibeli naktī. Salīdzinājumam: 25 decibeli rada lapu šalkoņu mērenā vējā, 30 decibeli - pulksteņa tikšķēšanu 1 metra attālumā, 75-80 decibeli - troksni mazas pilsētas ielā.
Notiek darbs pie standarta, kas noteiks1 maksimāli pieļaujamos trokšņa līmeņus dzīvojamo māju apbūvē, atpūtas zonās un bērnu rotaļu zonās. Šajā standartā noteiktās normas būs obligātas projektētājiem un būvniekiem.
Protams, lai efektīvi tiktu galā ar troksni; jums ir jāspēj to izmērīt. Bet ne tikai, ir vajadzīgas arī vienotas mērīšanas un novērtēšanas metodes. Tas ir paredzēts jaunajam CMEA standartam par satiksmes plūsmu radītā trokšņa mērīšanas metodēm] lielo pilsētu ielās.
CMEA ir pastāvīga komisija ar darba aizsardzības 1. darba grupu, kas koordinē CMEA valstīs notiekošo standartizācijas darbu. 1976. gadā tika apstiprināti tehniskie noteikumi trokšņa ierobežošanai tekstilrūpniecībā, kur zināms, ka pārsvarā strādā sievietes.
Aizsardzības pret troksni līdzekļi un metodes klasificē padomju speciālistu izstrādāto standartu.Standartu, kas satur vispārējās prasības trokšņa mērīšanas metodei, izveidoja speciālisti no Čehoslovākijas. VDR speciālisti pamatoja CMEA standartu<Допустимые уро ни шума на рабочих местах>, saskaņā ar kuru trokšņa līmenis turpmāk nedrīkst pārsniegt 85 decibelus. Protams, tie ir tālu no ideālajiem apstākļiem, par kuriem sapņo higiēnisti, tomēr rūpnieciskā trokšņa samazināšana līdz šim līmenim visos uzņēmumos bez izņēmuma ievērojami uzlabotu darba apstākļus.
Turpinās darbs pie standartizācijas, kura mērķis ir cīnīties pret troksni. Tādējādi CMEA Pastāvīgā komisija uzticēja PSRS speciālistiem izstrādāt ilgtermiņa programmas projektu, kura mērķis ir vispusīgi aizsargāt cilvēkus no trokšņa kaitīgās ietekmes.
Pie vārda<музыка>mēs uzreiz iedomājamies tādu mākslas veidu, kas specifiski - ar skaņu māksliniecisku attēlu palīdzību - atspoguļo realitāti un tikpat specifiski ietekmē cilvēku - viņu psihi un emocijas.
Jau sen esam pieraduši, ka mūzika ir daudzveidīga un īpaši sakārtota skaņu pasaule, pateicoties kurai tā spēj pietiekami pilnībā izteikt cilvēku emocionālos pārdzīvojumus, viņu garastāvokli. Tajā pašā laikā tiek kaut kā aizmirsts, ka uz to attiecas visas tās īpašības, kuras fiziķi nosaka un mēra skaņu izpētē kopumā. Tie tomēr ir pielietojami, ņemot vērā tās īpatnības, tāpēc tā ir nevis akustikas kopumā, bet gan mūzikas akustikas – zinātnes, kas dzimusi akustikas, muzikoloģijas, psiholoģijas un fizioloģijas krustpunktā – izpētes objekts. Galu galā mūzikas valoda ir, varētu teikt, humanizēta skaņa gan pēc izcelsmes, gan pēc mērķa.
Bet ar vēl lielākām tiesībām to pašu varam teikt par skaņām, kas veido mūsu valodu, kas ir nesaraujami saistīta ar domāšanu, apziņu.
Tādējādi troksnis, mūzika, skaņas runa ir it kā kāpņu pakāpieni, kas ved uz arvien lielāku sakārtotību, sakārtotību skaņu pasaulē, uz to arvien lielāku informācijas saturu.
"Skaņa, ultraskaņa, infraskaņa"
Šūnas, kas uztver skaņas, atrodas membrānas kapsulā - gliemežnīcā, paslēptas galvaskausa dziļumos. Auss gliemežnīca ir spirālveida caurule, kas piepildīta ar šķidrumu. Kopā ar līdzsvara orgānu – trim pusapaļiem kanāliem – gliemežnīca veido tā saukto labirintu. Foramen ovale savieno gliemežnīcu ar vidusauss, kaulu dobumu, kas atrodas gliemežnīcas vestibilā. Šis logs ir pārklāts ar plānu ādas plēvi. Tas reaģē uz jebkādām gaisa vibrācijām, ko uztver auss kauliņš un iesprūst ārējā dzirdes kanālā. Parunāsim vairāk par to, kā tas notiek.
Pirmkārt, gaisa vibrācijas izraisa bungu membrānas vibrāciju - visplānāko plāksni, kas bloķē ārējo dzirdes kanālu. Turklāt vibrācija tiek pārraidīta caur sīkajiem dzirdes kauliņiem: āmuru, laktu un kāpsli. Šie kauli kā tilts stiepās gar visu vidusauss, savienojot bungādiņu ar gliemežnīcu. Tātad izrādās, ka plēve, kas pārklāj ovālo logu, reaģē uz jebkādām gaisa svārstībām. Turklāt vibrācijas tiek pārnestas uz šķidrumu, kas piepilda gliemežnīcu. Pār to ripojošie viļņi kairina iekšējās auss dzirdes šūnas. Smadzenes uztver šos stimulus un atpazīst tajās esošās skaņas. Sacītajam pievienojam to pašu, ko teicām par redzi. Daba mums ir nodrošinājusi divas ausis, lai mēs varētu noteikt, no kurienes skaņa nākusi. Tātad mums ir ne tikai telpiskā redze, bet arī telpiskā dzirde. Turpat labirintā blakus gliemežnīcai stiepās trīs pusapaļi kanāli: horizontāli un divi vertikāli, viens no tiem izliekts uz priekšu, otrs uz sāniem. Tādējādi kanāli atrodas trīs savstarpēji perpendikulārās plaknēs. Tas ir vestibulārais aparāts jeb līdzsvara orgāns.
Skaņas viļņi, kas izplatās gaisā, veiks sarežģītu ceļu, pirms mēs tos uztveram. Pirmkārt, tie iekļūst ausī un izraisa bungu membrānas, kas aizver ārējo dzirdes kanālu, vibrāciju. Dzirdes kauli pārnes šīs vibrācijas uz iekšējās auss ovālo logu. Plēve, kas aizver logu, pārraida gliemežnīcu piepildošā šķidruma vibrācijas. Visbeidzot, vibrācijas sasniedz iekšējās auss dzirdes šūnas. Smadzenes uztver šos signālus un atpazīst tajos trokšņus, skaņas, mūziku un runu.
Cilvēkam mainot ķermeņa stāvokli, līdzi kustas arī pusapaļie kanāli – lokveida caurules, savukārt tos aizpildošais šķidrums ir inerciāls, tas neseko līdzi mūsu kustībām un līdz ar to nobīdās attiecībā pret kanāla sienām. Speciālas šūnas - receptori uzrauga šķidruma kustību pusapaļajos kanālos. Viņi ziņo par visu, ko redz smadzenēm, un tās apstrādā saņemto informāciju. Līdzsvara orgāna receptoru šūnas ir iegremdētas šķidrumā, kas piepilda iekšējo ausi. Viņi fiksē jebkuru no viņas kustībām un paziņo par tām smadzenītēm, kas apkopo un salīdzina visus šos ziņojumus. Pēc tam visi ķermeņa orgāni saņem nepieciešamo informāciju un dažādus rīkojumus, kas palīdz cilvēkam saglabāt līdzsvaru. Par rezultātiem nekavējoties ziņo lielajām smadzenēm.
Dzirdes orgāns (cochlea) un līdzsvara orgāns (labirints) atrodas iekšējā ausī tuvu viens otram. Auss gliemežnīcā ir plāna plēve - membrāna pārvērš skaņas viļņus šķidruma viļņu kustībās. Šķidruma viļņi uzbudina dzirdes šūnas, izmantojot sarežģītu mehānismu. Labirints, kas atrodas aiz gliemeža, fiksē jebkuru cilvēka kustību.
Mātes balss, putnu čivināšana, lapu šalkoņa, mašīnu šķindoņa, pērkona dārdoņa, mūzika... Cilvēks ienirst skaņu okeānā burtiski jau no pirmajām dzīves minūtēm. Skaņas liek mums uztraukties, priecāties, uztraukties, piepilda mūs ar mieru vai bailēm. Bet tas viss ir nekas vairāk kā gaisa vibrācijas, skaņas viļņi, kas, nokļūstot pa ārējo dzirdes kanālu līdz bungādiņai, liek tai vibrēt. Caur dzirdes kauliņu sistēmu, kas atrodas vidusausī (āmurs, lakta un kāpslis), skaņas vibrācijas tiek pārnestas tālāk uz iekšējo ausi, kas ir veidota kā gliemežnīca.
Gliemezis ir sarežģīta hidromehāniska sistēma. Šī ir koniskas formas plānsienu kaulu caurule, kas savīta spirālē. Caurules dobums ir piepildīts ar šķidrumu un ir sadalīts visā garumā ar īpašu daudzslāņu starpsienu. Viens no šī nodalījuma slāņiem ir tā sauktā bazilārā membrāna, uz kuras atrodas īstais receptoru aparāts, Korti orgāns. Receptoru matu šūnās (to virsmu klāj mazākie protoplazmas izaugumi matiņu veidā) notiek pārsteidzošs, vēl līdz galam neizprotams process, kā skaņas vibrāciju fiziskā enerģija tiek pārvērsta šo šūnu ierosmē. Tālāk informācija par skaņu nervu impulsu veidā pa dzirdes nerva šķiedrām, kuru jutīgie gali tuvojas matu šūnām, tiek pārraidīta uz smadzeņu dzirdes centriem.
Ir vēl viens veids, kā skaņa, apejot ārējo un vidējo ausi, sasniedz gliemežnīcu – tieši caur galvaskausa kauliem. Bet uztvertās skaņas intensitāte šajā gadījumā ir daudz mazāka nekā ar gaisa skaņas vadīšanu (tas daļēji ir saistīts ar faktu, ka skaņas vibrāciju enerģija samazinās, ejot cauri galvaskausa kauliem). Tāpēc veselam cilvēkam kaulu vadītspējas vērtība ir salīdzinoši neliela. 
Taču dzirdes traucējumu diagnostikā tiek izmantota spēja uztvert skaņas divējādi: ja izmeklējuma laikā atklājas, ka ir traucēta skaņu uztvere caur gaisa skaņas vadīšanu, bet caur kauliem skaņas vadīšana ir pilnībā saglabāta, ārsts. var secināt, ka cietis tikai vidusauss skaņu vadošais aparāts, savukārt skaņu uztverošā aparāta gliemezis nav bojāts. Kaulu skaņas vadīšana šajā gadījumā izrādās sava veida “burvju nūjiņa”: pacients var izmantot dzirdes aparātu, no kura skaņas vibrācijas tiek pārraidītas tieši caur galvaskausa kauliem uz Korti orgānu.
Auss gliemežnīca ne tikai uztver skaņu un pārveido to receptoru šūnu ierosmes enerģijā, bet, kas ir ne mazāk svarīgi, veic skaņas vibrāciju analīzes sākuma posmus, jo īpaši frekvences analīzi.
Šādu analīzi var veikt, izmantojot tehniskās ierīces - frekvences analizatorus. Gliemezis to dara daudz ātrāk un, protams, uz citas "tehniskās bāzes". 
Gar gliemežnīcas kanālu virzienā no ovālā loga uz tā "augšupusi, starpsienas platums pakāpeniski palielinās un tās stingrība samazinās. Tāpēc dažādi starpsienas posmi rezonē ar dažādu frekvenču skaņām: augstās -frekvences skaņas, maksimālā svārstību amplitūda tiek novērota gliemežnīcas pamatnē, netālu no ovāla loga, un zemas frekvences skaņas atbilst maksimālās rezonanses zonai augšpusē. Noteiktas frekvences skaņām ir dominējošais attēlojums. noteiktu kohleārās starpsienas daļu un tādējādi ietekmē tikai tās nervu šķiedras, kas ir saistītas ar Korti orgāna satrauktā reģiona matu šūnām.Tāpēc katra nervu šķiedra reaģē uz ierobežotu frekvenču diapazonu; šo analīzes metodi sauc par telpiski vai pēc vietas principa. 
Papildus telpiskajam ir arī temporālā, kad skaņas frekvence tiek reproducēta gan receptoršūnu reakcijā, gan līdz noteiktai robežai dzirdes nerva šķiedru reakcijā. Izrādījās, ka matu šūnām piemīt mikrofona īpašības: tās pārvērš skaņas vibrāciju enerģiju tādas pašas frekvences elektriskās vibrācijās (tā sauktais kohleārā mikrofona efekts). Tiek pieņemts, ka ir divi veidi, kā pārraidīt ierosmi no matu šūnas uz nervu šķiedru. Pirmais ir elektrisks, kad elektriskā strāva, kas rodas mikrofona efekta rezultātā, tieši izraisa nervu šķiedras ierosmi. Un otrs, ķīmiskais, kad matu šūnas ierosme tiek pārnesta uz šķiedru ar raidvielas, tas ir, starpnieka, palīdzību. Temporālās un telpiskās analīzes metodes kopā nodrošina labu atšķirību starp skaņām frekvencē.
Tātad informācija par skaņu tiek pārraidīta uz dzirdes nerva šķiedru, bet tā uzreiz nesasniedz augstāko dzirdes centru, kas atrodas smadzeņu garozas temporālajā daivā. Dzirdes sistēmas centrālā daļa, kas atrodas smadzenēs, sastāv no vairākiem centriem, no kuriem katrā ir simtiem tūkstošu un miljonu neironu. Šajos centros ir sava veida hierarhija, un, pārejot no zemākās uz augšējo, mainās neironu reakcija uz skaņu.
Dzirdes sistēmas centrālās daļas zemākajos līmeņos, iegarenās smadzenes dzirdes centros, neironu impulsa reakcija uz skaņu labi atspoguļo tās fizikālās īpašības: reakcijas ilgums precīzi atbilst signāla ilgumam; jo lielāka skaņas intensitāte, jo lielāks (līdz noteiktai robežai) impulsu skaits un frekvence un lielāks reakcijā iesaistīto neironu skaits utt.
Pārejot no apakšējiem dzirdes centriem uz augšējiem, neironu impulsu aktivitāte pakāpeniski, bet vienmērīgi samazinās. Šķiet, ka neironi, kas veido hierarhijas virsotni, strādā daudz mazāk nekā zemāko centru neironi.
Un patiešām, ja no izmēģinājuma dzīvnieka tiek noņemts augstākais dzirdes analizators, gandrīz netiek traucēta ne absolūtā dzirdes jutība, tas ir, spēja noteikt ārkārtīgi vājas skaņas, ne spēja atšķirt skaņas pēc frekvences, intensitātes un ilguma.
Kāda tad ir dzirdes sistēmas augšējo centru loma?
Izrādās, ka augstāko dzirdes centru neironi atšķirībā no zemākajiem strādā pēc selektivitātes principa, tas ir, reaģē tikai uz skaņām ar noteiktām īpašībām. Tajā pašā laikā ir raksturīgi, ka tie spēj reaģēt tikai uz sarežģītām skaņām, piemēram, uz skaņām, kuru frekvence mainās laikā, uz kustīgām skaņām vai tikai uz atsevišķiem vārdiem un runas skaņām. Šie fakti dod pamatu runāt par specializētu selektīvu neironu reakciju augstākajos dzirdes centros uz sarežģītiem skaņas signāliem.
Un tas ir ļoti svarīgi. Galu galā šo neironu selektīvā reakcija izpaužas saistībā ar tādām skaņām, kas ir bioloģiski vērtīgas. Personai tās galvenokārt ir runas skaņas. Bioloģiski svarīga skaņa it kā tiek iegūta no apkārtējo skaņu lavīnas, un to nosaka specializēti neironi pat ļoti zemā intensitātē un skaņas traucējumu līnijā. Pateicoties tam, mēs varam atšķirt, piemēram, tērauda velmēšanas ceha rūkoņā sarunu biedra teiktos vārdus.
Specializētie neironi uztver savu skaņu pat tad, ja mainās tās fizikālās īpašības. Jebkurš vārds, ko skaļi vai klusi, ātri vai lēni izrunā vīrieša vai sievietes vai bērnišķīga balss, vienmēr tiek uztverts kā viens un tas pats vārds.
Zinātniekus interesēja jautājums par to, kā tiek panākta augstāko centru neironu augstā selektivitāte. Ir zināms, ka neironi spēj reaģēt uz stimulāciju ne tikai ar ierosmi, tas ir, ar nervu impulsu plūsmu, bet arī ar kavēšanu - impulsu ģenerēšanas spējas nomākšanu. Inhibēšanas procesa dēļ ir ierobežots signālu diapazons, uz kuriem neirons sniedz ierosmes reakciju. Raksturīgi, ka inhibējošie procesi īpaši labi izpaužas tieši dzirdes sistēmas augšējos centros. Kā zināms, kavēšanas un ierosināšanas procesi prasa enerģijas patēriņu. Tāpēc nevar uzskatīt, ka augšējo centru neironi ir dīkstāvē; viņi strādā intensīvi, tikai viņu darbs atšķiras no apakšējo dzirdes centru neironu.
Bet kas notiek ar nervu impulsu plūsmām, kas nāk no zemākajiem dzirdes centriem? Kā šī informācija tiek izmantota, ja augstākie centri to noraida?
Pirmkārt, netiek noraidīta visa informācija, bet tikai daļa no tās. Otrkārt, impulsi no apakšējiem centriem nonāk ne tikai augšējos, bet arī uz smadzeņu motoriskajiem centriem un tā sauktajām nespecifiskajām sistēmām, kas ir tieši saistītas ar dažādu uzvedības elementu organizēšanu (poza, kustība, uzmanība) un emocionālie stāvokļi (kontakts, agresija). Šīs smadzeņu sistēmas veic savas darbības, pamatojoties uz informācijas par ārpasauli integrāciju, kas tām nonāk pa dažādiem maņu kanāliem.
Kopumā tas ir sarežģīts un tālu no pilnībā saprotams priekšstats par dzirdes sistēmas darbību. Mūsdienās ir daudz zināms par procesiem, kas notiek skaņu uztveres laikā, un, kā redzams, eksperti lielā mērā var atbildēt uz virsrakstā uzdoto jautājumu "Kā mēs dzirdam?". Bet joprojām nav iespējams izskaidrot, kāpēc dažas skaņas mums ir patīkamas, bet citas nepatīkamas, kāpēc viena un tā pati mūzika ir patīkama vienam, bet citam nē, kāpēc dažas runas skaņu fiziskās īpašības mēs uztveram kā draudzīgas intonācijas. , savukārt citi kā rupji. Šīs un citas problēmas risina pētnieki vienā no interesantākajām fizioloģijas jomām
Y. Altman, E. Radionova, medicīnas zinātņu doktors, bioloģijas zinātņu doktors