Biológia | Tanulmányok, esszék » A hallás szerve, a fül

http://www.doksihu A hallás szerve, a fül A hang, mint fizikai jelenség, a fülünkön keresztül válik valósággá. A legtárgyilagosabb megfigyelés is azoktól az információs adatoktól függ, amelyeket az érzékszerveink útján nyerünk a valóságról. A fülünk hangnyomást érzékel, ezt átalakítja érzékszervi-agyi- adatokká, így lesz a hangnyomásból hangosság. Ezek az érzékszervi adatok okoznak bennünk magatartásunkat és állapotunkat meghatározó hatásokat. Ezek alapján mondunk egy hangot kellemetlennek, ezek a folyamatok hozzák létre a hangosságból a zajosságot. Noha ezek szubjektív érzések, mégis objektív módon mérhető „eredményekhez”, pl. idegrendszeri megterheléshez, szervi bajokhoz, hallásveszteséghez vezetnek. Ezért nagyon fontos, hogy ismerjük a hallás folyamatát, és így a védekezéshez szükséges alapismereteket megszerezhessük. A fül mechanikai, hidrodinamikai és elektromos jelátalakító, idegvezetési és

agyi szerkezet. Eddigi legtöbb ismeretünket a fülről Békésy Györgynek köszönhetjük, aki kutatásaiért 1961-ben Nobel –díjat kapott. Az 1.sz ábra a fül keresztmetszetét mutatja 1. sz ábra A fülkagyló középső mélyedéséből kiindulva keskenycsatorna nyílik az emberi test legvastagabb és legkeményebb csontjába, a sziklacsontba. Ennek mélyén található a hallószerv felfogó része, a csiga A hallójárat nem hatol el idáig, közben rugalmas hártya zárja le. Ezzel kialakul a fülkagylóból és hallójáratból álló külső fül. A fülkagyló részt vesz a hang irányfelismerésében, a hallójárat a maga 205207 cm hosszával pedig 3500Hz táján létesít rezonanciát, itt a legélesebb a hallásunk A külső fül és a középfül között a dobhártya helyezkedik el. Ez a 0,1 mm vastag rostos szerkezetű hártya légmenetesen zárja le a középfül légüregét (dobüreg), így védve a fertőzésektől. Ha gyógyító céllal átlyukasztják, az

nem befolyásolja a hallásképességet, mert rugalmassága megmarad. A dobüreg a külső levegővel a fülkürtön keresztül érintkezik, ami a szájüregbe nyílik. Hirtelen nagy nyomáslökések a dobhártyát beszakíthatják. Szakítószilárdsága átlagban 1 atm (101 325 N/m2) A dobhártya akusztikai ellenállása közel áll a levegőéhez, így a levegő rezgéseit csaknem veszteség nélkül átveszi. A kívülről jövő http://www.doksihu hangnyomás-ingadozásokat mechanikai rezgéssé alakítja, és a rezgést a dobüregben elhelyezkedő hallócsontocskáknak adja át kalapács-üllő-kengyel sorrendben. A középfül 2cm3 nagyságú dobüregből, a hallócsontocskákból és az ezeket mozgató és egyensúlyban tartó izmokból áll. Még ez a rész is csak előkészítő hely a halláshoz: részben védő, részben a levegő és az agyfolyadék között illesztő feladatköre van. A nagy rezgésszámú hangjelek torzításmentes átvitele csak igen apró mechanikai

szerkezetekkel oldható meg: a hallócsontok mozgó méretei 2-8 mm nagyságúak. A kalapács (malleus) átlagosan 25 mg, az üllő (incus) 30 mg, a kengyel (stapes) pedig 3 mg tömegű. Működésük során a rezgéseket a dobhártyáról a belső fül hártyás ablakára (ovális ablak) vezetik. Eközben a dobhártya 55 m2 nagyságú mozgó felületről a kengyeltalp 3,2 mm2 felületére átadott rezgések nyomásnövekedése mintegy 17 – szeres. Az izomrostokkal kifeszített csontocskák emelő rendszere még 1,5 – szeres erőnövekedést hozhat létre. A két hatás együttvéve a dobhártyára ható nyomásingadozást mintegy 24 – 26 – szorosára transzformálja föl, hogy a belső fül folyadékhálózatába belépéskor a hangrezgések lehetőleg ne szenvedjenek energiaveszteséget. Van azonban még egy jelentős feladatköre a középfülnek. Egyes izmai képesek a dobhártyát jobban megfeszíteni és a kengyel talpát az ovális alaktól elhúzni. Ha ugyanis a fület

hirtelen nagy hangnyomás éri (mennydörgés, robbanás), ez az egyetlen védekezési lehetősé a belső fül érzékeny részeinek a roncsolástól való megmentésére. Kisebb hangnyomások hatására a kengyel dugattyúszerűen mozog, bizonyos hangnyomásértékek fölött azonban ajtószerű (csuklós) mozgást végez. A hosszú ideig tartó túl erős terhelések a hangérzékelő végkészülékeket előbb – utóbb elroncsolják. Durván számolva napi 8 óra 95 dB szintű zajban való tartózkodás 2 – 3 év alatt 10 dB halláscsökkenést idéz elő közepes ( kHz) hangmagasságon. A belső fül sokkal bonyolultabb szerkezet. Nemcsak a hallásérzékelés, hanem az egyensúlyérzékelés szervét is tartalmazza. Ez utóbbi a sziklacsontba ágyazott, három térirányban elhelyezkedő, három félkörös ívjárat. A hallószerv egy csigaszerűen 2,3 – 2,8 – szor megcsavarodott öregfolyosó, teljes hossza nagyjából 35 mm. A két szervet nagyobb előtér (a csarnok)

köti össze és az egész barlangrendszer egyetlen, közös folyadékkal telt egységet alkot a sziklacsontban. A labirintuson belül egy önmagában összefüggő, hártyás borítású belső labirintus helyezkedik el, amely másfajta, zselatinszerűen sűrű folyadékkal van töltve. A külső (csontos) labirintus állandó kapcsolatban van az agyalappal és agyvizet tartalmaz, belső (hártyás) labirintus részében saját sejtfalából, részben a kemény agyhártya egy tasakjából kapja saját folyadéka pótlását (2. sz ábra) 2. sz ábra http://www.doksihu A belső fülbe a hangenergiát a kengyel talpa adagolja az ovális ablakon keresztül. A keltett folyadékhullámok végigfutnak a csavart csiga fölső (csarnoki) csatornájának teljes hosszában, majd ott egy kis nyíláson át az alsó csigatérben (a dombűri csatornában) visszafelé terjednek. Ennek világosabb szemléltetésére kiegyenesítve ábrázoljuk a csiga két csatornáját, vagy folyosóját a 3.

sz ábrán A kengyel a csarnoki csatorna kezdetéhez, az ovális ablakhoz tapad. A hártyás lezárás a nyomásingadozásokat átveszi és átadja a folyadéknak. A nyomáshullám a folyosó végéről nem verődik vissza, hanem a csigalyukon át eljut a dombűri csatornába, egészen annak innenső végéig, ahol ismét hártyás lezárás található: a kerek ablak. Békésy mutatta ki, hogy a hallásérzékelést nem állóhullámok, hanem haladó hullámok keltik, amelyek már az első visszaverődés előtt erősen lecsillapodnak. Így válik lehetővé, hogy a fül elég gyorsan érzékelje a különbséget két egymásután hallott különböző frekvenciájú hangjel között. További lényeges részlet a csiga keresztmetszete. A 4 sz ábrán a két külső csatorna mellett a hártyákkal határolt belső csatorna is kitűnik. Itt már nagyon közel vagyunk az érzékelő végkészülékekhez A csiga közepén látható csontlemez természetesen a csiga teljes hosszában

csigavonalban halad, ezért pörgecsontnak hívják. Kifelé kinyílik, mint egy könyv és közötte hagyják el a hallóidegek a csigát A két és fél csavarodás és a nagyon sok idegpálya miatt a szétállás olyan mértékű, hogy a csigából kilépő 30 000 idegsejt vastag megcsavarodott köteget alkotva indulhasson el a kisagy felé. 3. sz ábra http://www.doksihu 4. sz ábra A pörgelemez belső folytatása az alaphártya. Az alaphártya méretei: 30 – 32 mm hosszú, az ovális ablaknál 0,08 mm széles, a csigalyukig 0,5 mm szélesre növekszik. Erős, rugalmas, összetett (legalább 10 – 12 rétege van) hártya, vastagsága századmilliméter körüli. Az alaphártya nagyjából megfelezi a csigát teljes hosszában, csak a csúcsban hagyva egy kis 0,2 mm2 keresztmetszetű nyílást, a már említett csigalyukat, a csarnoki és a dobűri csatorna közötti közlekedésre. A középső csigacsatornát az alaphártya és a ferdén elhelyezkedő Reissner – hártya

zárja körül. A rendkívül vékony (ezredmilliméter = μm 1 vastag) hártya a folyadék ionjai számára átjárható, éspedig a szállítás főként a külső folyadékból a belső felé irányul. A Reissner – hártya a csigalyuknál összezáródik az alaphártyával A középcsatornában folynak le az ingerátalakítás legalapvetőbb részei. A hallás felfogó készülékei az alaphártyán az úgynevezett Corti – féle szervben rendeződnek. A végkészülékek kétfélék: belső és külső szőrsejtek (5. sz ábra) A belsőkből 1 sorban 3000 – 3500 található, a külsőkből 3 (néha 4) sorban összesen 12 000 – 14 000. A magas hangok az ovális ablak közelében lévő érzékelőket gerjesztik, a mélyek pedig a távoli helyeken lévőket. Egyébként a gerjesztés helye a vártnál sokkal szélesebb. A mély hangok például az alaphártyát teljes egészében megmozgatják, mivel a hullámoknak az érzékelés helyéig végig kell szaladniuk az alaphártya

teljes hosszán. Az igazi frekvenciakeresés az idegpályák mentén folyik. A megállapított hangmagasságok idegpályáinak visszavetítésével bejelölhetjük az alaphártyára az egyes frekvenciaértékekhez tartozó „legerősebb ingerlési helyeket”. Erre utalunk a 3 sz ábra megjelölt helyeivel http://www.doksihu 5. sz ábra A hallás idegi részei A továbbiakban még rövidebben igyekszünk összefoglalni a hallási működés fejezetét, az idegvezetés mai ismereteit. Induljunk ki az 5 sz ábra fölnagyított részletképéből A szőrsejtek méreteinek kicsinysége megdöbbentő. Átmérőjük a hajszálénak mintegy ötödrésze, kisebb, mint 8 – 12 μm Legnagyobb magasságuk 60 – 80 μm. Az alaphártya kimozdulása rendkívül csekély, természetesen jóval kisebb, mint a dobhártyáé. Nagyon erős hangokra sem több, mint néhány ezer atomátmérő, a hallásküszöb közelében pedig a hidrogénatom átmérőjének századrésze. Ilyen kis

elmozdulással bolygatja meg a szőrsejtek csillócskáit a rájuk tapadó fedőhártya. Biztos, hogy szó sem lehet mechanikai energiának elektromos átalakításáról. A kis megmozdítás a kapcsoló szerepét tölti be. A villamos indító energia készen áll minden egyes szőrsejtben, ezt maga az életműködés biztosítja. Csak a kisülést kell végrehajtani Ezt éppen, hogy elvégzi a parányi akusztika – mechanikai – hidrodinamikai maradék energia. A kisülési sorozat a végkészülékben fölszabaduló villamos energia indítja meg, s ez aztán ezred másodperc alatt eljut az agykéregig. A dobhártyához érő hangjel teljes időkésése az agykéregig 3.5 · 10-3 s értékű lehet, erősebb és magasabb hangokra rövidebb. Az ingerlés hatására sohasem egyetlen idegszál jön működésbe, hanem az inger erősségétől és az idegellátottságtól függően néhányszor tíztől néhányszor százig egy egész köteg. Így a mikrovolt értékű

http://www.doksihu eredeti idegkisülések megfelelő összegződése folytán akár milli volt rendű jelentések – valójában izgatások – jutnak föl az agy homoklebenyének megfelelő részébe, ahol a hangérzékelés létrejön. A zaj élettani hatásai Rendszeresen hosszabb idejű zajban tartózkodás csökkenti a hallás képességeit, különösen a hallásküszöb értékét rontja. A hallásküszöb eltolódásával szoktuk jellemezni a halláskárosodás mértékét Három formáját különböztetjük meg: 1. Időszakos hallásvesztés (halláscsökkenés) TTS (temporary threshold shift) Terhelés után 2 perccel mérik, mivel ekkor még nem indul meg a hallásképesség visszaállása. Veszélyes: 35 – 40 dB mert a következő terhelésig nem tud visszaállni (16 órán belül) 10 dBA 4 óra ideig még nem okoz maradandót, ha utána 20 órában 65dBA alatti hatás éri impulzus jellegű zajok középfül izma nem védekezik (5 – 15 nis kellene hozzá) 2.

Tartós hallásvesztés Ha a hallásvesztés a terhelés megszűnte után 16-40 óra alatt áll vissza az eredeti szintre. 3. Maradandó hallásvesztés (halláskárosodás) PTS Ha 40 órán túl sem áll vissza az eredeti hallásképesség (PTS = permanent threshold shift) 1. Halláskárosodás • Halláscsökkenés: a 0 dB-es hallásküszöb emelkedik (oka: a belső fül receptorsejtjeinek károsodása). Először a 4000 Hz körüli frekvenciájú hangok érzékelési képessége csökken. Maradandó halláscsökkenést okozhat a tartósan ható 85 dB feletti zajszint (elsősorban foglalkozási ártalom) Átmeneti halláscsökkenést okozhatnak a rövidebb ideig ható zajok, pl.: 80 dB-es, 4 órán át ható, vagy 120 dB-es 3 percen át ható zaj. 40 dB-es hallásküszöb-emelkedés „gyógyulási” ideje több hét is lehet. 50 dB-es hallásküszöb-emelkedés fölött a károsodás maradandó. Fülzúgás: a halláskárosodás másik formája, általában átmeneti

(maradandó fülzúgás rendszerint halláscsökkenéssel együtt jelentkezik) 2. Fiziológiai / pszichológiai hatások • • • 30 – 65 dB közötti zaj: zavarja az alvást, ingerlékenységet, fáradtságot okoz; 55 dB fölött zavarja a nagy koncentrációt igénylő szellemi tevékenységet 65 – 85 dB közötti zaj: minden fajta szellemi tevékenység végzését zavarja; a vegetatív idegrendszeren keresztül befolyásolja az egyes szervek működését (pl. növekszik a szervezet oxigénfogyasztása, emelkedik a vércukorszint) 85 dB fölött: bármilyen tevékenység végzését zavarja