Mózg człowieka jest w stanie usłyszeć tysiące różnych tonów, z których każdy jest tworzony przez falę dźwiękową o własnej, niepowtarzalnej częstotliwości.
Ogromny jest także zakres dynamiczny zdrowego słuchu: dźwięki sprawiające dyskomfort mają około bilion razy większe natężenia niż dźwięki zaledwie słyszalne.
możliwość „wyłapania” jednych dźwięków na tle innych sygnałów
słyszenie selektywne
możliwość percepcji szybkich zmian w mowie i muzyce
duża rozdzielczość czasowa
możliwość niezwykle dokładnej lokalizacji źródła dźwięku w przestrzeni
słyszenie przestrzenne
jak ważne dla rozwoju twojego dziecka jest słyszenie,
czego twoje dziecko może być pozbawione w związku z wadą słuchu,
dlaczego tak ważne jest szybkie i skuteczne działanie minimalizujące skutki wady słuchu.
Małżowina uszna działa jak lejek i wychwytuje fale z otoczenia.
Jej kształt i pofałdowanie pomagają zlokalizować źródło dźwięków i wzmacniają dźwięki o około 10 dB.
Rurkowata struktura przewodu słuchowego dodatkowo wzmacnia dźwięk docierający do błony bębenkowej o około 10–15 dB.
W kanale słuchowym znajdują się włoski i woskowina, które chronią przed gromadzeniem się kurzu oraz bakterii. Kanał ma około 2,5 centymetra długości, ale u każdej osoby różni się wielkością i kształtem.
Kosteczki działają jak system dźwigni. Wzmacniają wibracje pochodzące z błony bębenkowej o około 34 dB!
Kosteczki słuchowe to najmniejsze kości naszego organizmu są połączone ze sobą stawami. Strzemiączko jest mniejsze niż ziarnko ryżu!
Ważne, aby kosteczki słuchowe mogły się swobodnie poruszać i aby ciśnienie po obu stronach błony bębenkowej było takie samo. W przeciwnym razie błona bębenkowa zostałaby wepchnięta lub wysunięta zbyt daleko.
Kiedy natężenie dźwięku jest zbyt duże, mięśnie strzemiączka automatycznie się kurczą, zmniejszając ruchliwość łańcucha kosteczek słuchowych i ograniczając rozprzestrzenianie się dźwięku.
Odruch ten pozwala na pewną kontrolę natężenia dźwięku, który ma chronić ucho wewnętrzne. Jednakże mięśnie nie są w stanie powstrzymać przedostawania się naprawdę silnych wibracji, więc niektóre głośne dźwięki mogą uszkodzić słuch.
Jeżeli z powodu infekcji w jamie bębenkowej zbierze się płyn, zostaje ograniczona ruchliwość kosteczek słuchowych i drgania z błony bębenkowej nie są dobrze odbierane. Powoduje to niedosłuch przewodzeniowy.
Gdy występują wycieki ropne z przewodu słuchowego zewnętrznego, nieprawidłowości w budowie przewodów słuchowych zewnętrznych lub zarośnięcia przewodów i nie można założyć aparatu z wkładką, stosuje się aparaty na przewodnictwo kostne, które przewodzą dźwięk na wyższe piętra drogi słuchowej przez kość, zapewniając prawidłowe słyszenie.
Przez trąbkę Eustachiusza są usuwane wydzieliny powstające w uchu środkowym.
Pomaga ona również utrzymać ciśnienie powietrza w jamie bębenkowej i w gardle na tym samym poziomie. Zwykle pozostaje zamknięta. Otwiera się na chwilę podczas połykania i ziewania. Powietrze między jamą bębenkową a gardłem jest wtedy wymieniane.
Wzmożoną pracę trąbki Eustachiusza i związane z tym nieprzyjemne odczucia w uchu możemy zaobserwować w sytuacjach nagłych i dużych zmian ciśnienia, takich jak podróż samolotem, jazda windą, wspinaczka górska, pokonywanie dużych wzniesień samochodem czy słuchanie muzyki ze słuchawkami na uszach, a także podczas eksplozji.
Przełknięcie wówczas śliny sprawia, że trąbka słuchowa, otwiera się, a ciśnienie w uchu środkowym zrównuje się z ciśnieniem otoczenia i nieprzyjemne uczucie w uchu znika.
Ucho wewnętrzne jest chronione przez najtwardszą kość naszego organizmu. Wewnątrz znajdują się 3 kanały półkoliste, odpowiedzialne za równowagę, oraz narządu słuchu – ślimak.
Ślimak jest maleńkim, ale złożonym narządem. Ma kształt spirali o długości około 35 milimetrów i jest wypełniony płynem zwanym endolimfą.
To właśnie narząd Cortiego zawiera 20 tysięcy komórek czuciowych/zmysłowych, które pozwalają nam słyszeć. Komórki te to tak zwane komórki rzęsate. Są ułożone w dwóch szeregach: komórki rzęsate wewnętrzne i komórki rzęsate zewnętrzne.
Ślimak nie jest tylko biernym przetwornikiem energii akustycznej. Aktywnie wzmacnia sygnały o małym natężeniu, dzięki czemu możliwa jest tak duża czułość słuchu, nawet w przypadku najcichszych dźwięków.
Zewnętrzne komórki rzęsate działają jak biologiczny wzmacniacz i tłumik – wykrywają i wzmacniają najcichsze dźwięki oraz tłumią dźwięki głośne.
Działanie tych komórek rzęsatych filtruje i poprawia sygnał, dzięki czemu możemy korzystać z niezwykłej czułości, wszechstronności i szybkości słuchu.
Wewnętrzne komórki rzęsate przetwarzają większość bodźców słuchowych – to one przekazują informacje dźwiękowe do nerwu słuchowego.
W przypadku uszkodzenia ślimaka ten subtelny mechanizm wzmacniający zostaje bezpowrotnie zniszczony.
Konsekwencją są problemy w odbiorze cichych sygnałów, np. spółgłosek, przy zachowaniu dość dobrej wrażliwości na głośniejsze sygnały, np. samogłoski. Powoduje to duże zniekształcenia sygnału mowy, a więc znaczący spadek jej zrozumiałości.
Silny hałas i starzenie się może spowodować utratę synaps ślimakowych. Kiedy synapsa zostaje utracona, powiązane z nią włókno nerwowe zostaje wyciszone.
Funkcja synaps może zostać zmieniona lub wyłączona także w wyniku mutacji genetycznej. Mutacje genetyczne mogą zakłócać normalne przyleganie synaps oraz uniemożliwiać pakowanie i uwalnianie neuroprzekaźników. Mutacje zakłócają komunikację z włóknami nerwowymi, a niektóre całkowicie ją uniemożliwiają.
Nerw słuchowy może zostać uszkodzony m.in. w wyniku zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, przez wirusy świnki, odry i grypy, a także ze względu na działanie leków ototoksycznych.
Zaburzenia w przewodzeniu impulsów elektrycznych towarzyszą także kostnieniu ślimaka.
Pień mózgu wykorzystuje informacje z obojga uszu do określania lokalizacji dźwięku.
Porównując intensywność bodźców słuchowych i czas ich dotarcia do obojga uszu, mózg ustala kierunek, a także odległość źródeł dźwięku.
Lokalizacja dźwięku pozwala na szybkie reagowanie na potencjalne zagrożenia, zanim źródło hałasu zostanie świadomie zidentyfikowane. Reagujemy odruchowo – wzdrygamy się i podskakujemy, kiedy pojawi się nieoczekiwany hałas, jeszcze zanim on dotrze do naszej świadomości.
częstotliwości: niskie/ wysokie dźwięki,
natężeniu: ciche/głośne dźwięki,
czas trwania: krótkie/długie dźwięki,
lokalizacji: płaszczyzna pozioma/pionowa.
Zanim dźwięk z wielu źródeł dostaną się do ucha, mieszają
się nieodwracalnie. W mózgu tworzą złożoną scenę słuchową.
Mimo to słuchacz odbiera je jako odrębne obiekty dźwiękowe!
Kiedy uwaga odpowiednio się przełącza, powstają nowe obiekty słuchowe, a stare stają się tłem bez struktury.
Obszar orientacji skanuje ignorowane tło cztery razy na sekundę – na wypadek gdyby pojawiło się tam coś innego, co może nas zainteresować.
Słyszenie to proces pasywny, u osoby ze zdrowym słuchem nie wymagający wysiłku.
Słuchanie jest procesem aktywnym, wymagającym kierowania uwagi, wielu powtórzeń i ogromnej koordynacji poznawczej
Przetwarzanie dźwięku jest jednym z najbardziej wymagających obliczeniowo zadań, jakie musi wykonać układ nerwowy.
Układ słuchowy jest w stanie sprostać temu zadaniu dzięki doskonałemu wyczuciu czasu – reaguje na dane wejściowe ponad tysiąc razy szybciej niż fotoreceptory w układzie wzrokowym.
Ludzie szybciej słyszą, niż widzą, smakują, wąchają czy czują.
Pierwotna i wtórna kora słuchowa komunikują się drogami wewnątrzpółkulowymi. Wymiana informacji słuchowych z pierwotnej kory słuchowej do wtórnej kory słuchowej, a następnie do pozostałych obszarów mózgu pozwala dźwiękowi „ożyć”. Dźwięk zyskuje znaczenie wyższego rzędu.
Informacje między prawą i lewą półkulą mózgową przekazywane są za pomocą szlaku z włókien nerwowych, zwanego ciałem modzelowatym.
Badania pokazują, że półkule mózgu mają „różne specjalizacje” w zakresie analizowania dźwięków mowy.
specjalizuje się w przetwarzaniu wysokości tonu, co jest ważne w rozpoznawaniu melodii lub tego, kto mówi.
specjalizuje się w przetwarzaniu czasu trwania dźwięku – co jest szczególnie ważne w rozumieniu mowy.
mówiącego, np. barwy głosu, tonu, akcentu, intonacji, emocji;
kontekstu fonologicznego, czyli towarzystwa sąsiednich głosek poprzedzających i następujących po sobie – inaczej postrzegamy głoskę „s” w wyrazie smok, w którym jest niemal niesłyszalna, a inaczej w wyrazach osa czy sok, w których towarzystwo samogłosek „wzmacnia” jej brzmienie;
kontekstu komunikacyjnego, czyli rodzaju aktu mowy, np. cicha rozmowa będzie odczytywana inaczej niż krzyk;
zakłóceń sygnału akustycznego – hałasu lub zwykłej nieuwagi.
Mózg przewiduje, co zostało usłyszane, na podstawie wielu bodźców zmysłowych i kontekstowych, ale przede wszystkim na bazie zgromadzonej już wiedzy.
mózg słuchowy jest ogromny – współpracuje z tym, co wiemy, z naszymi emocjami, sposobem myślenia, ruchami i innymi zmysłami;
słuch jest najszybszym z ludzkich zmysłów – neurony słuchowe dokonują obliczeń z dokładnością do jednej tysięcznej sekundy;
słuch jest zawsze włączony – nie możemy zamknąć uszu tak, jak zamykamy oczy, a mimo to możemy ignorować dźwięki, które są nieistotne;
nie tylko słyszymy, lecz także współpracujemy z dźwiękami, czyli słuchamy;
informacje pochodzące ze wszystkich naszych zmysłów wraz z tym, co wiemy i czujemy na temat dźwięku, są nieustannie przekazywane naszemu słuchowemu układowi nerwowemu (przepływ danych następuje z dołu do góry);
układ słuchowy dostraja nasze przetwarzanie słuchowe do posiadanych już informacji, tak aby było ono maksymalnie wydajne i skuteczne (przepływ danych następuje z góry do dołu);
dzięki temu dźwięk jest przetwarzany przez pozostałe ośrodki mózgu, w tym ośrodek pamięci i części mózgu odpowiedzialne za emocje.;
Uszy są dla dźwięku „drzwiami do mózgu” . Uszy odbierają dźwięki, ale to mózg je przetwarza, aby nadać im znaczenie.
Słyszymy mózgiem.
Narządy zmysłów są drzwiami przepuszczającymi dane do mózgu w celu uzyskania informacji o otaczającym nas środowisku.
Dźwięki to wibracje – surowe dane słuchowe są odbierane przez „drzwi – uszy” i wysyłane jako energia kodu neuronowego do mózgu. Dopiero tam zaczynają być postrzegane jako konkretna informacja.
Utrata słuchu dowolnego typu i stopnia blokuje drzwi do mózgu.
Lekki niedosłuch blokuje drzwi do mózgu w niewielkim stopniu, znaczny niedosłuch – w dużym stopniu, głuchota blokuje je zaś całkowicie, uniemożliwiając dotarcie dźwięku do mózgu. Uszkodzone mogą być „drzwi” zewnętrzne, środkowe lub wewnętrzne.
Technologia słuchowa – aparaty słuchowe, implanty ślimakowe, implanty pnia mózgu, systemy słuchowe zakotwiczone w kości i zdalne mikrofony – przełamuje tę barierę i umożliwiają dostęp dźwięku do mózgu dziecka. Dzięki tym urządzeniom następuje stymulacja i rozwój słuchowych ścieżek neuronowych.
Kiedy dzieci się rodzą, nie potrafią mówić ani rozumieć słów. Mózg słuchowy dziecka musi zostać zbudowany. Dzieje się to pod wpływem doświadczenia w słuchaniu i mówieniu.
Aby dziecko nauczyło się rozumieć mowę, muszą zostać zbudowane połączenia synaptyczne między pierwotną i wtórną korą słuchową.
Muszą także powstać funkcjonalne sieci neuronowe między wtórną korą słuchową a pozostałymi obszarami mózgu.
Dzięki tym wszystkim połączeniom neuronowym mózg dziecka będzie w stanie nadać docierającym dźwiękom znaczenie wyższego rzędu, co jest kluczowe dla rozwoju języka oraz umiejętności czytania i pisania.
Brisson V., Joyal M., Auditory System, Speech and Hearing Neurosciences Laboratory, 2020, 2021, 2022, https://speechneurolab.ca/en/publications/ (dostęp: 10.09.2024).
How Does Hearing Work in Your Brain?, Oticon, https://www.oticon.com/your-hearing/hearing-health/brainhearing-technology (dostęp: 10.09.2024).
Kraus N., Of Sound Mind: How Our Brain Constructs a Meaningful Sonic World, Cambridge 2022.
Madell J.R. i in., Pediatric Audiology: Diagnosis, Technology, and Management, New York 2019.
O’Sullivan J. i in., Hierarchical Encoding of Attended Auditory Objects in Multi-talker Speech Perception, „Neuron” 2019, Vol. 104(6), s. 1195–1209.
Puvvada K.C., Simon J.Z., Cortical Representations of Speech in a Multitalker Auditory Scene, „Journal of Neuroscience” 2017, Vol. 37(38), s. 9189–9196.
www.hoffmannaudiology.com (dostęp: 10.09.2024).