Sluch

Zvuk

Zvuky sa šíria vo vlnách. Frekvencia zvukových vĺn sa meria v hertzoch (Hz) a hlasitosť v decibeloch (dB). Človek dokáže vnímať 300 000 rôznych zvukov frekvencie 16 – 20 000 Hz a hlasitosti menej ako 1db hluk 130 dB môže spôsobiť až trvalé poškodenie sluchu.
Orgánom sluchového zmyslu je ucho. Skladá sa z vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha. Vonkajšie a stredné ucho sú pomocnými orgánmi, ktoré zachytávajú alebo tlmia adekvátne sluchové podnety, čiže zvukové vlny, ktoré sa šíria vzduchom alebo vodou. 
Vonkajšie ucho sa skladá z ušnice a z vonkajšieho zvukovodu, ktorého dĺžka je asi 2,5 cm.
Zvukovod pokrýva koža, v ktorej sú početné mazové žľazy produkujúce ušný maz. Začiatok zvukovodu je ochlpený. Maz aj chĺpky chránia zvukovod pred vniknutím väčších predmetov, napr. hmyzu.
Ušnica pomáha sústreďovať zvukové vlny, ktoré sa šíria zo zdroja zvukových vibrácií. Po sústredení pôsobia zvukové vlny ako tlaková vlna na bubienok, ktorý začína vibrovať a to podľa sily a výšky zvukového podnetu. Bubienok tvorí hranicu medzi vonkajším a stredným uchom, funkčne však patrí skôr do stredného ucha, lebo jeho vnútorná strana je pokrytá sliznicou, zatiaľ čo jeho vonkajšia je tak ako celé vonkajšie ucho pokrytá kožou.
Stredné ucho sa skladá z bubienka a sluchových kostičiek- kladivka, strmienka a nákovky, ktoré sa nachádzajú v bubienkovej dutine. Kladivko je šľachou pripojené k bubienku a strmienok k oválnemu okienku. Kostičky tvoria pákovú sústavu, pomocou ktorej sa vibrácie bubienka prenášajú na oválne okienko. Strmienok tvorí úlohu piesta, pomocou ktorého sa rozkmitáva tekutina vnútorného ucha. Pri každom zatlačení strmienka na oválne okienko sa vyklenie okrúhle okienko z bubienka do stredoušnej dutiny. Prenosom vibrácií bubienka na oválne okienko sa mení sila i amplitúda vibrácií. Zvukové vlny rozkmitávajú bubienok tak aby amplitúda vibrácií bola veľká ale ich sila malá. Naopak oválne okienko sa rozkmitáva pri malej amplitúde ale pri väčšej sile (22-krát). Nadmerné vibrácie môžu poškodiť tak stredné ako aj vnútorné ucho. Redukciu vibračných tlakov ako aj amplitúd zabezpečujú dva malé priečne pruhované svaly, ktoré však nie sú ovládané vôľou (väčšina priečne pruhovaného svalstva v tele je ovládateľná aspoň podvedome). Tieto svaly sú jednak napínač bubienkovej blany a strmienkový sval. Oba majú za úlohu zvyšovať tuhosť a to tak bubienka ako aj oválneho okienka. Reagujú reflexne pri silných a dlhotrvajúcich zvukoch. Takisto majú znižovať citlivosť na vlastný hlas. 
Bubienková dutina je vyplnená vzduchom a cez Eustachovu trubicu komunikuje s hltanom. Táto trubica slúži na vyrovnávanie vnútorného tlaku s vonkajším barometrickým tlakom. Normálne je uzavretá, otvára sa napríklad pri kýchaní, zívaní, hltaní alebo pri dychovom úsilí pri zatvorených nozdrách a ústach. Najmä u detí, ktoré majú Eustachovu trubicu pomerne širokú sa cez ňu môžu šíriť do stredného ucha rôzne infekcie. Stredné ucho zabezpečuje prenos zvukových vĺn vzduchom, preto hovoríme o vzduchovom prenose zvukov. Pri kontakte vibrujúceho telesa s lebkou sa šíri zvuk kosťou, vtedy hovoríme o kostnom prenose zvukov. Tento prenos nie je prakticky významný u zdravého človeka, využíva sa však pri elektromechanických sluchových pomôckach, ktoré môžu veľmi zlepšiť vnímanie zvukov.
Vnútorné ucho je miestom kde sa nachádzajú receptory sluchového aj rovnovážneho zmyslu. Tvarovo i funkčne majú spoločný typ- vláskovú bunku. Výška týchto buniek niekoľko násobne prevyšuje ich šírku. Sú upevnené na bazilárnej membráne a zo spodnej časti ich obklopujú podporné bunky. V strednej časti majú určitý počet vláskov, ktoré sa ľahko ohýbajú ak na ne pôsobia bočné sily. Práve bočným pohybom sa dráždi receptor a vzniká podráždenie (toto podráždenie sa chemicky prejaví ako depolarizácia receptorovej membrány, toto v praxi znamená, že sa čiastočne neutralizuje elektrický potenciál medzi vonkajším a vnútorným receptorovým prostredím)
Vnútorné ucho tvorí komplikovaný systém kanálikov a dutín v spánkovej kosti, ktoré navzájom komunikujú a vytvárajú bludisko. Časťami labyrintu sú slimák, predsieň a tri polkruhovité kanáliky. Podľa štruktúry možno rozdeliť labyrint na kostený a blanitý. Priestor medzi nimi vyplňuje perilymfa, tekutina vytváraná bunkami v stene kosteného labyrintu. V blanitom labyrinte je trochu odlišná tekutina, ktorá sa volá endolymfa. Predsieň,ktorá sa nachádza medzi slimákom a polkruhovitými kanálikmi slúži ako sluchovému, tak aj rovnovážnemu zmyslu. Polkruhovité kanáliky slúžia výlučne rovnovážemu zmyslu. Zvukový prevod vnútorného ucha zabezpečuje kochlea, útvar pripomínajúci slimáka. Ak by sme ho narovnali, videli by sme že sa skladá z trubice (scala vestibuli), ktorá sa začína oválnym okienkom a je vyplnená prilymfou, v mieste klenby sa stáča do protismeru (scala tympani) a končí sa okrúhlym okienkom. Medzi scala tympani a scala vestibuli sa nachádza ďalšia trubica (scal media) vyplnená endolymfou. Scala tympani je oddelená od scala media tuhou bazilárnou membránou, ktorá tvorí oporu pre vláskové bunky v Cortiho orgáne. Scala vestibuli a scala media tvoria funkčnú jednotku, sú od seba oddelené iba tenkou, veľmi poddajnou Reissnerovou membránou, ktorá nekladie takmer nijaký odpor pri prenose zvuku a tak je do endolymfy prenesený neskreslený zvuk. Horné konce riasiniek sú prichytené na membana tectoria. Vibrácie endolymfy vyvolávajú synchrónne pohyby bazilárnej membrány, pričom membrana tectoria nemení svoju polohu v Cotiho orgáne. Posun bazilárnej membrány oproti membane tectoria spôsobuje vychýlenie riasiniek vláskových buniek a tým aj vznik receptorového potenciálu. 
Intenzita zvuku sa v receptoroch kóduje ako amplitúda tohto receptorového potenciálu. Vyjadruje sa v decibeloch (dB). Decibelová stupnica je logaritmická, čiže 1 dB je 10-krát menej ako 10 dB, ale 20 dB je 100-krát viac ako 1 dB a tak ďalej. Intenzita zvuku nad 140 dB je už pre ľudské ucho bolestivá.
Frekvenciu vibrácií, čiže výšku tónov vnímame vďaka tomu, že bazilárna membrána má rôzne úseky, ktoré rozkmitávajú rôzne frekvencie. Ucho mladého človeka rozoznáva frekvencie 20 – 20 000 Hz (ojedinele od 16 Hz), maximálna citlivosť je od 2 000 do 3 000 Hz.
Pohyb strmienka vyvoláva pri rôznych frekvenciách rôzne reakcie scala vestibuli. Pri vysokých frekvenciách sa vytvorí na bazilárnej membráne vlna, ktorá sa začína malou amplitúdou ale rýchlo sa zväčšuje a maximum dosahuje v tom mieste bazilárnej membrány, ktroré rezonuje s frekvenciou zvuku. Po tomto maxime začína vlna rýchlo klesať. Pri stredných frekvenciách vlna dosahuje maximum asi v polovici bazilárnej membrány a pri nízkych vlna putuje cez celý slimák. Zvukové informácie o výške tónov sú teda v zásade priestorové informácie zo sluchových receptorov, umiestnených na rozličných miestach v Cortiho orgáne. 
Sluchové informácie sú potom spracované v spánkovom laloku mozgovej kôry a to na miestach, ktoré majú názvy sluchová kôra a sluchová asociačná kôra (názvy im dali neurochirurgovia). V asociačnej kôre prebieha sekundárne spracovanie, prebieha tu aj interakcia s pamäťou.
Existencia dvoch uší umožňuje stereofónne vnímanie zvukov a pomerne presnú lokalizáciu zdroja akustických vibrácií. Jedno ucho sa dráždi skôr než druhé a navyše silnejším podnetom, lebo zvuk prichádzajúci z jednej strany vníma druhé ucho slabšie.
Sluchová citlivosť sa určuje pomocou audiometrov. Sú to generátory čistých tónov v rozsahu vnímateľných tónov s nastaviteľnou intenzitou. Postupujúcim vekom sa znižuje vnímateľnosť zvukov, najmä frekvencie nad 11 000 Hz už starší ľudia nepočujú. Takisto pri ostatných frekvenciách sa zvyšuje hladina akustického tlaku potrebná na vyvolanie reakcie. Na tomto mieste chcem ešte dodať, že na svete je iba minimum úplne nepočujúcich ľudí a to sú prevažne ľudia s poškodeným mozgom a nie priamo sluchovým orgánom. „Hluchonemý“ človek je v skutočnosti osoba, ktorá má veľmi slabý sluch, zväčša nepočuje zvuky nad 100 dB (toto sa určí na audiometri). Takýchto ľudí je možné a dokonca potrebné učiť rozprávať. Na rozprávanie však nepoužívajú vôbec sluchovú kôru (pokiaľ nemajú sluchovú pomôcku), ale iba zrakovú časť, ktorá sa nachádza na temennom laloku kôry. Podľa najnovších poznatkov sa časti mozgovej kôry, ktoré nie sú používané časom zmenšujú, týmto sa znižuje ich funkčná kvalita. Predstavte si napríklad že nebudete niekoľko rokov používať jednu z rúk. V takejto situácii sa v zmysle ekonomického využitia mozgovej kapacity časť mozgu používaná na riadenie pohybov tejto ruky zmenší, aby sa zlepšili aspoň pohybové a iné schopnosti ostatných častí tela. Z tohto vyplýva pre pacientov so sluchovým postihnutím logický záver, že musia mať iné časti mozgu viac rozvinuté, a teda aj funkcia iných zmyslov musela byť na úkor sluchu zlepšená. Toto v zásade nie je problém pokiaľ nechceme nepočujúcich po zavedení sluchovej pomôcky naučiť počúvať a rozprávať. Je dokázané, že keď ide o učenie menších detí pred pubertou, učenie nemusí predstavovať problém. Iné je to v prípade že pacient nikdy nepočul a navyše jeho mentálny a telesný vývoj je už ukončený. Takýto pacienti potom rozprávajú buď veľmi ťažkopádne, alebo sa dokonca ani nenaučia rozprávať ináč ako znakovou rečou.