听觉生理和心理

听觉生理

华天礽听觉器官的构成耳包括外耳、中耳和内耳三部分。从生理功能来看，外耳起集音作用。中耳起传音作用，将空气中的声波传入内耳。内耳具有感音功能。将振动能量通过淋巴液作用于听毛细胞，把声音信号转变为神经冲动。哺乳类动物的听觉器官是从低等水生动物的振动感受器官结构演变而来。

在鱼类，一般认为球囊与皮肤侧线器官具有感受低频振动的功能。鱼在水中生活，水中的声音通过水的传导直接作用于鱼的身体再传到内耳。鱼类软组织含水分较多，它与水的声阻抗相差较小，声波从水传到鱼体表组织被反射的能量不大，仍有足够的能量传导到感受器。

人类听觉器官的演变鱼的侧线器官两栖动物的听觉器官

蛙和鲵螈脊椎动物平衡器官——半规管的比较但声波从一种介质传到另一种介质时透射的能量取决于两种介质声阻抗的比值。

空气与内耳淋巴液的声阻抗相差约3800倍，当声波由空气传到淋巴液时有99.9%被反射，要衰减30分贝，透射能量只有0.1%。动物随着进化，由水中移居陆地，情况发生了变化，空气中的声音必须传到内耳淋巴液才能刺激浸没在淋巴液中的感受器细胞。动物从水中移居到陆地带来的变化动物从水中移居到陆地带来的变化

为了感受比水振动微弱得多的空气振动，听觉器官发生了一系列变化，失去作用的鳃器演化而形成收集声波、传导声波和增强空气振动的结构，将较多的能量传导到内耳中去。这些结构就是外耳和中耳。外耳外耳由耳廓，外耳道和鼓膜组成。低等哺乳动物的耳廓呈喇叭形，附有丰富的肌肉能竖起向四周转动，以探测声源的方向，并且把声波集中到外耳道。人的耳廓已经退化，丧失运动能力，但可以收集前方来的声音，而后面来的声音则被阻挡。因此在收集声音，判断声音方向上有一定作用。耳针示意图耳廓外耳道：

长约2.5厘米，据计算其共振频率为3800Hz。听觉的等响度曲线鼓膜厚约0.1毫米，面积约55平方毫米。它的作用是把声压变化转化为机械振动外界声压的变化使鼓膜振动，它的位移小得令人难以置信：平常谈话声引起的位移只有10﹣8

厘米，和氢分子的大小一样！鼓膜示意图中耳它的功能是把鼓膜的振动传导给内耳。中耳里有三块听小骨，分别叫锤骨，砧骨和镫骨。中耳的下方有咽鼓管，连接中耳室和咽喉，使两边的空气压力平衡。三块听小骨示意图

锤骨砧骨镫骨中耳的增压效能鼓膜与镫骨底面积的差别：鼓膜55mm²，镫骨底3.2mm²,55:3.2＝17。即增加了单位面积压力17倍。听骨链的杠杆作用：锤骨柄与砧骨长突的比约为1.31:1，由此增加的压力为1.31倍。整个中耳的增压效率：17×1.31＝22（倍）。相当于27分贝。

声波从空气进入内淋巴液时，因声阻抗不同，所衰减的能量约为30分贝。这一损失，通过中耳的增压作用，基本得到了补偿。

中耳的增压效能在猫的实验中，将中耳的传音结构完全除去。500-2000Hz及5000-7000Hz减低约35分贝，3000Hz约20分贝，平均损失约28分贝。与理论的计算大致相同。镫骨的运动—有保护内耳的功能

在中等强度时：镫骨底沿其后脚垂直轴而运动；（见图A）

在强度接近痛阈时：镫骨底沿其前后轴转动。（见图B）

咽鼓管的作用保持中耳鼓室内压力与外界压力的平衡。在正常情况下它保持闭合状态。当吞咽、哈欠和打喷嚏时，才张开。中耳的引流作用。鼓室粘膜的分泌借助于咽鼓管向鼻咽腔排出。当发生气压差时，当鼓室内气压大于外界气压时，排出较容易；而外界气压大于鼓室内压力时，气体进入较困难。咽鼓管示意图内耳由三半规管，前庭，耳蜗三部分组成，与听觉有关的是耳蜗。耳蜗是一条越来越细的闭管，样子非常像一只蜗牛。由于头骨里的空间实在太小，所以一根管子卷了三圈。它长约34mm，最宽的地方约3.2mm。沿它的长度方向有耳蜗中隔，把耳蜗分成两部分，叫耳鼓阶和前庭阶，里面充满淋巴液。耳蜗纵剖面图耳蜗由耳蜗中隔分为二部分：上面为前庭阶，下面为耳鼓阶。里面充满淋巴液。在耳蜗的尖端有蜗孔有蜗孔相通。耳蜗横剖面图耳蜗中隔：上有前庭膜，下有基底膜，二膜当中叫蜗管，充满内淋巴液。听觉细胞就分布在膜内。耳蜗横剖面图照片基底膜(Basilarmembrane)基底膜长约31.5mm，近镫骨处宽约0.04mm，以后逐渐加宽，至蜗孔处加宽至约0.5mm。基底膜的劲度随着宽度的增加而逐渐减小，从底端到顶端相差约100倍。行波在丝带与基底膜上引起位移的模式图基底膜作为频率分析器的原理一个振动系统的共振频率取决于它的劲度(s)与质量(M)的比值。当劲度增大，则共振频率增高；当质量增大，