听觉生理学

心有余

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一、听觉生理学 1．人耳由哪几部分组成? 人耳从外向内可分为外耳、中耳和内耳三大部分(图1)。
外耳、中耳是接受并传导声音的装置；内耳则是感受声音和初步分析声音的场所。所以，外耳、中耳合称为传音系统，而内耳及其神经传导径路则称为感音神经系统。
外耳包括耳郭和外耳道两部分。主要作用是收集及部分放大声音和参与声音方向的辨别。
中耳的结构比外耳复杂，有鼓室、咽鼓管、鼓窦及乳突4 部分。鼓室又称中耳腔，容积约为2毫升。中耳腔内有一条通到鼻咽部的管道，叫做咽鼓管。咽鼓管使中耳与外界相通，起到调节鼓室压力的作用，但容易导致细菌的感染。鼓室内有听小骨、肌肉、韧带和神经组织。
内耳构造非常精细，管道盘旋，好像迷宫一样，故称为迷路。内耳分为3部分，即半规管，前庭和耳蜗。半规管和前庭主要负责身体平衡，耳蜗则负责感受声音。
2．什么是鼓膜?它有什么功能?
鼓膜俗称耳膜，是个半透明的薄膜，其厚度只有0．1毫米，面积大约90平方毫米，接近椭圆形。鼓膜借周边的纤维环镶嵌在外耳道深部的鼓沟里，将外耳与中耳相隔，可防止异物及细菌进入鼓室(图2)。
鼓膜虽然很薄，在显微镜下观察，它分为3层。外层是一层薄薄的上皮层，与外耳道皮肤相连。中间层由环形和放射形纤维构成，又称鼓膜纤维层，它使鼓膜有一定的韧性和张力。鼓膜上方有小部分没有中间纤维层，该处比较松弛，称为鼓膜松弛部。其余大部分均有中间纤维层，称为鼓膜紧张部。内层为粘膜层，也属扁平上皮层，和中耳粘膜相连。
鼓膜的作用是接受声音刺激并产生振动，然后将声音振动的机械能量通过听骨链传至内耳。鼓膜在中耳传音过程中与听骨链一同起着增高声压及降低振幅，即放大声能的作用。因此，鼓膜的完整性很重要，一旦鼓膜受损(如鼓膜穿孔)，这种功能变弱或消失而致听力下降。
3．什么是听骨链?
听骨链是指3块听小骨连接成锁链状。根据3个听小骨的外形和部位，分别命名为锤骨、砧骨和镫骨(图3)。3块听小骨是人体内最小的骨头，总重量不过50毫克。锤骨在最外，以锤骨柄连接鼓膜，锤骨头于上鼓室与砧骨体的关节面相接。砧骨有体、长脚和短脚。砧骨长脚连接锤骨头。锤骨、砧骨和镫骨之间以关节相连，能灵活地运动。锤骨柄和鼓膜紧张部紧紧地连在一起，当鼓膜发生振动，整个听骨链即随之而动。镫骨是3块听骨中最小的一块，形如马蹄，底板嵌连在内耳的卵圆窗内。3块听小骨中，任何一块被炎症腐蚀破坏或受到损伤，都能使传导声音的听骨链中断，致使听力下降。如慢性化脓性中耳炎，由于长期慢性炎症腐蚀破坏听骨链，可造成传导性耳聋。此外，粘连性中耳炎，可导致听小骨粘连，活动性减退而致听力下降。
4.什么是咽鼓管?它有什么功能?
咽鼓管也称耳咽管，是耳和鼻及咽部唯一相通的管道。耳咽管的鼓室端开口在鼓室前壁，向内向下向前通至鼻咽部的外侧壁。成人的咽鼓管全长约35毫米，其外侧段为骨部，占全长的1／3。内侧段为软骨部，占全长的2／3，由软骨和纤维膜构成。成人的咽鼓管咽口较鼓室口约低15毫米～25毫米，可使鼓室内分泌物经咽鼓管排除。婴儿和儿童的咽鼓管，因发育关系，鼓室口与咽口几乎接近于水平位，而且咽鼓管的管腔相对短直，比较宽敞，这样鼻腔和咽腔的分泌物容易进入中耳，引起感染，是小儿易患中耳炎的原因。咽鼓管咽口平时呈关闭状态，当张嘴、咀嚼、歌唱和作吞咽动作时才开放，使外界空气得以进入，以保持鼓室内外压力平衡，维持正常的听力。若耳咽管不通畅，空气不能进入鼓室，则不能完成调节气压平衡作用，致使鼓膜向内塌陷，严重时造成鼓室高负压而引起积水，从而产生不同程度的传音性耳聋。
目前，对咽鼓管的功能一般认为有3种：
(1)通气功能：保持中耳腔的气压与外界气压平衡。
(2)保护功能：防止鼻咽部分泌物及病原因素进人中耳腔，并保护中耳不受鼻咽部气压和声压变化的影响。
(3)清洁功能：粘膜纤毛形成廓清系统，清除中耳腔内积聚的液体及碎屑等。
以上功能由肌肉的活动导致耳咽管间歇地开放来完成。 5．耳蜗是什么?
耳蜗是因为它形同蜗牛而得名。它位于前庭的前内方，为一中空的螺旋形骨管。耳蜗共盘绕2毵转，分别称为底周，中周和顶周(图4)。
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耳蜗全长约30毫米～35毫米。其内有一中心轴，叫蜗轴。从轴的壁上平伸出螺旋形的骨板，称为骨螺旋板，它由耳蜗底盘旋上升，直达耳蜗顶部。从骨螺旋板的外缘到耳蜗的外壁，有薄膜连结，这就是基底膜。它也随着骨螺旋板盘旋上升，直达耳蜗顶部。从骨螺旋板向外壁还斜伸出一张薄膜，叫前庭膜。这样，耳蜗里面便被基底膜和前庭膜隔成3个隔部，也就是3个螺旋形的管道，即前庭阶、鼓阶和蜗管。
在基底膜上面排列着和听觉功能密切相关的细胞组合体，叫做柯蒂器。它是1851年由一个名叫柯蒂的人首先观察到的。柯蒂器由内毛细胞、外毛细胞、内柱细胞、外柱细胞和盖膜等组成。内毛细胞和外毛细胞就是我们惯称的听毛细胞。 6．什么叫听毛细胞? 耳蜗内有一类是专管听觉的细胞，每个听觉细胞顶端长有细小的纤毛，所以俗称听毛细胞。听毛细胞共分两组，即内毛细胞和外毛细胞。人类一侧耳蜗约有内毛细胞总数3 500 个，外毛细胞9 000～12 000个。它们的底面都接受丰富的神经支配并构成突触。当中耳传声装置把声波振动顺利地送人内耳，听毛细胞通过电位变化和化学递质释放，把机械能转换成为神经冲动，从而产生一系列的生理性感音过程。
人类的听毛细胞一般认为无再生能力，因此，许多因素 (如耳毒性药物、内耳缺血、噪声和病毒感染等)均会引起听毛细胞的变性、损伤及死亡，引起感音神经性聋。目前没有任何治疗办法。
7．什么是声音?它有哪些特性?
声音包括两种含义，在物理学上是指声波，即由振动物体所产生并在递质中传播的一种波，具有一定的能量。在生理学上则是指声波作用于听觉器官所引起的一种主观感觉。尽管这两个涵义有所不同，但它们之间有一定的内在联系。声音的主观感觉是听觉的主观属性，是属于心理学范畴。人的感觉不像麦克风的测试系统那样绝对化，人类对物理量的响应通常与所描述的物理单位量并不一致，因为这里存在一个心理物理量的问题。这就是为什么会出现人们对声音量的主观描述，如响度、音调、音色和音长等的感觉。
声音具有3个基本特性，即频率、强度和声谱。这3种特性在人耳主观感觉到的就是音调、响度和音色。
物体每秒钟振动的次数叫做频率。一般来说，物体振动越快，频率就越高，我们感受到的音调也越高。物体振动越慢，频率就越低，我们感受到的音调也越低。但是，人耳不是对所有物体的振动都能听得见。物体振动次数过低或过高，人耳都不能感受。人耳可感受声音频率的范围介于20～20000赫间。声音高于20000赫为超声，低于20赫为次声。
声音的强度则是由物体振动时所产生的声音的能量或声波压力的大小所决定的。声能或声压愈大，引起人耳主观感觉到的响度也愈大。 除少数发声物体能发出单纯音调外，大多数物体发出来的声音并不是那么单纯，而是由许多个强度不同的声音所组成，这种声音称为复合音。复合音中频率最低、能量最大的单音叫基音(基波)，其它的音叫泛音(谐波)。例如频率是100赫的钢琴声，经过声学的频谱分析，发现其中除了100赫的基音外，还有15个强度不同的泛音。同是100赫的黑管声，还有9 个强度不同的泛音。可见频率同是100赫的钢琴声和黑管声，除了基音相同，即音调相同外，它们又具备有不同数量、不同强度的泛音，因而各具有不同的音色。复合音不同的声谱决定着不同的音色，这就是我们能够分辨出同是100赫的钢琴声和黑管声的道理。
8．人耳是怎样感受声音的?
人耳感受声音的过程就是听觉的产生过程。听觉的产生过程是一个复杂的生理过程，它包括3个基本过程；
(1)声波在耳内的传递过程。
(2)声波在传递过程中由声波引起的机械振动转变为生物电能，同时通过化学递质的释放而产生神经冲动的过程。
(3)听觉中枢对传人信息进行综合加工处理的过程。
声波是通过空气传导和骨传导两种途径传人内耳的。正常情况下以空气传导为主，也就是说声波通过这两种途径传人内耳使柯蒂器中的毛细胞兴奋，毛细胞又和蜗神经的末梢相接触，毛细胞兴奋后激发化学递质的释放，使蜗神经产生冲动。冲动经蜗神经传导径路传人大脑，经大脑皮质听觉中枢的综合分析，最后才使我们感觉到声音，即听到声音。
9．如何确定声音的强度?
声音的强度是指表示声音的能量，可用仪器测量。它的单位是每秒瓦特／平方厘米，即每秒钟内通过1平方厘米面积的能量为声音的强度。另外，声音振动时声波振动幅度的大小叫做振幅，声音的强度也是取决于幅度的大小。振幅越大，强度越大；振幅越小，强度越小。听力学上一般用分贝作为单位来表示声音的强度级。声压级是最常用的声学参量，它所指的声压P与参考声压PO的比值取常用对数后以20倍乘的值，称为分贝。人耳听觉判别声音强度的等级概念是响度。由于听觉具有复杂的强度特性、频率特性及时间特性，所以响度不仅取决于声音的强度(以声压级表示)，还与它的频率及瞬态时间特性有关。
任意频率的声音，当听起来与1 000赫纯音一样响时，则这时1 000赫纯音的声压级分贝数，就定义为该频率声音的响度级。响度级的单位叫方。所以1000赫纯音声压级的分贝数，就是响度级的数值。在隔音室中，听力正常的青年人所能听到的最小声音的强度叫听阈，约相当于。分贝听力级。用于测量声音强度的仪器是一种叫“声级计”的仪器，通常测的一般耳语声约相当于听力级20分贝。普通对话约45分贝，低噪声街道约60分贝，繁忙交通要道约80分贝，普通房间约50 分贝，地下铁道约100分贝，飞机响声和雷鸣声约120分贝。
10．什么是气传导和骨传导?
正常情况下，声波是通过外耳和中耳传到内耳，即声波在充满空气的外耳道和鼓室腔内传播到内耳，所以这种传导方式叫做“空气传导”，简称“气导”。除了气导以外，声波还有另一条捷径，这就是通过颅骨振动直接把声波振动传人内耳。例如，把敲击后的音叉，放在我们耳后乳突骨或前额骨上，我们也能感受到声音。我们把这种通过颅骨固体骨质传导的方式叫做“骨传导”，简称“骨导”。骨传导的作用一般是微不足道的，例如在我们日常生活中，我们用牙咀嚼坚硬的食物时，可以听到声音从牙齿传到颅骨，到达内耳。通常人们都不需利用自己的颅骨去感受声音，但是，当外耳和中耳的病变使声波传递受阻时，则可以利用骨导来弥补听力。如骨导式助听器就是利用骨传导来感受声音的。
11．什么叫听阈?
声音必须达到一定强度才能引起听觉。引起听觉的最小强度称为听阈。也可以说，每个人对各种频率的纯音信号都有一个能感受到的最小强度，这个刚刚能听到的声音强度就是某个人对某种频率声音的听闻。人耳的听阈随着音频不同而有变化，能听到的强度越低(声音越小)，说明听力越好；强度越高(声音越大)听力越差。所以临床上常用听阈的值来代表听力的好坏。听阈是测定听力损失的最基本的测验。听阈的单位用分贝来表示。临床上应用的纯音听力计就是将正常青年人在各频率所听到的听阈平均计算后作为零值，即听力零级，也就是我们所说的听力级。它与声压级之间有一种换算的关系。常用的听力计设计就是以他们的平均听闻作为标准零级。我国于1974年亦公布了暂行听力计零级标准。因此，阈值的测定可以反映各种听觉障碍的程度。
12．语言频率范围指的是什么?
研究结果表明人类的听觉范围在20～20000赫之间。低于20赫叫做次声，高于20000赫为超声。次声和超声都是人耳听不到的声音。人类的语言交往中常用的语言声多在500～ 4 000赫之间。通过研究表明，人耳在500赫处对语言的接受程度很高，在1 000～2000赫处对语言的识别程度较敏感，人耳在4000赫时感觉较舒适，超过4 000赫以上，声音小了听不清，声音大了感到不舒服。所以，目前在国内外都采用500 赫、1 000赫、2 000赫、4000赫作为语言频率区，此范围内的听力损失程度的大小，对语言的可懂度非常重要。目前，国内外都用语言区频率的听阈平均值来代表听力情况。将以上4 个频率的阈值相加再除以4，所得的平均值为语言频率范围阈值。正常听力者的语言频率范围阈值在10分贝左右，如果超过26分贝则考虑为听力下降。
13．什么是言语清晰度?
言语清晰度也称为“言语可懂度”。清晰度指的是口语单词与我们听到的单词之间的同一性。临床上为了确定入耳能否正确了解言语单位数与发音人发出的言语单位数的比值，采用基本语言的音节、单词或句子来评定语言传输系统的主观质量。这种方法称为“言语清晰度试验”。
不同的频率对语言的接受程度不同，也影响言语清晰度的指数。美国国家标准协会制定了一个关于不同频带对单词接受的数据(表1)。
我们可以通过这几个频带看出语言的能量接受与清晰度的关系，说明对于清晰度来说，在2 000赫～4 000赫时的语盲能量要比在500赫时的语言能量接受程度更高些。所以，清晰度是用来评定接受语言质量的客观依据。
14．什么叫听觉适应与听觉疲劳?
适应是许多感觉功能所共有的一种生理特性。听觉的适应现象是指声音持续作用过程中，听觉器官敏感性一度降低的现象。当声音强度适当而持续时间又不太长时，在声音刺激停止后10～15秒，听觉敏感度一般即可恢复至适应前水平。
当声音较强或持续作用时间过长，使听觉敏感性降低的持续时间超过数分钟时称为听觉疲劳。倘若听力的恢复需数小时甚至数日的话，这种现象称为暂时性阈移。在感音神经性听力障碍中，蜗后病变病人的听觉容易出现适应与疲劳现象。 15．什么是噪声? 噪声有两种含义： (1)在物理上指不规则的、间歇的或随机的声振动。 (2)指任何难听的、不和谐的声或干扰。有时也指在有用频带内的任何不需要的干扰。这种噪声干扰不仅由声音的物理性质决定，还与人们的心理状态有关。例如人的心情不好的时候，乐音也会变成噪声感到刺耳。所以，现代声学将噪声定义为不需要的声音，即物体做非周期性，无节奏的振动而产生的声音，没有固定的频率和波形，刺耳难听的声音。
在噪声的概念中，我们常常提到宽带噪声、窄带噪声和白噪声。这些都是运用在听力检测设备中进行掩蔽时用的专用噪声。与我们生活密切相关的是环境噪声的污染，来源较广。
噪声会妨碍人体的休息，干扰收听语言和音乐，影响人的身心健康，降低工作效率。强噪声还能引起耳鸣、耳聋和全身某些疾病。
16．什么是声音的掩蔽现象?
某一声音引起听觉器官对另一声音的敏感度下降称声音掩蔽。日常生活中我们常可遇到，当强音与弱音同时作用时，弱音常不易听到，这就是一种声音的掩蔽现象。掩蔽的程度取决于掩蔽声的强度及掩蔽声与被掩蔽声之间的频率关系。例如两个频率越接近，掩蔽作用越大。在听力学检测中，用频谱较宽的白噪声和窄带噪声进行掩蔽效果较好。
在临床听力测试时，为了准确评定听阈，避免环境噪声的掩蔽效应，应在安静环境中来进行。当双耳听力相差悬殊时，应对听力较好耳进行掩蔽，可以较准确地测出听力损失较重耳的听力，以免造成假象。
此外，在耳鸣的治疗中利用声音的掩蔽现象，通过耳鸣掩蔽器发出的掩蔽声来掩蔽令人心烦的耳鸣声，以达到治疗的目的。
17．听觉与语言形成有什么关系?
正常的语言发育，需要有完好的周围神经系统及中枢神经系统，同时也需要良好的体格和心理状态。
听神经属周围神经系统，如受到损伤就会影响语言的形成。听觉是接受声音感觉，通过这些感觉语言才被感受。儿童在会说话之前首先必须听到，然后理解他们所听到的内容，还必须能把这些被理解词语符号同语言运动系统联系起来。听觉分析能力是通过无数次条件反射建立而成。在婴幼儿时期仅对声音有反应，而不能理解语言。幼儿到了一定的年龄，即学习和运用有关的肌肉，利用喉、唇及舌发出声音。听力正常儿童可运用听觉矫正发音，并能体会语言而有正常表情。先学会复诵，然后逐渐学会独立语言。这一学习过程中，听力是必要条件。由于语言是复合的功能，除听觉系统必须正常外，中枢神经系统、发音器官的完整性及智力、感情因素都将对语言的形成有关。
18．什么叫听力零级?
听阈测试是测定听觉损伤程度最基本的测验，可以反映听力损害的情况。听力零级是作为测听标准的数据，也是听力计上表示听力的一个参数。常用听力计的设计是以一组正常青年的平均听阈为标准的听阈零级的平均声压级。它代表一个国家或一个地区的“0”分贝的听力标准。即正常青年人的听阂在听力计上为“0”分贝即听力零级，在医学上以此派生出的声音强度单位叫做听力级，简称HL。听力零级有气导听力零级和骨导听力零级两种。气导零级是指对规定耳机输出正常听力所能感受的最小振动信号。骨导零级是指对规定骨导耳机输出正常所能感受的最小声信号。所以说，听力零级数值要通过耳机或仿真耳来测得。不同的耳机有不同的频率特征，不同的仿真耳用不同的阻抗特性来决定频响特性。
19．人的大脑皮质听区在哪里?
随着动物的进化，神经系统的许多功能越来越多地集中到大脑皮质。根据研究表明，人的皮质听区位于大脑颞叶的颞横回前部。复杂声音信息的精确分辨、处理及加工都在皮质听区进行。若人类两侧皮质听区被破坏后，可造成全聋。在局麻下进行脑外科手术的病人中，电刺激该部位可以引起各种声音感觉。
一侧皮质听区虽然同时接受双耳传来的信息，但对对侧刺激比较敏感。也有学者认为，左右侧皮质听区对不同性质的声音信息的处理具有不同的选择性。如左侧皮质听区选择性地处理语言信息，而非语言信息，如音乐声多由右侧皮质处理。临床上观察到左侧颞叶听区的损伤，对语言信息分辨力的影响程度明显地大于右侧颞叶听区的损伤。所以，临床医生往往对于一个双耳听力损失程度接近的人选戴助听器时，先以右侧耳为首选佩戴耳。
20．听力正常儿童语言发育的特点是什么?
听力正常的儿童语言发育的前提是能够通过正常途径接受声音的信息。婴儿出生后就有听力，但他们在这个时期对声音仅能产生一些听性反射。例如新生儿突然听到声音会眨眼或啼哭，会表现出脚手伸展等动作反应。出生6个月前后，婴儿可发出种种无意义的声音，仿佛能听懂父母对他们的说话，并可出现对语声的膜仿。也有人称为“咕咕声阶段”。此阶段的儿童对声音的听辨能力和发音能力都有较大的发育和发展，形成了最初的语言模仿和“对话”意识。1岁左右，已能对话语进行初步的理解，由“牙牙学语阶段”进入到被动参与语言交际活动中，会说2～3个词的简单语言并可以用简单的体态语与成人进行交际。到两岁左右，能以主动的方式参与语言交际活动，但使用的话语属儿童的特殊语言，如独词句，双词句或“电报句”等。6岁以后，儿童特殊语言成分逐渐减少，语言发展进入目标语言的轨道，语音系统和基本语法规则已经掌握，具有一定的词汇量和一定的语言运用技能，语言发展趋于成熟。
耳聋(听力障碍)的婴幼儿由于听力障碍而使接受声音的机会减少，导致学习语言困难，造成语言发育障碍。如果孩子在1—2岁还不会说话，或语言发育比上述特点迟缓，应引起家长的注意，要去医院检查是否存在听力障碍，以便及时查明耳聋的性质和程度。聋儿听觉和语言发育和发展取决于耳聋的发生时间、耳聋程度、医疗条件、教育环境及康复措施等。