Biofyzika príjmu a spracovania

informácií

zmyslové vnímanie
- príjem a uvedomovanie si informácií, ktoré

prichádzajú z

• vonkajšieho (zrak, sluch, čuch, chuť a hmat) a
• vnútorného (vestibulárny aparát, nervové

zakončenia v svaloch, šľachách a kĺboch)
prostredia organizmu

Klasifikácia receptorov

charakter adekvátneho podnetu
• mechanoreceptory (baro-, proprio-, receptory

pľúcneho rozopnutia)

• nociceptory – algoreceptory (mechanické, chemické

podnety)

• termoreceptory (tepelné, chladové)
• chemoreceptory (chuť, čuch)
• fotoreceptory (zrak)

zložitosť receptorov:
• volné nervové zakončenia
• zmyslové telieska
• zmyslové bunky - súčasť zmyslových

orgánov

podľa miesta vzniku podnetu a

spôsobu jeho zachytenia:

• exteroreceptory
• telereceptory
• proprioreceptory
• interoreceptory

Klasifikácia receptorov

Funkcia receptorov
• Receptory - meniče energie (premena pôsobiaceho

podnetu na elektrický signál, ktorý umožňuje ľahší prenos

informácie obsiahnutej v podnete)

– receptorový potenciál
– vznik akčného potenciálu

vzťah podnetu a vnemu:
Weber-Fechnerov zákon
• logaritmická závislosť

I

V = k1 . IP

Stevensov zákon
• mocninová funkcia

I

V = k2 . IP

a

kde:
• k1 a k2 - sú konštanty úmernosti
• a - exponent charakteristický pre každú zmyslovú modalitu

Klasifikácia receptorov

Amplitúda receptorového potenciálu
• Rýchlo sa adaptujúce receptory (fázické) – napr.

paciniho teliska

• Pomaly sa adaptujúce (tonické) – napr.

baroreceptory

• Neadaptibilné – napr. bolesť

čuch - čuchový epitel v nosovej dutine
• Henningova klasifikácia pachov:

kvetový, ovocný, živicový,
koreninový, hnilobný, spáleninový

• rýchla adaptácia, špecifická len pre

určitú látku

chuť (chuťové poháriky) - reakcia na

látky rozpustené v ústnej dutine

• 4 základné chute: sladká, slaná,

horká a kyslá

• chuťové vnemy - závislé od

súčasného dráždenia čuchu

Biofyzika vnímania čuchu a chuti

Biofyzika sluchového analyzátora

Zvuk - mechanické vlnenie častíc pružného prostredia
• frekvencie počuteľné pre ľudské ucho: 16 – 20 000 Hz

– pod 16 Hz - infrazvuk
– nad 20 kHz – ultrazvuk

• kmitanie častíc prostredia - priečne, pozdĺžne
• náhodne a nepravidelne kmitajúce telesá – šum
• periodické opakovanie priebehu vlnenia - tón

– charakteristika: výška, intenzita, farba
– oblasť intenzít vnímaných ľudským uchom –

ohraničená prahom počutia a prahom bolesti

• referenčný tón - 1000 Hz

Intenzita zvuku - daná množstvom akustickej energie, ktorá

prejde jednotkovou plochou za sekundu, kolmou na smer

šírenia vlnenia

• pre porovnanie intenzít dvoch zvukov - Hladina intenzity:

kde:
I - porovnávaná intenzita,
I

0 - je referenčná intenzita zvuku pre ľudské ucho (I0= 10

-12

W. m-2)

• jednotka - bel (B), v praxi - decibel (dB)

Hlasitosť - subjektívne vnímaní intenzita
• jednotka - fón (Ph)
• hladina hlasitosti 1 fónu zodpovedá hladine intenzity 1 dB

pri referenčnom tóne

- prahová veličina

0

log

10

I

I

.

L



Sluchové pole

•

oblasť intenzít ohraničených

prahom bolesti a prahom
počutia v rozsahu
počuteľných frekvencií

• izofóny

Ucho
• periférna časť sluchového

analyzátora

• časti:

– Vonkajšie
– Stredné
– Vnútorné

• vonkajšie a stredné ucho -

prevod akustických signálov
z vonkajšieho prostredia do
vnútorného ucha

• Vonkajšie ucho - ušnica a

vonkajší zvukovod

Stredné ucho

• časti:

– bubienok

– 3 sluchové kostičky

• kladivko

• nákovka

• strmienok

– Eustachova trubica

• zabezpečuje optimálny prenos akustických signálov

z vonkajšieho prostredia (plynného) do tekutiny

vnútorného ucha

• prevod akustického vlnenia z relatívne veľkej plochy

bubienka na malú plochu oválneho okienka (20

násobné zvýšenie tlaku)

• pákový mechanizmus stredoušných kostičiek

Vnútorné ucho
• uložené v skalnej kosti
• tvorené systémom kanálikov – labyrintom
• sluchová časť - špirálovito stočený, asi 35 mm

dlhý kostený kanálik s priemerom 3 mm -
slimák (cochlea)

cochlea

• scala vestibuli (oválne okienko) -

perilymfa

• helicotrema
• scala tympani (okrúhle okienko)

- perilymfa

• scala media - ohraničená

bazilárnou a Reisnerovou
membránou (endolymfa)

Cortiho orgán
•

vlastný akustický receptorový systém, uložený na bazilárnej

membráne

• 3 typy buniek:

• zmyslové (vláskové)
• podporné
• okrajové

zmyslové vlásky – stereocílie –
zakončenia v tektoriálnej
membráne

• deformácia stereocílií
tektoriálnou membránou –
podráždenie receptorovej
bunky – receptorový potenciál
– aferentné nervové vlákno –
nueróny Cortiho ganglia -
depolarizácia

Békésyho teória postupnej vlny

• zvukové vlnenie rozkmitá

bazálnu membránu (oblasť
maximálneho rozkmitu sa
posúva s rastúcou
frekvenciou od vrcholu
slimáka k jeho báze)

Zvukové vlny môžu dosiahnuť

receptory vo vnútornom uchu
dvomi základnými spôsobmi:

– vedenie kostičkové
– vedenie kostné

typy sluchových porúch:
• porucha vedenia zvuku z

prostredia do vnútorného ucha,
alebo porucha prevodu zvuku
stredným uchom

• porucha vnímania zvuku vo

vnútornom uchu alebo porucha
nervového vedenia

Audiometria - vyšetrenie prahu počutia v

celom rozsahu akustických frekvencií
pomocou špeciálne upraveného
nízkofrekvenčného oscilátora –
audiometra

• nastaviteľná frekvencia a intenzita tónu
• delič kalibrovaný v absolútnych dB -

riadime hladinu intezity

• záznam - audiogram
• subjektívne vyšetrenie
• vyšetrované frekvencie 250, 500, 1000,

2000, 4000 a 6000 Hz

• pásmo hovorovej reči - 250-2000 Hz

Metódy vyšetrenia porúch sluchu

Slúchadlá