Biofyzika vnímání – otázka z biofyziky

biofyzika

 

   Otázka: Biofyzika vnímání

   Předmět: Biofyzika

   Přidal(a): vnl.xf

 

 

Obsah:

 

Fyziologická akustika

Základní pojmy a údaje

  • zdravé ucho vnímá 16-20000 Hz
  • u každé frekvence je rozlišný rozsah intenzit, které slyšíme
  • nejcitlivější je vnímání 1-5 kilohertz
  • oblast slyšení je omezena prahem slyšení a prahem bolesti
  • u každé slyšitelné frekvence existuje intenzita, kdy neslyšíme zvuk a vnímáme bolest
  • člověk je schopen posoudit, kdy slyší 2 zvuky stejně silně
  • znázorníme-li příslušné fáze a intenzity do grafu, máme izofon
  • 0 izofona = práh slyšení, 120 izofona = práh bolesti

 

Rezonance

  • síla jednotlivých frekvenčních složek je značně ovlivňována rezonancí přilehlých součástí zdroje
  • dutiny se uplatní jako rezonátory
  • podobně je tomu s lidským hlasem
  • akustické vlnění vzniká prouděním vzduchu z plic mezi štěrbinou hlasivek, ty se rozechvějí, od nich se rozechvěje proud vzduchu, který dopadne do ucha = hlas
  • podoba zvuku, který člověk vydá je ovlivněna velikostí štěrbiny a zejména tvarem rezonančních dutin, kterými zvuk prochází -> dutiny hrtanová a ústní
  • změna tvaru některé dutiny, se projeví změnou barvy hlasu
  • změna tvaru dutin v různých místech dýchacích cest-> různě znějící kašel
  • pro vyslovování samohlásek je rozhodující tvar ústní dutiny -> zesílení v pásu frekvencí kolem vlastní frekvencí -> tím je ovlivněna podoba zvuku vlny každé samohlásky
  • každá samohláska má vlastní tvar úst a frekvenci = formant samohlásky
  • formant se mění podle polohy jazyka, vzdálenosti zubů a rtů 175-3700 Hz
  • formant tvarově nemění hrtanová dutina, asi 400 Hz

 

Funkce hrtanu

  • původně – uzavřené dutiny dýchacích cest při polykání, vyvinut kašel – slouží k čištění tracheobronchiálního stromu
  • oba reflexy děje jsou ovládány senzitivně a motoricky
  • volné dýchání – hlasivky jsou v abdukci a vytváří se zadní komisurou trojhranu, kterým proudí vzduch muži 1,4 cm2, ženy 0,8 cm2: tyto hodnoty limitují ventilační kapacitu až 170l/min muži a ženy méně
  • současnou funkcí hrtanu je tvorba hlasu, který je založen na principu 2 protilehlých pasivně kmitajících jazýčků hlasivek
  • sedřená hlasivka je úměrně svému odporu periodicky rozrážena úměrně tlaku pod hlasivkami
  • pokles tlaku pod otevírací hodnotu -> proud vzduchu je přerušen -> děj se opakuje u základního hlasivkového tónu muži 125 Hz, ženy 250 Hz
  • tento tón naznačuje vzdušné prostory dýchacích cest – hrtanu i dutiny ústní
  • hlas je dynamicky formován hrtanovou záklopkou, hrtanem, hltanem, jazykem, měkkým patrem a tváří => individuálně charakteristická barva hlasu
  • výška hlasu je určena délkou, napětím, hmotou, postavením hlasivek a tlakem vydechovaného vzduchu
  • rozsah hlasu se vyvíjí od několika půltónů v dětství po 2 oktávy v dospělosti 5 oktáv u trénovaných osob
  • rozpětí se snižuje při mutaci a ve stáří
  • síla hlasu je dána velikostí rozkmitu hlasivek – je určováno mohutností výdechového proudu vzduchu
  • rychlost toku vzduchu se zvyšuje ze 3-5,/sec při volném dýchání na 30-40m/sec při křiku
  • při přetížení nebo nesprávné tvorbě hlasu je možný výskyt hrtanové patologie

 

Sluchový orgán

  • el. projevy při podráždění sluchového orgánu
  • hlemýžď má vlastní klidový/kochleární potenciál
  • při průchodu zvukových cln endolymfou se objeví změny kochleárního potenciálu = mikrofonní jev
  • tyto změny jsou vytvořeny deformací výběžků vláskových buněk
  • sluch se vyšetřuje pomocí ladičky tónové nebo objektivní audiofonní ladičky

 

Biofyzika vidění

Základní anatomie oka

  • sliznice obsahuje 75-150000 tyčinek a 3,5000 čípků
  • žlutá skvrna -místo nejostřejšího vidění
  • obsahuje světlolomný a světločivný aparát
  • lomný – rohovka, čočka, komorová voda, sklivec

 

Optický systém oka

  • optická mohutnost oka +60 dioptrií, z toho 42 dioptrií rohovka a 17-20 dioptrií čočka. optická mohutnost je proměnlivá
  • rohovka – nejúčinnější, index lomu 1,37
  • čočka – krystalicky čirá struktura, index lomu 1,42
  • při pohledu do blízka kontrakce svalů ochabnou vláka závěsného aparátu čočky -> vyklene se a index lomu se zvýší.
  • Rozsah akomodačních schopností čočky je dán blízkým a dalekým bodem.
  • Blízký bod – nejbližší bod, který oko vidí ostře při maximální akomodaci.
  • Stáří – klesá elasticita čočky -> blízký bod se vzdaluje
  • 10leté dítě – akomodační šíře 15 dioptrií, blízký předmět 7 cm před okem
  • 20letý člověk – akomodační šíře 10 dioptrií
  • dospělý – akomodační šíře 4 dioptrie, blízký předmět 25 cm pře okem, tato vzdálenost = konvenční zaková vzdálenost
  • 4letý člověk – blízký bod je více než 25 cm před okem, problémy 0 akomodace = stařecká vetchozrakost = presdiopie
  • daleký bod – nejvzdálenější bod, který vidí oko ostře bez akomodace

 

 

Zraková ostrost

  • pozorování předmětu – stavíme oči, aby obraz předmětu dopadal do místa žluté skvrny, její uspořádání s velkou koncentrací čípků, zvyšuje viskozitu rozlišovací schopnost v této části sítnice
  • rozlišení nervu musí být rozlišeno několik součástí

 

Refrakční vady oka

  • pro správné vidění je mimo neporušeného stavu sítnice a optických nervových drah podmínkou, že optický systém je schopen vytvořit na sítnici ostrý obraz předmětu.
  • Je nutné, aby obrazem bodu b\lopět bod a aby obraz vznikl na sítnici.
  • normální oko – emetropické
  • nemocné oko – amentropické
  • sférická ametropie
    • krátkozrakost = myopie
    • oko má daleký bod v konečné vzdálenosti před okem
    • paprsky rovnoběžné se lámou do oka před sítnicí
    • příčiny: oční koule je příliš dlouhá, oční koule je dobrá, ale je větší lomivost optického prostředí
    • presdiopie nastupuje později a není tak výrazná
    • dalekozrakost = hypermetropie
    • daleký bod je v konečné vzdálenosti za okem, ohnisko je za sítnicí
    • příčiny: krátká oční koule, lomivost optického systému je menší
    • presdiopie se projeví dřív, potřebuje brýle i do dálky
  • asférická ametripie, astigmatismus
    • bod se nezobrazuje jako bod, ale jako plocha
    • příčiny: asymetrie optické mohutnosti rohovky
    • nevidí ostře na blízko ani na dálku
  • korekce refrakčních vad
    • je nutné, aby na sítnici pronikl ostrý odraz v dostatečné velikosti, aby obrazy na sítnicích obou očí měli stejnou velikost
    • korekce: rozptylka na krátkozrakost, čočka na dalekozrakost – ostře jsou viděna písmena do vzdálenosti 25 cm
    • vady lze korigovat pomocí laseru

 

Tvorba obrazu

  • funkce sítnice je spojena s procesy absorpce světla ve fotoreciptac a převod akčního potenciálu ze sítnice světelná energie zdroje se při dopadu na sítnici rezorbuje v tyčinkách a čípcích, přitom se mění na chemickou energii
  • sítnice je různě citlivá na různé vlnové délky, ale citlivost nezávisí na intenzitě osvětlení
  • denní vidění = fotopické – čípky – nejlepší citlivost pro vlnové délky 500 mm zelená barva
  • střední – čípky i tyčinky – max. citlivost 510 mm modrozelená barva
  • noční vidění = skotopické – tyčinky – ztráta barevného vidění, obrysy
  • čípky a tyčinky mají nezávislé vlastnosti
  • velká intenzita světa – vidění zajišťují čípky
  • nízká intenzita světla – tyčinky jsou citlivější
  • Fce tyčinek – obsahují pigment rodopsin, působením světla se rozkládá, mění se na žlutou barvu, velmi velká intenzita = bílá barva, nedostatek vit A – nevytváří se rodopsin a je šeroslepost
  • Fce čípků – tlustší než tyčinky, lahvovitý tvar, mění se podle jejich umístění, rozeznávají intenzitu světla, barvu, sytost barev, normální oko rozezná 200 barev
  • mechanismus vzniku barev je neznámý
  • 3 druhy pigmentu v sítnice citlivých k různým vlnovým délkám
  • porucha tvorby pigmentu = barvoslepost
  • dichromatie – 2 pigmenty, porucha vnímání červené a zelené

 

Zdroje najdete uvedeny zde:





Další podobné materiály na webu: