Наука і життя // Ілюстрації

Згідно з переказами, єгипетський цар Рамзес II (бл. 1327-1251 до н.е.) мав проблеми зі слухом. розмовляючи, він намагався сідати в кути, які посилюють звук.

Основоположник сучасної космонавтики К. Е. Ціолковський (1857-1935) користувався розтрубами, виготовленими за власними ескізами.

Португальська король Гоа VI сидить на акустичному кріслі-троні "з левами" в підлокітниках (фото з лондонського музею воскових фігур "Amplivox").

Звукопередающій стіл для конфіденційних "закритих" переговорів на дві персони. "Микрофоном" служила аудіотрость (праворуч).

Зразки приймально-передавальних акустичних розводок колективного користування (вгорі). Внизу: ваза в середині столу - засіб спілкування, випробовується відвідувачами музею.

Дентафони - плоскі збирачі звукових коливань, які реалізують слухову кісткову провідність.

Приклад використання резонуючій порожнини головного убору для поліпшення слуху (овальні контури спереду - це вхідні отвори для звуку).

а, б - пасивні навушники, що відрізняються формою звукоулавлівателей; в - розтруби навушників спрямовані вперед.

"Фонофор" Сіменса - перший слуховий апарат з телефонним динаміком і вугільним мікрофоном, підживлює постійним струмом.

Знаменитий винахідник і раціоналізатор Т. Едісон страждав приглухуватістю; винахід звукозапису допомогло йому і мільйонам інших людей слухати музику.

Перший одноламповий слуховий апарат (1921). Отвір збоку - мікрофон; габарити: ширина - 10 см, товщина - 18,4 см, висота - 18,3 см.

Перший портативний ламповий слуховий апарат з мікрофоном (спереду) і виходом на навушники; корпус металевий полірований з акумулятором всередині; габарити: висота - 16 см, ширина - 8 см.

Сучасний цифровий завушний слуховий апарат.

Наука і життя // Ілюстрації

У цифровому слуховому апараті на два вуха заданий рівень гучності в кожному з них підтримується автоматично завдяки налагодженій бездротовому обміну даними між звукопріемнікамі.

Оснащення і потужності дані домашнього музичного театру в сучасному виконанні дозволяють враховувати індивідуальні особливості слуху і згладжувати його недоліки.

Х. Уайтстоун, будучи глухий майже від народження, отримала хореографічну освіту і перемогла в конкурсі краси "Міс Америка-95".

Спеціально обладнаний клас на факультеті для людей з вадами слуху в Казанському інституті безперервної освіти. (Фото з екрану телевізора.)

Наука і життя // Ілюстрації

<

>

Прислухаючись, людина інстинктивно прикладає до вуха долоню. Долоні, прикладені до власних вушних раковин, можуть значно посилити сприйняття звуку. Сучасні акустичні виміри показують, що в цьому випадку поріг чутності підвищується в 3-10 разів (5-10 дБ) (про перерахунок співвідношень рівнів гучності звуку в децибелах см. "Наука і життя" № 8, 2004 р ). Ще кращими підсилювачами -резонаторамі служили раковини морських молюсків, панцирі черепах, роги домашніх тварин. Всі ці пристосування - природні слухові апарати. Перші зображення і опис пасивного слухового апарату рупорного (конусного) типу наведено у виданій в 1588 році книзі "Магія природи" італійського фізика, фізіолога і філософа Дж. Порта (Giovanni Battista della Porta, 1535-1615). Автор описував і рекомендував до вживання для тугоухих дерев'яні імітації вух добре чують домашніх і диких тварин.

Міркування про користь прикладання труб до вух слабочуючих містяться також в працях (1 625) англійця Ф. Бекона (1561-1626). В кінці XVII століття і в XVIII столітті різного роду трубчасті конусні "збирачі повітряних збурень, які проявляють себе біля голови" були дуже поширені. Матеріалами для слухових трубок служили дерево, кістка, жерсть, мідь. Завдяки дивній здатності підсилювати і вловлювати звук конусні розтруби "на слух" наближали віддалені об'єкти, їх почали застосовувати навіть в армії і на флоті, причому задовго до винаходу бінокля для очей (1825).

Знаменитий композитор Л. Бетховен (1770-1827), маючи до кінця життя ослаблений слух, користувався параболічними резонаторами, циліндрами, трубками, при публічних виступах ховав у волоссі конусні вушні наконечники. Значною мірою завдяки механічним підсилювачів слуху, будучи вже майже глухим, написав останню, Дев'яту симфонію. Доводилося користуватися розтрубами і знаменитому вченому К. Е. Ціолковського. Недуга не щадить знаменитостей.

Оригінальні впровадження досягнень акустики в меблеві предмети були пред'явлені цивілізований ному світу на початку XVIII століття. Відомому французькому богослову, цікавився питаннями акустики церков і соборів, Ж. Дузі (Jacgues-Joseph Duguet, 1649-1733) приписується винахід в 1706 році спеціального сидіння - піднесення у вівтарі для одного з плохослишащіх високопоставлених служителів єпископату. Заснована в 1800 році в Лондоні фірма "FC Rein & Son" почала виготовляти спеціалізовану м'які меблі на замовлення для людей з вадами слуху. Відомо, що з 1819 року аж до смерті в 1828 році оригінальним звукопередающім кріслом-троном користувався не бажав миритися з глухотою король Португалії Джон VI (званий ще королем Гоа VI). Наближені і відвідувачі короля повинні були, ставши на коліна, говорити в відкриті пасти скульптурних статуй левів, які перебувають в передніх закінченнях підлокітників. Важливі повідомлення та донесення ретранслював "наверх" прихований під сидінням резонатор, що закінчується гнучким трубчастим звукопровода.

Винахідлива думка не стояла на місці. Британський "ауріст" (лікар-фониатр) і оториноларинголог Д. Кертіс (Jon Harrison Curtis, 1778-1860), ірландський фізик В. Маккоуна (Willian A. McKeown, 1844-1904) запропонували конструкцію головуючого кафедри (кожен - свою). В обох конструкціях інтенсивність звучання зростала до 30 дБ.

Компанія "FC Rein & Son" запустила в обіг і інші вироби, що відрізняються оригінальністю. Наприклад, акустичний стіл для конфіденційних переговорів, призначений для двох як недостатньо, так і нормально чують персон. Кришка столу в торці мала чотири круглі дірки, з яких дві великі були розраховані на приєднання звужуються гнучких повітропроводів з наконечниками для вух. У дві інші, менші за діаметром, вставлялися циліндричні відводи тростин, порожніх у верхній частині, які виконували роль приймачів мови. Говорячи сучасною мовою, Однотумбовий засіб спілкування являло собою акустичний чотириполюсник: поверх кришки столу зміцнювалася ваза-резонатор, знизу під нею ховалася пустотіла розводка. Передбачалося, що особливо сконструйоване пристрій дозволяє вести бесіди на знижених по гучності тонах, не привертаючи уваги оточуючих. Випускалися акустичні столи з рознесенням по колу трьох і чотирьох посадочних місць. Ще в одному приймально-передавального акустичному пристосуванні того часу встановлена ​​на столі декоративна ваза висотою 30 см маскувала металеві конусні рупори, уловлювачі звукових коливань, що надходять від розмовляють за столом людей. Ті ж рупори одночасно служили випромінювачами спрямованої дії вимовлених фраз і виразів для співрозмовників. Кому-небудь одному надавалася можливість слухати всіх присутніх через протягнутий під столом гнучкий звуководом.

Для пацієнтів з порушеннями слуху в області середнього вуха, але зберегли зв'язок кортиева органу (равлики) із зовнішнім світом завдяки кісткової провідності проводилися цільні і складні "дентафони" (dentaphon), що охоплює зубами в їх закінчення при слуханні розмовної мови або музики. У представниць прекрасної статі "дентафони" замінювалися елегантними мембранними віялами. І чоловікам і жінкам для вуличних прогулянок рекомендувалися капелюхи-дзвони з замаскованими вхідними (для звуку) отворами спереду або нагорі; резонатори головних уборів порушували равлика внутрішнього вуха безпосередньо через овал черепа або повітропроводи в зовнішні слухові проходи вух. В армійських підрозділах окремих країн для деяких видів операцій (наприклад, проведення нічних розвідок) застосовувалися схожі за конструкцією металеві каски. В кінці XIX - початку ХХ століття були поширені пасивні навушники, які представляли собою прості прикріплюються до вух звукоулав лівателі. За відсутності активного гучного звукопідсилення в той час вони видавалися в тому числі напрокат глядачам задніх рядів в драматичних і музичних театрах. Такі навушники і нині знаходять застосування. Вони хороші ще тим, що не вимагають будь-якої енергоподпітку.

ЕЛЕКТРИЧНЕ ПОСИЛЕННЯ

У роки, що передують поданню патентної заявки на телефон, його винахідник, американець шотландського походження А. Белл (Alexander Bell, 1847-1922), викладав в юнацькій школі для глухих. На одній з учениць школи він незабаром одружився. У рік пред'явлення світу нового засобу комунікації винахіднику було всього 29 років. Біографи Белла вважають, що проводяться роботи по дослідженню інформаційних можливостей провідних мереж стимулювалися і в особистому плані, бо хотів швидше допомогти дружині, а також плохослишащіх матері і сестри.

У 1878 році американський фізик Д. Хьюз (David Hughes, 1831-1900) розробив вугільний мікрофон поліпшеною електропровідності, який до цих пір застосовується в студіях звукозапису сі і кіно, на радіо і телебаченні. У тому ж 1878 році в Німеччині В. Сіменс (Werner von Siemens, 1816-1892) на базі телефону Белла і мікрофона Хьюза створив звукопідсилювальний апарат для плохослишащіх. Його назвали "фонофором" (phonophor). У 1890 році А. Белл заснував у США Асоціацію для плохослишащіх і глухих дітей, з того часу і до цих пір підтримує наукову розробку і виробництво електронних приладів за обраним напрямом.

Винахід американським інженером Л. Форестом (Lee de Forest, 1873-1961) трьох-електродної радіолампи в 1906 році зробило революцію в звукоусилении (див. "Наука і життя" № 6, 2004 р.) Зрозуміло, що інженери одразу ж приступили до конструювання лампових звукових підсилювачів низької частоти для плохослишащіх громадян. Однак серійні переносні слухові апарати гучного звучання з'явилися лише півтора десятка років тому. Першою в 1921 році випустила дослідний зразок компанія "Western Electric" (США). Мікрофон був застосований вугільний. Підсилювач складався з однієї лампи. До вихідний ланцюга підключався один навушник з оголовником. Апарат був великий і важкий, але вміщувався в портфелі. Для випущеного потім трехлампового варіанту потрібен був уже валізу, а жінкам - носій для перенесення його навіть на невеликі відстані. Обидві розробки, як і всі інші більш пізні, потрібно було підключати до електромережі, нитки напруження ламп в них отримували харчування від окремого акумулятора. Та ж "Western Electric" в 1932 році зуміла створити перший портативний слуховий апарат з виходом на два скріплюються оголовником навушника і розміщенням металевого прямокутного помічника на поясі або грудей (за допомогою шнура). Акумулятор харчування кріпився ременем під пахвою, а у жінок іноді трохи нижче пояса, на стегні - під широкою спідницею.

ПЕРЕВІРКА СЛУХУ

На початку 1930-х років в американській "Bell Laboratories" під керівництвом і за безпосередньої участі вже на той час відомого вченого - фізика і акустика X. Флетчера (Harvey Fletcher, 1884-1981) були проведені вимірювання частотних характеристик вуха при малих і великих рівнях гучності (див. "Наука і життя" № 4, 2005 р ; № 10, 2006 р ) Були визначені верхні і нижні пороги чутності (див. "Наука і життя" № 4, 2006 р ). Одночасно заявлено, що динамічний діапазон органу слуху від природи розрахований на перепади гучності людської мови і тому становить 60 дБ. Однак при сильних шумах він зміщується в область верхнього порогу чутності, а в тиші знаходиться поблизу нижньої межі. Постійна часу переміщень (час відгуку) досить мала, що дає можливість людині слухати популярну і класичну музику з характерним для неї динамічним діапазоном в 100 дБ. Виконані роботи дозволили сформулювати технічні вимоги до почала випускатися в масовому порядку відносно недорогий побутовій апаратурі і також засновник але подешевшали слуховим приладів.

У зазначені роки аудіометрія, по суті, отримала становлення як науково-практична дисципліна. В поліклініки прийшли аудіометри, де почали перевіряти слух не тільки плохослишашіх пацієнтів, але і надходять на роботу льотчиків, залізничників, моряків, шоферів, поліцейських та ін. Нині такі перевірки рекомендуються і розробникам вельми популярних тепер домашніх акустичних систем, фахівцям і менеджерам по їх експлуатації і продажу, а також радіоаматорам, захопленим високоякісним Нi-Fi-звучанням.

Налагодження серійного виробництва збільшилася номенклатури приймачів і підсилювачів, що розширили можливості органу слуху, вжиті дослідження характеристик вуха в 1920-1930-х роках призвели до створення напрямків електрорадіоізмерітельной техніки, орієнтованої на взаємодію з людськими вухами. Протягом багатьох років випускалися і експлуатувалися аж до кінця 1970-х років різного роду еталонні електричні мости для вимірювання індуктивності, ємності, опору, радіоволномери, стандарти частоти, в яких високоточна індикація нуль-биття здійснювалася "на слух" за допомогою навушників. Для військових цілей аж до появи радіолокації випускалися звукопеленгатори підлітають літаків. Такі, наприклад, успішно брали участь в обороні Москви восени 1941 року (див. "Наука і життя" № 6, 2000 г. ).

ЦИФРОВЕ НАВАЛА

У грудні 1947 року в США в "Bell Laboratories" відбулося публічне представлення винайденого транзистора. Пов'язані з епохальною проривом фізичні досліди, лабораторні експерименти, метрологічні вимірювання проводилися в науково-дослідницькому підрозділі, керівником якого був X. Флетчер. Уже в початку 1952 року американська компанія "Raytheon" почала виробляти мініатюрні напівпровідникові тріоди спеціально для слухових апаратів. Однак апарат, розроблений в тому ж році, як і раніше всередині містив три радіолампи з волосовими висновками і лише один транзистор. Після всього лише декількох місяців з'явився "Акустіон" на одному транзисторі з великим коефіцієнтом посилення, а трохи пізніше - більш "гучний" апарат з підсилювачем НЧ на трьох транзисторах. У нових малогабаритних слухових апаратах поки не передбачався відсік для батарей, вони все так же прикріплялися до поясу власника. Незважаючи на гадану очевидність і простоту технічного рішення, конструктивне об'єднання монтажної схеми приладу з джерелом живлення сталося кілька років тому. Одночасно слухопокращувальні пристрої знову помітно впали в ціні в роздрібному продажі в основному за рахунок подешевшали батарей (в порівнянні з батареями для ламп), до того ж подовжити термін служби завдяки різкому зменшенню струму споживання в навантаженні. Масове виробництво мікросхем, що почалося приблизно через 10 років після виходу транзистора, посприяло приходу нового покоління слухових апаратів, подальшого зменшення їх габаритів і енергоспоживання при одночасному підвищенні ефективності, розширення функціональності, поліпшення гігієнічності.

В останні роки схеми стали цифровими з мікропроцесорним управлінням. На практиці воно означає, наприклад, автоматичне регулювання діаграми спрямованості мікрофона, збільшення або зменшення у нього чутливості, придушення шуму і селекцію, тобто вибір, виділення мовних сигналів в самій різній обстановці - на вулиці, галасливому зборах, в театрі.

Будь-які навушники обов'язково підключаються до виходу будь-якого підсилювача. Слуховий апарат від звичайних навушників відрізняється тим, що підсилювач знаходиться у нього всередині і поблизу вуха. З зазначеними перевагами його раціонально застосовувати і всім добре чують, в тому числі, може бути, на переговорах в офісі, на лекціях в інституті, під час несення вартової служби, прогулянках на природі та ін.

При експлуатації двох бездротовим шляхом взаємодіючих апаратів для збалансованого забезпечення вух даними з навколишнього звукового поля мікропроцесор автоматично підвищує або знижує коефіцієнт передачі їх підсилювачів або регулює проходження сигналів в якомусь одному з них. Нормально чують люди сукупністю двох слухових апаратів також можуть користуватися, наприклад, під час розмов по мобільному телефону, підміняючи ними рекомендовану менш якісну проводове мовлення на один навушник.

В останні роки спеціалізовані організації в Європі та Америці налагодили випуск мініатюрних і малих по вазі внутрішньовушних приладів, які розміщені в зовнішній слуховий прохід вуха. Пристрої відрізняються надійністю і практично непомітні для оточуючих. Однак для них до кінця ще не вирішені питання сумісності достатності ширини амплітудно-частотної характеристики.

ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

Досить часто в популярних журналах Керівники медичний установ та їх кваліфіковані фахівці розповідають, як у них добре налагоджено лікування хвороб. Це, звичайно, радує, але краще все-таки намагатися не поспішати до них потрапляти, побільше займатися профілактикою - дотримуватися дієти, займатися спортом. Загалом, бережіть слух, дорогі читачі.

Слід зауважити, що слух з позицій передачі даних в мозок в кілька разів менше інформативний в порівнянні із зором. Однак навіть невелике погіршення слуху на 20-30 дБ у школярів і студентів може відбитися на успішності, несприйнятливості почуття небезпеки в певній обстановці.

Проведені в 2002 році в США дослідження показали, що тривалий вплив на орган слуху гучну музику (4-5 годин) через навушники МР3-плеєра або на дискотеці викликає потовщення і пухлини в нервових волокнах, що зв'язують равлика внутрішнього вуха з мозком. Для їх загоєння потрібно близько двох діб (див. "Наука і життя" № 11, 2002 р.) При щоденному "ґвалтування" вух не створюються умови для регенерації клітин, виникає туговухість, причому більш інформативне праве вухо страждає в першу чергу.

Якщо над вухом сплячого в тиші людини вистрілити з рушниці, він оглухне, оскільки під час сну орган слуху найбільш чутливо ставиться до шумів. В умовах, правда, менш екзотичних досить часто вухо також буває не готове до несподіванок - коли діти стріляють з "пугача", дорослі на полюванні, все разом засобами піротехніки на святі і ін. До речі, домашні тварини (собаки, кішки), інстинктивно, почувши пальбу, розбігаються. У лабораторіях НДІ, виробничих цехах небезпечними для слуху вважаються шуми з рівнем 80 дБ і більше.

В офісах і домашніх умовах надлишкові шуми створюють вентилятори морально застарілих ПК, пристроїв великої пам'яті, вимірювальних приладів. Їх рівень рідко перевищує 60 дБ, однак щоденне 8-годинний і більш їх вплив травмує психіку, погіршує чутність високих частот (більше 5-6 кГц).

Маленькі діти і підростаюче покоління до шумів менш стійкі, ніж дорослі. На жаль, у них можуть мати місце незворотні явища. Відновлення слуху допомагають прогулянки в лісі, читання літератури і сон в тиші, слухання тихою класичної та популярної музики, "навантаженої" високими частотами (див. "Наука і життя" № 12, 2006), на якісної радіоапаратури. Для любителів сучасної "клубній" музики є хороша новина - вібрація очеревини, діафрагми живота від різного роду електронних сабвуферів практично не робить шкідливого впливу на здоров'я. З чого слід зробити висновок, що для слуху небезпечні гучні середні частоти, до яких вухо найбільш чутливо.

ПОСТФАКТУМ

Інженерна думка зробила крок далеко вперед. Сучасна техніка дозволяє тепер багатьом людям, яким були недоступні прості людські радості, відчувати себе нарівні з усіма.

Одна з найкрасивіших молодих жінок, вперше в світі, будучи глухий майже від народження, перемогла в престижному конкурсі краси "Міс Америка-95". Х. Уайтстоун (Heather Whitestone) знає "точно, що неможливе можливо", і довела це власним прикладом. Їй було півтора року, коли вона втратила слух після перенесеного грипу. Долаючи недуга, вона вчилася у звичайній школі, займалася балетом, пройшла трирічний курс реабілітації в спеціальному інституті для глухих.

Взяти участь в конкурсі їй допоміг сучасний мініатюрний слуховий апарат.

Уайтстоун вважає свою перемогу надихаючим прикладом для тисяч інвалідів. В Інституті поліпшення слуху (Best Hearing Institute), заснованому в 1973 році в м Олександрія (штат Вірджинія), вона виступає з лекціями, мобілізує глухих долати бар'єри, що заважають повноцінно жити. Одночасно не зайве повідомити, що в зазначеному інституті працювали і активно співпрацюють з ним також страждають недугою - один з першопрохідців Інтернету (див. "Наука і життя" № 11, 2004 року) доктор В. Серф (Vinton Cerf), колишні президенти США Дж . Картер, Р. Рейган і їх дружини, багато відомих людей з фінансових кіл, промисловості, культури, спорту.

У Росії 13 мільйонів людей живуть в тиші і, долаючи неминучі труднощі, живуть повноцінним життям завдяки Всеросійському товариству глухих (ВОГ). Це суспільство існує в країні з 1926 року. Воно залучає людей з вадами слуху до праці, підвищує рівень загальноосвітніх і професійних знань, організовує культурний відпочинок і дозвілля. Піклується і держава.

Нещодавно в Казанському інституті безперервної освіти було відкрито другий в країні факультет для людей з вадами слуху. (Перший, як відомо, існує в МГТУ ім. Н. Е. Баумана.) Крім предметів, загальних для всіх, студенти вивчають мову жестів, вчаться читати по губах, багато говорять. В процесі навчання використовуються інтерактивна дошка, Інтернет, мова жестів. По всьому класу на стінах висять дзеркала: тут зір для студентів - єдина можливість спостерігати за тим, що відбувається навколо.

На наступний рік всі вони будуть вчитися разом зі здоровими дітьми і в кінці навчання стануть висококваліфікованими фахівцями - бухгалтерами і будуть працювати в звичайних російських установах.