Понимание физиологии слуха требует знакомства со строением рецепторного аппарата. Ниже дается его краткое описание по публикациям . При необходимости, читатель может обратиться дополнительно к руководствам по анатомии..
Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха (рис.1.1.).
Рис.1.1. Схема наружного, среднего и внутреннего уха.
Слуховой проход , соединяющий наружное и среднее ухо, перегорожен на своем внутреннем концебарабанной перепонкой . Эта тонкая мембрана.. За барабанной перепонкой лежит наполненная воздухомполость среднего уха . Полость эта соединена с глоткой узким проходом-евстахиевой трубой; при глотании происходит некоторый обмен воздухом между глоткой и средним ухом. Изменение давления наружного воздуха, как, например, в самолете, вызывает неприятное ощущение-"закладывает" уши. Оно объясняется натяжением барабанной перепонки из-за разницы между атмосферным давлением и давлением в полости среднего уха. При глотании евстахиева труба открывается, и таким образом давление по обе стороны барабанной перепонки выравнивается.
В среднем ухе расположены три маленькие косточки-молоточек, наковальня истремечко Они гибко связаны между собой и образуют своего рода цепочку. Один из отростков молоточка слит с барабанной перепонкой. Когда воздушные колебания приводят в движение барабанную перепонку, оно передается костной цепочке. Стремечко действительно похоже на стремя, основание которого входит в отверстие в кости, называемоеовальным окном . Эта пластинка образует границу между полостью среднего уха и третьим отделом органа слуха,внутренним ухом . Таким образом, цепочка из косточек служит мостиком между барабанной перепонкой и овальным окном, между атмосферой и внутренним ухом. По этому пути звуковая энергия достигает внутреннего уха, где, заложены сенсорные клетки.
Внутреннее ухо находится в височной кости; оно непосредственно сообщается с органом равновесия. Вместе оба органа называютсялабиринтом . Из-за своей формы внутреннее ухо называется такжеулиткой . Улитка состоит из трех параллельных, свернутых в катушку трубчатых каналов. На рис.1.2. показан разрез поперек оси улитки, и таким образом каналы, обвивающие ось, перерезаны в нескольких местах. Эти каналы называются scala vestibuli (лестница преддверия, или вестибулярная), scala media (средняя лестница, или улитковый проток) и scala tympani (барабанная лестница). У человека улитка образует два с половиной витка. Общее их расположение показано на рис.1.2. Пластинка стремечка в овальном окне примыкает к вестибулярной лестнице, которая (как и остальные каналы) заполнена жидкостью. Вестибулярная и барабанная лестницы содержат так называемуюперилимфу , а улитковый проток заполненэндолимфой . Эти жидкости различаются по химическому составу. Перилимфа содержит много натрия, приблизительно в той же концентрации, что внеклеточная жидкость, а эндолимфа богата калием, как внутриклеточная жидкость Вестибулярный и барабанный ходы лестницы соединяются угеликотремы (helicotrema), верхушки улитки. У основания улитки оба эти канала отделены от полости среднего уха сходными структурами. Овальное окно, ведущее в вестибулярную лестницу, замкнуто стремечком, причем края отверстия запечатаныкольцевой связкой , акруглое окно в конце барабанной лестницы затянуто тонкой перепонкой, которая отделяет ее от полости среднего уха, и перилимфа не может в него просочиться.
Рис.1.2. Поперечный разрез завитка улитки.
Здесь можно видеть, что граница между вестибулярной лестницей и улиточным ходом образована мембраной, которая называется вестибулярной (илирейсне-ровой ). Границу между улитковым протоком и барабанной лестницей образуетбазилярная (основная) мембрана , на которой находится собственно сенсорный аппарат -кортиев орган . В кортиевом органе лежат рецепторные клетки, окруженные обкладочными клетками. Они называютсяволосковыми клетками из-за их субмикроскопических, подобных волоскам отростков,стереоцилий . Различаютсявнутренние инаружные волосковые клетки. Наружные расположены тремя рядами, а внутренние образуют только один. Таким образом, наружных волосковых клеток значительно больше, чем внутренних.
Над кортиевым органом лежит желатинозная масса, текториалъная (покровная) мембрана . Она прикреплена к внутренней стороне улитки, близ ее оси. Она также прикасается к цилиям волосковых клеток, образуя довольно тесный контакт с ними. Во всяком случае, так обстоит дело с наружными волосковыми клетками. Вдоль наружной стороны улиткового протока тянется полоска, где сосредоточены кровеносные сосуды, . Эта структура играет главную роль в удовлетворении энергетических потребностей улитки, кроме других своих функций она поддерживает концентрацию К+ в эндолимфе.
Рецепторные клетки в кортиевом органе являются вторичными сенсорными клетками -это значит, что у них нет аксонов. Тела клеток, передающих возбуждение от этого органа к центральной нервной системе, находятся вспиральном ганглии , который лежит в улитке, завиваясь вокруг ее оси вместе с каналами. Нервные клетки в этом ганглиибиполярные . У каждой клетки один отросток идет на периферию, к волосковым клеткам кортиева органа, другой-в составеслухового нерва к ЦНС. Каждаявнутренняя волосковая клетка образует синапсы со многими афферентными нервными волокнами, каждое из которых, вероятно, контактирует только с одной этой волосковой клеткой. В отличие от этого нервные волокна, снабжающиенаружные волосковые клетки , сильно ветвятся, и каждое из них получает синаптические входы от многих наружных волосковых клеток. Следовательно, несмотря на то, что наружных волосковых клеток больше, основная часть волокон в слуховом нерве идет от внутренних волосковых клеток.
В воде, например, звук распросраняется в четыре раза быстрее, чем в воздухе.. А молекулы жидкости в действительности движутся взад и вперед (в соответствии с локальным изменением градиентов давления вдоль направления распространения волны); поэтому звуковые волны называют продольными (в отличие от поперечных волн, которые распространяются по струне или поверхности воды).
Амплитуда периодических колебаний давления называется звуковым давлением ; его можно измерять при помощи микрофона и применять для описания звука. Как и любое другое, звуковое давление измеряется в ньютонах на квадратный метр. Но диапазон звуковых давлений, действующих на слуховую систему, так велик, что удобнее-и это действительно повсеместно принято в акустике-пользоваться логарифмической шкалой, так называемымуровнем звукового давления . Его установили приняв как исходный произвольно выбранный уровеньр0 = = 2-10 -5 Н/м 2 (который близок к порогу слышимости). Уровень звукового давления (L) данного звукового давленияр описывается уравнением
и получаемые единицы L называются децибелами (дБ). Так, для уровня давления р , равногор0 , L= 0 дБ. "Таинственные 20" объясняются просто: логарифм отношения амплитуд давления первоначально назывался "бел" (в честь Александра Грэма Белла, Bell), который, естественно, равен 10 дБ; но децибельная шкала, отражающая мощность (пропорциональную квадрату амплитуды), удобнее, a log р 2 = 2 log р; отсюда 2 10 = 20.
Поскольку другие величины, например электрический потенциал, иногда тоже выражаются в такой же децибельной шкале, уровни звукового давления (УЗД) часто даются как децибелы УЗД. Такое указание подчеркивает, что значения получены по приведенной формуле, где уровень отсчетар0 = 2-10" 5 Н/м 2 .
Второй параметр звука, частота, выражается в циклах в секунду, или герцах (в честь немецкого физика XIX в.), сокращенно Гц. У высокочастотных звуков длины волн короче, чем у низкочастотных. Частота f, скорость звука с и длина волны λ (лямбда) связаны между собой следующим образом:
Звук, характеризующийся только одной частотой (например, 2000 Гц), называется тоном. Но в повседневной жизни чистых тонов практически не бывает. Обычные звуки, от самых музыкальных до самых шумных, почти всегда содержат много частот. Звуки, которые мы считаем музыкальными, состоят из ограниченного числа частот, обычно из основного тона с несколькими гармониками. Основной тон определяет "период повторения" сложных флуктуации звукового давления. Гармоники-это обертоны с частотами, кратными основной частоте. С помощью различных приборов можно получить почти чистые тоны, но "тоны", производимые музыкальными инструментами, содержат гармоники. Разные инструменты различаются по числу и относительной интенсивности обертонов, сопутствующих основному тону. Некоторые инструменты не могут издавать определенные обертоны; например, звуки, издаваемые замкнутыми трубами органа, содержат только нечетные гармоники, частотыfо, Зf о, 5f 0 и т.д. Именно эти особенности частотного спектра создают разнообразие звуков в оркестре. Если звук включает очень много частот, то тогда это "шум", а если все частоты в таком звуке обладают равными интенсивностями, то он называетсябелым шумом . У других шумов иные частотные спектры, но для всех таких звуков характерно, что в записях изменений во времени их уровня звукового давления отсутствует очевидная периодичность.
Слуховая сенсорная система человека воспринимает и различает огромный диапазон звуков. Их разнообразие и богатство служит для нас как источником информации о происходящих событиях окружающей действительности, так и важным фактором, влияющим на эмоциональное и психическое состояние нашего организма. В данной статье мы рассмотрим анатомию уха человека, а также особенности функционирования периферического отдела слухового анализатора.
Механизм различения звуковых колебаний
Ученые установили, что восприятие звука, который, по сути, является колебаниями воздуха в слуховом анализаторе, трансформируется в процесс возбуждения. Ответственной за ощущение звуковых раздражителей в слуховом анализаторе является периферическая его часть, содержащая рецепторы и входящая в состав уха. Она воспринимает амплитуду колебаний, называемую звуковым давлением, в интервале от 16 Гц до 20 кГц. В нашем организме слуховой анализатор выполняет еще и такую важнейшую роль, как участие в работе системы, ответственной за развитие членораздельной речи и всей психоэмоциональной сферы. Вначале ознакомимся с общим планом строения органа слуха.
Отделы периферической части слухового анализатора
Анатомия уха выделяет три структуры, называемые наружным, средним и внутренним ухом. Каждая из них выполняет специфические функции, не только взаимосвязанные между собой, но и все вместе осуществляющие процессы приема звуковых сигналов, их преобразования в нервные импульсы. По слуховым нервам они передаются в височную долю коры головного мозга, где происходит трансформация звуковых волн в форму разнообразных звуков: музыку, пение птиц, шум морского прибоя. В процессе филогенеза биологического вида "Человек разумный" орган слуха сыграл важнейшую роль, так как обеспечил проявление такого феномена, как человеческая речь. Отделы органа слуха сформировались в ходе эмбрионального развития человека из наружного зародышевого листка - эктодермы.
Наружное ухо
Эта часть периферического отдела улавливает и направляет колебания воздуха к барабанной перепонке. Анатомия наружного уха представлена хрящевой раковиной и наружным слуховым проходом. Как это выглядит? Внешняя форма ушной раковины имеет характерные изгибы - завитки, и сильно отличается у разных людей. На одном из них может находиться Дарвинов бугорок. Он считается рудиментарным органом, и по происхождению гомологичен заостренному верхнему краю уха млекопитающих, особенно приматов. Нижняя часть называется мочкой и представляет собой соединительную ткань, покрытую кожей.
Слуховой проход - структура наружного уха
Далее. Слуховой проход - это трубка, состоящая из хрящевой и частично из костной ткани. Она покрыта эпителием, содержащим видоизмененные потовые железы, выделяющие серу, которая увлажняет и обеззараживает полость прохода. Мышцы ушной раковины у большинства людей атрофированы, в отличие от млекопитающих, чьи уши активно реагируют на внешние звуковые раздражители. Патологии нарушения анатомии строения уха фиксируются в ранний период развития жаберных дуг человеческого эмбриона и могут иметь вид расщепления мочки, сужения наружного слухового прохода или агенезии - полного отсутствия ушной раковины.
Полость среднего уха
Слуховой проход заканчивается эластичной пленкой, отделяющей наружное ухо от средней его части. Это - барабанная перепонка. Она принимает звуковые волны и начинает колебаться, что вызывает аналогичные движения слуховых косточек - молоточка, наковальни и стремечка, расположенных в среднем ухе, в глубине височной кости. Молоточек своей рукояткой присоединен к барабанной перепонке, а головкой связан с наковальней. Она, в свою очередь, своим длинным концом смыкается со стремечком, а оно прикрепляется к окошку преддверия, за которым находится внутреннее ухо. Все очень просто. Анатомия ушей выявила, что к длинному отростку молоточка присоединяется мышца, уменьшающая натяжение барабанной перепонки. А к короткой части этой слуховой косточки прикрепляется так называемый "антагонист". Особая мышца.
Евстахиева труба
С глоткой среднее ухо соединяется посредством канала, названного в честь ученого, описавшего его строение, - Бартоломео Эустахио. Труба служит приспособлением, выравнивающим давление атмосферного воздуха на барабанную перепонку с двух сторон: от наружного слухового прохода и полости среднего уха. Это необходимо для того, чтобы колебания барабанной перепонки без искажений передавались жидкости перепончатого лабиринта внутреннего уха. Евстахиева труба неоднородна по своему гистологическому строению. Анатомия ушей выявила, что она содержит не только костную часть. Также и хрящевую. Опускаясь вниз от полости среднего уха, труба заканчивается глоточным отверстием, располагающимся на латеральной поверхности носоглотки. Во время глотания мышечные фибриллы, прикрепленные к хрящевому отделу трубы, сокращаются, ее просвет расширяется, и порция воздуха входит в барабанную полость. Давление на перепонку в этот момент становится одинаковым с обеих ее сторон. Вокруг глоточного отверстия находится участок лимфоидной ткани, образующий узлы. Он называется миндалиной Герлаха и входит в состав иммунной системы.
Особенности анатомии внутреннего уха
Эта часть периферического отдела слуховой сенсорной системы расположена в глубине височной кости. Она состоит из полукружных каналов, относящихся к органу равновесия и костного лабиринта. Последняя структура содержит улитку, внутри которой расположен кортиев орган, являющийся звуковоспринимающей системой. По ходу спирали улитка разделена тонкой вестибулярной пластинкой и более плотной основной мембраной. Обе перепонки разделяют улитку на каналы: нижний, средний и верхний. У ее широкого основания верхний канал начинается овальным окном, а нижний закрыт круглым окном. Оба они заполнены жидким содержимым - перилимфой. Ее считают видоизмененным ликвором - веществом, заполняющим спинномозговой канал. Эндолимфа - еще одна жидкость, заполняющая каналы улитки и скапливающаяся в полости, где расположены нервные окончания органа равновесия. Продолжим изучать анатомию ушей и рассмотрим те части слухового анализатора, которые отвечают за перекодировку звуковых колебаний в процесс возбуждения.
Значение кортиева органа
Внутри улитки находится перепончатая стенка, называемая основной мембраной, на которой располагается скопление клеток двух типов. Одни выполняют функцию опоры, другие являются сенсорными - волосковыми. Они воспринимают колебания перилимфы, преобразуют их в нервные импульсы и передают далее чувствительным волокнам преддверноулиткового (слухового) нерва. Далее возбуждение достигает коркового центра слуха, находящегося в височной доле головного мозга. В ней происходит различение звуковых сигналов. Клиническая анатомия уха подтверждает тот факт, что для определения направления звука важно то, что мы слышим двумя ушами. Если звуковые колебания достигают их одновременно, человек воспринимает звук спереди и сзади. А если волны придут в одно ухо раньше, чем в другое, то восприятие происходит справа или слева.
Теории звукового восприятия
На сегодняшний момент нет единого мнения о том, как именно функционирует система, анализирующая звуковые вибрации и переводящая их в форму звуковых образов. Анатомия строения уха человека выделяет следующие научные представления. Например, резонансная теория Гельмгольца утверждает, что основная мембрана улитки функционирует как резонатор и способна раскладывать сложные колебания на более простые компоненты, так как ее ширина неодинакова на верхушке и у основания. Поэтому при появлении звуков происходит резонанс, как в струнном инструменте - арфе или рояле.
Другая теория объясняет процесс появления звуков тем, что в жидкости улитки возникает бегущая волна как ответ на колебания эндолимфы. Вибрирующие волокна основной мембраны входят в резонанс с конкретной частотой колебаний, в волосковых клетках возникают нервные импульсы. Они поступают по слуховым нервам в височную часть коры головного мозга, где и происходит конечный анализ звуков. Все предельно просто. Обе эти теории звукового восприятия базируются на знаниях анатомии уха человека.
Орган слуха человека предназначен для принятия извне звуковых сигналов, преобразования их в нервные импульсы и передачу в головной мозг. Строение уха и его функции достаточно сложны, несмотря на кажущуюся простоту основного принципа работы всех структур. Все знают, что уши — парный орган, их внутренняя часть находится в височных костях по обе стороны черепа. Невооруженным взглядом можно увидеть только внешние части уха — всем известные ушные раковины, расположенные снаружи и закрывающие собой обзор на сложное внутреннее строение уха человека.
Строение ушных раковин
Анатомия уха человека изучается на уроках биологии, поэтому каждому школьнику известно, что слуховой орган способен различать разные колебания и шумы. Это обеспечивается особенностью строения органа:
- наружное ухо (раковина и начало слухового канала);
- среднее ухо человека (барабанная перепонка, полость, слуховые косточки, евстахиева труба);
- внутреннее (улитка, преобразующая механические звуки в понятные головному мозгу импульсы, вестибулярный аппарат, служащий для удержания равновесия человеческого организма в пространстве).
Внешняя, видимая часть слухового органа представляет собой ушную раковину. Она состоит из эластичной хрящевой ткани, которая закрывается небольшой складкой из жира и кожи.
Ушная раковина легко деформируется и повреждается, часто из-за этого нарушается первоначальное строение органа слуха.
Наружная часть слухового органа предназначена для приема и передачи звуковых волн, поступающих из окружающего пространства, в головной мозг. В отличие от аналогичных органов у животных, эти отделы органа слуха у людей практически неподвижны и не играют никаких дополнительных ролей. Для выполнения передачи звуков и создания в слуховом канале объемного звучания раковина изнутри полностью покрыта складками, помогающими обрабатывать любые по силе внешние звуковые частоты и шумы, следом передаваемые головному мозгу. Человеческое ухо наглядно изображает ниже.
Максимально возможное измеренное расстояние в метрах (м), откуда органы слуха человека различают и улавливают шумы, звуки и колебания составляет в среднем 25-30 м. Помогает это делать ушной раковине прямое соединение с ушным проходом, хрящ которого на конце превращается в костную ткань и уходит в толщу черепа. Ушной канал содержит еще и серные железы: производимая ими сера защищает ушное пространство от болезнетворных бактерий и их разрушительного влияния. Периодически железы самоочищаются, но иногда происходит сбой в этом процессе. В этом случае образуются серные пробки. Для их удаления требуется квалифицированная помощь.
«Пойманные» в полость ушной раковины звуковые колебания перемещаются внутрь по складкам и поступают в слуховой канал, затем сталкиваются с барабанной перепонкой. Именно поэтому при полетах на авиатранспорте или поездках в глубоком метро, а также любых звуковых перегрузках лучше приоткрывать рот. Это поможет уберечь нежные ткани перепонки от разрыва, отталкивая с силой поступающий внутрь органа слуха звук обратно.
Строение среднего и внутреннего уха
Средняя часть уха (схема ниже отражает строение органа слуха), располагающаяся внутри костей черепа, служит для преобразования и дальнейшего отправления звукового сигнала или колебания во внутреннее ухо. Если смотреть в разрезе, то наглядно будет видно, что его основные части — небольшая полость и слуховые косточки. Каждая такая косточка носит свое особое название, сопряженное с выполняемыми функциями: стремечко, молоточек и наковальня.
Строение и функции органа слуха в этой части особенное: слуховые косточки образуют единый механизм, настроенный на тонкую и последовательную передачу звуков. Молоточек соединен своей нижней частью с барабанной перепонкой, а верхней — с наковальней, связанной непосредственно со стремечком. Такое последовательное устройство человеческого уха чревато нарушением работы всего органа слуха в том случае, если даже только один какой-либо элемент цепочки выходит из строя.
Средняя часть уха связана с органами носа и горла через евстахиевы трубы, контролирующие поступающий извне воздух и оказываемое им давление. Именно эти части органа слуха чутко улавливают любые перепады давления. Повышение или понижение давления ощущается человеком в виде закладывания ушей . Из-за особенностей анатомии колебания внешнего атмосферного давления могут провоцировать рефлекторную зевоту. Помочь быстро избавиться от этой реакции сможет периодическое глотание.
Эта часть слухового аппарата человека расположена глубже всех, она считается самой сложной по своей анатомии. Внутреннее ухо включает в себя лабиринт, полукружные канальцы и улитку. Сам лабиринт по своему устройству очень сложен: в его состав входят улитка, рецепторные поля, маточка и мешочек, скрепленные между собой в один проток. За ними располагаются полукружные каналы 3-х видов: латеральные, передние, а также задние. Каждый такой канал включает в себя ампулярный конец и небольшую ножку. Улитка — это комплекс разнообразных структур. Здесь орган слуха имеет лестницу преддверия и барабанную лестницу, улитковый проток и спиральный орган, внутри которого располагаются так называемые столбовые клетки.
Связь элементов слухового органа
Зная, как устроено ухо, можно понять всю суть его предназначения. Слуховой орган должен выполнять свои функции постоянно и бесперебойно, обеспечивая адекватную ретрансляцию внешних шумов в понятные головному мозгу звуковые нервные импульсы и позволяя телу человека оставаться в равновесии независимо от общего положения в пространстве. Для поддержания этой функции вестибулярный аппарат никогда не прекращает свою работу, оставаясь активным и днем, и ночью. Возможность поддерживать прямохождение обеспечивается анатомическим строением внутренней части каждого уха, где располагающиеся изнутри составные части воплощают в себе сообщающиеся сосуды, действующие по одноименному принципу.
Давление жидкости поддерживается полукружными канальцами, которые подстраиваются под любую перемену положения тела в окружающем мире — будь то движение или, наоборот, покой. При любых перемещениях в пространстве ими регулируется внутричерепное давление.
Покой тела обеспечивают маточка и мешочек, в которых постоянно перемещается жидкость, благодаря которой нервные импульсы поступают напрямую в мозг.
Эти же импульсы поддерживают общие рефлексы человеческого тела и концентрацию внимания на конкретном объекте, т. е. они не только выполняют непосредственные функции органа слуха, но и поддерживают зрительные механизмы.
Уши — одни из важнейших органов тела человека. Любые расстройства его функциональности влекут за собой тяжелые последствия, влияющие на качество жизни человека. Важно не забывать отслеживать состояние этого органа и в случае любых неприятных или непривычных ощущений консультироваться у медицинских работников, специализирующихся в данном направлении медицины. Люди всегда должны ответственно относиться к своему здоровью.
Акустические сигналы, распространяющиеся во внешней среде, воспринимаются мозгом человека в результате ряда преобразований, производимых на различных уровнях слуховой системы.
Слуховой анализатор представляет собой единую целостно функционирующую систему, состоящую из трех отделов: а) периферического, или рецепторного; б) среднего, или проводникового; в) центрального, или коркового.
Характерно, что входной акустический сигнал вначале разлагается на некоторые спектрально-временные компоненты, которые затем кодируются в виде многоканальных импульсных последовательностей. И такая регистрация, получаемая на уровне волокон слухового нерва, затем используется в дальнейшей расшифровке сигналов высшими центрами слуховой системы в процессе восприятия.
Периферический отдел анализатора состоит из особых нервных клеток, воспринимающих определенный вид раздражений. Эти клетки представляют собой рецептор, являющийся специальным трансформатором (преобразователем) энергии внешнего раздражения в энергию нервного возбуждения. На уровне периферического отдела слуховой системы осуществляются следующие функции:
1. Создаются такие условия приема сигнала, при которых обеспечивается максимальная чувствительность при допустимом соотношении сигнал—шум.
2. Осуществляется спектрально-временное многоканальное разложение сигналов на составляющие.
3. Происходит преобразование многоканального аналогового описания сигналов в импульсную активность волокон слухового нерва.
Орган слуха имеет сложное строение и выполняет функции анализатора звуков. На рисунке 2 схематически изображен орган слуха человека, который подразделяется на три части — наружное, среднее, внутреннее ухо (улитка). На рисунке 3 дан поперечный разрез уха человека.
Проводниковый отдел состоит из нервных волокон и клеток промежуточных нервных центров в спинном мозгу и стволовой части головного мозга. Функция этого отдела - проведение нервного возбуждения от рецептора к корковому концу анализатора.
Рис. 2.: А - наружное ухо; Б - среднее ухо; В - внутреннее ухо (улитка)
Рис. 3. Поперечный разрез уха человека:
1 - ушная раковина; 2 - наружный слуховой проход; 3 - барабанная перепон-ка; 4 - улитка; 5 - молоточек; 6 - наковальня; 7 - стремя; 8 - слуховая трубка; 9 - овальное окно; 10 - круглое окно; 11, 12, 13 - полукружные каналы - соответственно горизонтальный, вертикальный, задний; 14 - лицевой нерв; 15 - вестибулярный нерв; 16 - слуховой нерв; 17 - височная кость
Центральный, или корковый, отдел является высшим отделом анализатора. Здесь происходит анализ и синтез раздражений, поступающих из периферического отдела слуховой системы.
В слуховой системе различаются звукопроводящий и звуковоспринимающий аппараты, имеющие определенные функциональные назначения.
Звукопроводящий аппарат проводит звуковые колебания к рецепторным клеткам и состоит из наружного и среднего уха, лабиринтных окон внутреннего уха и его жидкостных сред.
Звуковоспринимающий аппарат трансформирует звуковую энергию в нервное возбуждение и передает его в центральный отдел анализатора. Он включает в себя волосковые клетки уха, слуховой нерв, нейронные образования и центры слуха в височной доле мозга.
НАРУЖНОЕ УХО
Наружное ухо (см. рис. 3 и 4) состоит из кожно-хрящевой раковины и наружного слухового прохода, заканчивающегося у барабанной перепонки. Ушная раковина имеет форму воронки, которая переходит в трубку - слуховой проход; снабжена шестью внутренними рудиментарными мышцами и тремя внешними. Спереди ушная раковина имеет своеобразное хрящевое образование (козелок) в виде выступа, ограничивающего наружный слуховой проход; сзади она прилегает к сосцевидному отростку, образуя заушную складку. Верхняя часть ушной раковины образует завиток; нижняя ее часть — мочка — в отличие от остальных отделов в своем анатомическом строении не имеет хряща, но имеет жировую ткань.
Ушная раковина играет роль коллектора звуковых волн и участвует в локализации звуков. Акустические измерения показали, что давление звуковой волны у входа в наружный слуховой проход почти вдвое превышает давление в свободном звуковом поле.
Рис. 4.: Наружное ухо:
1 - завиток; 2 - треугольная ямка; 3 - противозавиток (antihelix); 4 -ножка противозавитка; 5 - ушная раковина; 6 - противозавиток (antiragus); 7 - мочка уха; 8 - козелок; 9 - ножка завитка
Возвышения и бороздки поверхности ушной раковины используются при слухопротезировании для фиксации ушного вкладыша. У детей она очень мягкая, малоэластичная, ее углубления кажутся более рельефными, а завиток и мочка выражены менее отчетливо. Слуховой проход, в который переходит ушная раковина, представляет собой извилистый канал у взрослого человека длиной 22-27 мм с просветом 5-8 мм. У детей он значительно короче, имеет щелевидную форму перепончато-хрящевого образования. По мере роста ребенка слуховой проход становится овальным, и к 10-12 годам его форма и длина приближаются к тем же размерам, что и у взрослого человека.
Наружная часть этого канала состоит из хряща, внутренняя является костным отделом. Слуховой проход выстлан кожей с мелкими волосками, сальными и серными железами, которые вырабатывают ушную серу. Хрящевая его часть подвижна, и при оттягивании раковины кверху и назад можно расширить просвет и изменить его кривизну, что необходимо учитывать при изготовлении слепка слухового прохода.
Основные функции наружного уха: локализация источника звука, усиление высокочастотных звуков, проведение звуковых волн к барабанной перепонке, определение смещения источника звука в вертикальной плоскости, защита внутреннего уха и поддержание стабильного температурного режима.
СРЕДНЕЕ УХО
Среднее ухо расположено в толще височной кости и состоит из ряда сообщающихся полостей - барабанной полости, клеток сосцевидного отростка, барабанной перепонки, слуховых косточек, слуховой трубы (см. рис. 5). От наружного слухового прохода среднее ухо отделено барабанной перепонкой, т.е. барабанная полость находится между барабанной перепонкой и ушным лабиринтом. Передняя стенка наиболее узкая, она ведет в отверстие евстахиевой трубы, посредством которой барабанная полость сообщается с полостью носоглотки. Нижняя стенка представляет собой тонкую костную пластинку, которая отделяет барабанную полость от крупного кровеносного сосуда — луковицы внутренней яремной вены. Задняя стенка барабанной полости в своей верхней части имеет отверстие, ведущее в систему воздухоносных клеток сосцевидного отростка. Верхняя стенка - также тонкая костная пластинка - отделяет барабанную полость от средней черепной ямки, где находится височная доля головного мозга. Внутренняя стенка барабанной полости является одновременно наружной стенкой ушного лабиринта (внутреннего уха) и отделяет среднее ухо от внутреннего. На лабиринтной стенке имеется выступ (промонторий), образованный основным завитком улитки.
Рис. 5. Среднее ухо: 1 - мышца, натягивающая барабанную перепонку; 2 -молоточек; 3 - наковальня; 4 - стременная мышца; 5 -лицевой нерв; 6 - подножная пластинка стремени; 7 -барабанная перепонка
Выше последнего расположено овальное окно, закрытое пластинкой стремени, над ним сверху вниз и спереди назад проходит канал лицевого нерва. Над каналом лицевого нерва находится расширенная часть горизонтального полукружного канала - ампула. Сзади и книзу от выступа — круглое окно, которое закрыто тонкой эластичной мембраной, называемой вторичной барабанной перепонкой.
В связи с указанными особенностями анатомии барабанной полости оказывается возможным переход воспалительного процесса при поражении среднего уха (острый средний отит, обострение хронического среднего отита):
. через верхнюю стенку полости - на мозговые оболочки и мозг (могут возникнуть менингит, менингоэнцефалит, абсцесс мозга);
. через нижнюю стенку — на крупные кровеносные сосуды (воспаление и тромбоз крупных кровеносных сосудов; могут возникнуть тромбофлебит, синустромбоз);
. через внутреннюю стенку - на ушной лабиринт (лабиринтит);
. через заднюю стенку - на сосцевидный отросток (воспаление сосцевидного отростка, мастоидит).
Воспалительный процесс может перейти на лицевой нерв, канал которого проходит по внутренней задней стенке барабанной полости, в результате чего нередко возникает парез или паралич лицевого нерва.
Наружной стенкой барабанной полости является барабанная перепонка (рис. 6), которая представляет собой плотную фиброзную мембрану толщиной 0,1 мм, имеет коническую форму с эллиптическими контурами и площадью около 85 мм2 (из которых лишь 55 мм2 подвержены воздействию звуковой волны). С возрастом форма и размеры барабанной перепонки почти не меняются. С наружной стороны она покрыта эпидермисом, с внутренней — слизистой оболочкой. Большая часть барабанной перепонки состоит из радиальных и циркулярных коллагеновых волокон, обеспечивающих ее натяжение. Центральная ее область напоминает конус с углублением в середине.
Рис. 6. Барабанная перепонка: 1, 2, 3, 4 - квадранты - соответственно задневерхний, передневерхний, задненижний, передненижний; 5 - короткий отросток молоточка; 6 - световой конус; 7 - рукоятка молоточка
Барабанная перепонка разделена на две части — натянутую и расслабленную. Первая больше по площади, расположена в центре и внизу. Расслабленная часть, незначительная по размерам, находится вверху. Благодаря конусовидной форме и неодинаковому натяжению в различных участках барабанная перепонка обладает незначительным собственным резонансом и передает звуковые волны разной частоты с почти одинаковой силой, без искажения.
Барабанная полость заключена в пирамиде височной кости и представляет собой щелевидное пространство неправильной формы. Ее объем 1-2 см3, высота 15-16 мм, ширина 4-6 мм. Большей частью наружной стенки барабанной полости является барабанная перепонка, остальные части представляют собой костную ткань, главным образом, пирамиды височной кости. Внутренняя стенка барабанной полости служит наружной стенкой внутреннего уха. Она имеет два отверстия: окно улитки (диаметром 1 -2 мм) и окно преддверия (диаметром 3-4 мм). Последнее закрыто основанием стремени, окно улитки - фиброзной мембраной. На внутренней стенке барабанной полости имеется выпуклость - мыс, или промонторий, который образован основным (базальным) завитком улитки. Сверху от него расположен костный канал, в котором находится лицевой нерв, а над ним и сзади — ампула горизонтального полукружного канала. Верхняя стенка барабанной полости граничит с полостью черепа; на задней расположено отверстие, соединяющее барабанную полость с пневматическими клетками сосцевидного отростка; в передней стенке находится устье слуховой трубы, которое соединяет барабанную полость с полостью носоглотки.
Условно барабанную полость делят на три отдела: верхний - надбарабанное пространство, или аттик; средний - мезотимпанум; нижний — подвал.
Верхний отдел располагается выше короткого отростка молоточка, средний (мезотимпанум) находится между коротким отростком молоточка и нижней стенкой наружного слухового прохода, нижний представляет собой небольшое углубление, расположенное ниже уровня прикрепления барабанной перепонки.
Барабанная полость выстлана слизистой оболочкой, в которой находится небольшое количество слизистых желез. В полости содержатся три слуховые косточки и две миниатюрные мышцы — мышца, натягивающая барабанную перепонку, и мышца стремени. Первая начинается от передней стенки барабанной полости, где она прикреплена к костному полуканалу, затем, проходя через барабанную полость, превращается в сухожилие и вплетается в рукоятку молоточка. Мышца стремени берет свое начало от задней стенки и заканчивается в шейке и головке стремени.
Между барабанной перепонкой и внутренним ухом располагаются три косточки звукопроводящей системы: молоточек, наковальня и стремя (рис. 7). Из них наружная - молоточек - вплетена рукояткой в фиброзный слой барабанной перепонки и соединена со средней косточкой — наковальней, которая, в свою очередь, связана с внутренней слуховой косточкой - стременем. Слуховые косточки соединены между собой и с барабанной перепонкой маленькими по размеру мышцами и связками, которые покрыты слизистой оболочкой, являющейся продолжением слизистой оболочки барабанной полости.
В молоточке (его длина 9 мм) различаются головка, шейка, рукоятка, короткий отросток. Наковальня (масса 25-27 мг) состоит из тела и двух отростков: короткого и длинного. В стремени выделяются головка, шейка, подножная пластина. Последняя закреплена связкой и вставлена в овальное окно ушного лабиринта (внутреннее ухо). Головка молоточка соединена с телом наковальни посредством сустава с мениском, а длинный отросток наковальни соединен с головкой стремени.
Наряду с указанным сочленением слуховых косточек между собой молоточек и наковальня прикреплены к стенке барабанной полости с помощью связочного аппарата. В связи с тем что рукоятка молоточка сращена с барабанной перепонкой, а стремя в области овального окна соединено с ушным лабиринтом, указанная звукопроводящая система, реагирующая на звуковые колебания, передает колебания барабанной перепонки на жидкостную среду внутреннего уха (перилимфу и эндолимфу).
Рис. 7. Слуховые косточки: 1 - молоточек; 2 - наковальня; 3 - стремя
В полости среднего уха имеются две мышцы, участвующие в механизме звукопроведения. Первая мышца, напрягающая барабанную перепонку, начинается в хрящевом отделе евстахиевой трубы, проходит от внутренней стенки барабанной полости к наружной и прикрепляется к верхней части рукоятки молоточка. Эта мышца иннервируется тройничным нервом. Вторая мышца (стременная) находится в костном канале в задней стенке барабанной полости и прикрепляется к шейке стремени. Данная мышца иннервируется лицевым нервом. К моменту рождения человека слуховые косточки достигают своего полного развития и не обладают способностью к регенерации или восстановлению, поэтому их повреждение или разрушение - процесс необратимый.
Помимо слуховых косточек и внутриушных мышц в барабанной полости находится еще чувствительный нерв. Он проходит между молоточком и наковальней и обеспечивает вкусовые ощущения языка.
Барабанная полость сообщается с полостями сосцевидного отростка и с евстахиевой трубой, которые также являются составными частями среднего уха. Сосцевидный отросток - костное образование, напоминающее по форме неправильную призму, ограниченную четырьмя стенками и расположенную основанием кверху, а верхушкой вниз. Наружная стенка сосцевидного отростка имеет треугольную форму, поверхность верхушки отростка бугристая, особенно в том месте, где к ней прикрепляется грудино-ключичная мышца. В толще сосцевидного отростка находится система соединенных между собой воздухоносных клеток, величина которых варьирует. Наиболее крупная клетка сосцевидного отростка, представляющая собой воздушную полость, которая сообщается с барабанной полостью, называется антрумом (пещерой).
При воспалительном процессе в среднем ухе ячеистое строение сосцевидного отростка часто нарушается или полностью исчезает. В отличие от нормальной пневматической структуры сосцевидный отросток в таких случаях приобретает склеротический характер.
Евстахиева, или слуховая, труба - канал, соединяющий барабанную полость с полостью носоглотки. Его устье находится в передненижней части передней стенки барабанной полости, а в носоглотке отверстие евстахиевой трубы расположено на ее боковой стенке на уровне заднего конца нижней носовой раковины. Длина евстахиевой трубы у взрослого человека в среднем составляет 35-40 мм, а у детей она короче, шире и расположена более горизонтально, что облегчает проникновение инфекции из носоглотки в барабанную полость и возможность возникновения воспаления среднего уха (острый средний отит). Верхняя часть трубы, которая соединена с барабанной полостью и занимает третью часть ее длины, образована костной тканью, а нижняя состоит из хряща и соединительной ткани. Поверхность евстахиевой трубы покрыта мерцательным эпителием, посредством ресничек которого она очищается от пыли и различных механических частиц и бактерий, продвигая их в носоглотку. В спокойном состоянии соединительнотканный и хрящевой отделы евстахиевой трубы находятся в опавшем виде, а во время глотания просвет трубы раскрывается, и воздух проходит в барабанную полость, уравновешивая давление снаружи и внутри нее. Раскрытие евстахиевой трубы происходит благодаря сокращению двух мышц - натягивающей и поднимающей мягкое нёбо.
Слизистая оболочка барабанной полости иннервируется барабанной ветвью языкоглоточного и тройничного нервов. Большое значение в чувствительной иннервации барабанной полости имеет барабанное нервное сплетение, а также нервные волокна, идущие от сплетения внутренней сонной артерии. Двигательная иннервация мышц барабанной полости осуществляется тройничным и лицевым нервами. Артериальное кровоснабжение среднего уха происходит от ветвей наружной и внутренней сонных артерий.
У взрослых слуховая труба направлена книзу, что обеспечивает эвакуацию жидкостей из среднего уха в носоглотку. У детей слуховая труба значительно короче. Ее рост происходит за счет развития хрящевой части, в то время как костный отдел остается без изменения. Слуховая труба осуществляет две основные функции: через нее выравнивается давление воздуха по обе стороны барабанной перепонки, что является обязательным условием для ее оптимальной вибрации, и она обеспечивает дренажную функцию.
ВНУТРЕННЕЕ УХО
Внутреннее ухо, или ушной лабиринт, представляет собой костно-перепончатое образование в виде ряда полостей и каналов и состоит из костного лабиринта (футляра) и находящегося внутри него перепончатого лабиринта.
Ввиду сложности взаимоотношений его структур внутреннее ухо носит название лабиринта. Оно расположено в толще каменистой части (пирамиды) височной кости и состоит из очень компактной костной ткани. Лабиринт сообщается с полостью черепа (задняя черепная ямка) через внутренний слуховой проход и водопровод улитки, граничит с барабанной полостью и отделен от нее стенкой, образованной преддверием и выступом основного завитка улитки, а также овальным окном, закрытым подножной пластинкой стремени, и круглым окном, затянутым вторичной перепонкой.
Ушной лабиринт состоит из трех отделов: переднего — улитки, среднего — преддверия и заднего — полукружных каналов.
Рис. 8. Ушной лабиринт (по Л. В. Нейман): 1 - улитка; 2 - преддверие; 3, 4, 5 -полукружные каналы — соответственно верхний, наружный, задний
На рисунке 8 схематично показаны основные составляющие ушного лабиринта, на рисунке 9 дан вертикальный разрез улитки. Поперечные разрезы внутреннего уха, представленные на рисунках 10 и 11, иллюстрируют особенности сложного строения этого отдела звукопроводящей системы.
Улитка - костное образование, имеющее форму спирального канала, расположенного двумя с половиной завитками вокруг костного столбика (рис. 9). Каждый последующий завиток меньше предыдущего, так что этот канал действительно напоминает по своей форме раковину садовой улитки. Длина канала - около 22 мм. В ушной улитке различаются нижний (основной) завиток, средний и верхний, в которых проходит костный канал (общая длина завитков в среднем 3 см). Костный столбик, вокруг которого обвиваются завитки улитки, имеет спиральный гребень, выступающий в полость костного канала улитки. От большого края спирального гребня к противоположной стенке костного хода улитки натянута основная мембрана, которая вместе с гребнем делит костный канал на верхний (лестница преддверия) и нижний отделы (барабанная лестница) (см. рис. 10). Эти отделы заполнены внутрилабиринтной жидкостью (перилимфой) и сообщаются между собой посредством маленького отверстия, находящегося у верхушки улитки. Барабанная лестница граничит с барабанной полостью, которая отделена от полости костной улитки круглым окном, закрытым вторичной перепонкой. Лестница преддверия сообщается с преддверием ушного лабиринта и отделена от барабанной полости овальным окном, закрытым подножной пластинкой стремени.
От свободного края спирального гребня наряду с основной мембраной под углом 30° к ней сверху отходит тонкая упругая перепончатая перегородка, называемая рейснеровой мембраной (см. рис. 10, 11), которая делит лестницу преддверия на две части: собственно преддверную лестницу и улитковый ход.
Рис. 9. Улитка (вертикальный разрез)
Рис. 10. Внутреннее ухо. Поперечный разрез улитки: 1 - лестница преддверия (заполнена перилимфой); 2 - срединная лестница (заполнена эндолимфой); 3 - рейснерова мембрана; 4 - костная стенка улиткового канала; 5 - внутренние волосковые клетки; 6 - наружные волосковые клетки; 7 - покровная (текториальная) мембрана; 8 - базилярная мембрана; 9 - нервные волокна; 10 - барабанная лестница; 11 - клетки спирального ганглия; 12 - столбы и туннель кортиева органа
Рис. 11. Поперечный разрез через завиток улитки: 1 - основная мембрана; 2 - волокна основного нерва; 3 - костная стенка улитки; 4 - слуховые (волосковые) клетки; 5 - поддерживающие клетки; 6 - покровная мембрана; 7 - рейснерова мембрана; 8 - преддверная лестница; 9 - барабанная лестница; 10 - улитковый ход и расположенный в нем кортиев орган
Последний представляет собой перепончатый канал треугольной формы, образованный рейснеровой мембраной (сверху), основной мембраной (снизу) и костной стенкой улитки ушного лабиринта, снаружи покрытой эпителием. Улитковый ход заполнен жидкостью - эндолимфой, которая по химическому составу и физическим свойствам отличается от перилимфы. Лабиринтные жидкости - перелимфа, находящаяся в полостях лестницы преддверия и барабанной лестницы, и эндолимфа, заполняющая улитковый ход, - между собой не сообщаются.
Основная перепонка, являясь продолжением спирального завитка, делит костный канал улитки на лестницу преддверия и барабанную лестницу и состоит из отдельных волокон, идущих в радиальном поперечном направлении от свободного края костного спирального гребня к наружной стенке ушного лабиринта. Число этих волокон достигает 15 000-25 000, причем их длина неодинакова и увеличивается по направлению от основания улитки к ее верхушке. Сама перепонка имеет вид ленты, которая наиболее узка внизу у основания и, постепенно расширяясь, оказывается наиболее широкой вверху, в области верхушки улитки.
Внутри улиткового хода, на основной мембране, находится кортиев (спиральный) орган, содержащий рецепторные волосковые клетки, которые являются наиболее важными периферическими нервными элементами слуховой системы. Они трансформируют механические колебания в электрические потенциалы, в результате чего возбуждаются волокна слухового нерва.
Кортиев орган сверху покрыт покровной мембраной, которая во время колебания внутрилабиринтных жидкостей вплотную соприкасается с волосками чувствительных клеток, что обусловливает преобразование механических колебаний в слуховые нервные импульсы, поступающие по слуховому нерву и проводящим нервным путям в головной мозг. Чувствительные волоски кортиева органа связаны с нервными волокнами, идущими от двухполюсных клеток спирального нервного узла, находящегося в костном канале у основания костной спиральной пластинки. Нервные окончания волокон, количество которых в среднем достигает 30 000, составляют улитковую ветвь слухового нерва. Последняя вместе с вестибулярной ветвью образует ствол слухового нерва, который с лицевым и промежуточным нервами проходит через внутренний слуховой проход в головной мозг, направляясь в мостомозжечковый угол.
В центральном отделе ушного лабиринта (преддверии) и задней его части (трех полукружных каналах) находится периферический рецептор пространственного (вестибулярного) анализатора, или органа равновесия, который помещается в перепончатой части указанных образований, заполненных эндолимфой. Перепончатые полукружные каналы (верхний, задний, наружный), расположенные внутри костных, лежат в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и открываются в преддверие пятью отверстиями. Наличие пяти отверстий объясняется тем, что три полукружных канала берут начало из преддверия (образуя на конце расширение-ампулу) и впадают в него другим, гладким концом. Но при впадении в преддверие гладкие концы верхнего и заднего полукружных каналов соединяются вместе, составляя одно общее колено.
В ампулах полукружных каналов находятся ампуллярные гребешки, чувствительные волосковые нервные клетки которых образуют периферический рецепторный аппарат пространственного анализатора. Указанные волоски имеют большую длину, и при перемещении эндолимфы, возникающем в результате изменения положения тела в пространстве, внутри перепончатого лабиринта происходит их смещение, что обусловливает раздражение веточек вестибулярного нерва. В преддверии нервно-рецепторным образованием вестибулярного нерва являются передний и задний мешочки с чувствительными нервными клетками, прикрытыми отолитовой мембраной, содержащей кристаллы солей кальция. Смещение мембраны, обусловленное движением эндолимфы, происходящим в результате прямолинейного перемещения тела в пространстве, и соприкосновение ее с волосками чувствительных нервных клеток вызывают поток нервных импульсов, поступающих по вестибулярному нерву в кору головного мозга.
Вращательные движения в результате аналогичного механизма обусловливают колебания эндолимфы в полукружном канале, плоскость которого соответствует плоскости движения. В результате происходит раздражение чувствительных волосковых нервных клеток в соответствующем полукружном канале, которое также распространяется по проводящим путям вестибулярной системы в кору головного мозга.
Нервные волокна, идущие от ампуллярных нервно-чувствительных образований и вестибулярного рецепторного аппарата, заложенного в мешочках преддверия, соединяются в вестибулярную ветвь слухового нерва, по которому поток нервных импульсов проводится в центральную нервную систему. Вестибулярные раздражения периферического рецепторного звена поступают в кору головного мозга, в результате чего возникают ощущения положения тела в пространстве и различные двигательные рефлекторные реакции, которые способствуют сохранению равновесия. Кроме того, в ответ на раздражение вестибулярного аппарата происходят ритмичные движения глазных яблок в определенную сторону (нистагм).
О наличии, характере и степени вестибулярного раздражения и функции вестибулярного аппарата судят по соматическим и вегетативным реакциям, возникающим в результате вращения испытуемого с помощью специального кресла Барани (по имени австралийского отоларинголога Роберта Барани), создающего положения, соответствующие отклонению тела, его падению, сопровождающиеся ощущением тошноты и рвоты.
Ухо – сложный орган нашего тела, расположенный в височной части черепа, симметрично – слева и справа.
У человека он состоит из (ушной раковины и слухового прохода или канала), (барабанной перепонки и крошечных косточек, колеблющихся под действием звука с определённой частотой) и (которое обрабатывает полученный сигнал и с помощью слухового нерва передаёт его в мозг).
Функции наружного отдела
Хотя все мы привычно уверены, что уши – это только орган слуха, на самом деле они многофункциональны.
В процессе эволюции те уши, которыми мы пользуемся сейчас, развились из вестибулярного аппарата (органа равновесия, задача которого – поддерживать правильное положение тела в пространстве). выполняет эту важнейшую роль до сих пор.
Что такое вестибулярный аппарат? Представим себе спортсмена, который тренируется поздно вечером, в сумерки: бегает вокруг своего дома. Вдруг он споткнулся о тонкую проволочку, незаметную в темноте.
Что произошло бы, если бы у него не было вестибулярного аппарата? Он разбился бы, ударившись головой об асфальт. Даже мог бы погибнуть.
На самом деле большинство здоровых людей в этой ситуации выбрасывает вперёд руки, пружинит ими, падая сравнительно безболезненно. Это происходит благодаря вестибулярному аппарату, без всякого участия сознания.
Человек, идущий по узкой трубе или гимнастическому бревну, также не падает именно благодаря этому органу.
Но основная роль уха – восприятие звуков.
Оно имеет значение для нас, потому что с помощью звуков мы ориентируемся в пространстве. Мы идём по дороге и слышим, что происходит у нас за спиной, можем посторониться, уступая дорогу проезжающей машине.
С помощью звуков мы общаемся. Это не единственный канал общения (есть ещё визуальный и тактильный каналы), но очень важный.
Определённым образом организованные, гармонизированные звуки мы называем «музыкой». Это искусство, подобно другим искусствам, раскрывает перед любящими его людьми огромный мир человеческих чувств, мыслей, отношений.
От звуков зависит наше психологическое состояние, наш внутренний мир. Плеск моря или шум деревьев успокаивают, а технологические шумы раздражают нас.
Характеристики слуха
Человек слышит звуки в диапазоне примерно от 20 по 20 тысяч герц .
Что такое «герц»? Это единица измерения частоты колебаний. При чём тут «частота»? Почему ею измеряют силу звука?
Когда звуки попадают в наши уши, барабанная перепонка колеблется с определённой частотой.
Эти колебания передаются косточкам (молоточку, наковаленке и стремечку). Частота этих колебаний служит единицей измерения.
Что такое «колебания»? Представьте себе девочек, качающихся на качелях. Если за секунду они успевают подняться и опуститься до той же точки, где были секунду назад, это будет одно колебание в секунду. Колебание барабанной перепонки или косточек среднего уха – это то же самое.
20 герц – это 20 колебаний в секунду. Это очень мало. Такой звук мы с трудом различаем как очень низкий.
Что такое «низкий» звук ? Нажмите на фортепиано самую нижнюю клавишу. Раздастся низкий звук. Он негромкий, глухой, густой, долгий, тяжёлый для восприятия.
Высокий звук мы воспринимаем как тонкий, пронзительный, короткий.
Диапазон частот, воспринимаемых человеком, совсем не большой. Слоны слышат крайне низкочастотные звуки (от 1 гц и выше). Дельфины – намного более высокие (ультразвуки). Вообще большинство животных, среди которых кошки и собаки, слышат звуки в более широком диапазоне, чем мы.
Но это не значит, что слух у них лучше.
Способность анализировать звуки и почти мгновенно делать выводы из слышимого у человека несравненно выше, чем у любого животного.
Фото и схема с описанием
На рисунках с обозначениями видно, что человека представляет собой причудливой формы хрящ, покрытый кожей (ушную раковину). Внизу свисает мочка: это мешочек из кожи, наполненный жировой тканью. У некоторых людей (одного из десяти) на внутренней стороне уха, сверху, есть «дарвинов бугорок», рудимент, оставшийся от тех времён, когда уши предков человека были острыми.
Может плотно прилегать к голове или оттопыриваться (лопоухость), быть разной величины. Это не влияет на слух. В отличие от животных, у человека наружное ухо существенной роли не играет. Мы слышали бы примерно так же, как слышим, даже вовсе без него. Поэтому наши уши неподвижны или малоподвижны, а ушные мышцы у большинства представителей вида homo sapiens атрофированы, так как мы ими не пользуемся.
Внутри наружного уха есть слуховой канал , обычно довольно широкий вначале (туда можно засунуть мизинец), но сужающийся к концу. Это тоже хрящ. Длина слухового канала – от 2 до 3 см.
– это система передачи звуковых колебаний, состоящая из барабанной перепонки, которой заканчивается слуховой канал, и трёх мелких косточек (это самые мелкие части нашего скелета): молотка, наковальни и стремени.
Звуки, в зависимости от их интенсивности, заставляют барабанную перепонку
колебаться с определённой частотой. Эти колебания передаются молоточку, соединённому с барабанной перепонкой своей «рукояткой». Он бьёт по наковаленке, которая передаёт колебание стремечку, основание которого соединено с овальным окошечком внутреннего уха.
– передаточный механизм. Оно не воспринимает звуки, а только передаёт их внутреннему уху, одновременно значительно их усиливая (примерно в 20 раз).
Всё среднее ухо – это только один квадратный сантиметр в височной кости человека.
Предназначено для восприятия звуковых сигналов.
За круглым и овальным окошечками, отделяющими среднее ухо от внутреннего, находятся улитка и по-разному расположенные относительно друг друга небольшие ёмкости с лимфой (это такая жидкость).
Лимфа воспринимает колебания. Через окончания слухового нерва сигнал доходит до нашего мозга.
Вот все части нашего уха:
- ушная раковина;
- слуховой канал;
- барабанная перепонка;
- молоточек;
- наковаленка;
- стремя;
- овальное и круглое окошечки;
- преддверие;
- улитка и полукружные каналы;
- слуховой нерв.
Есть ли соседи?
Они есть. Но их только три. Это носоглотка и мозг, а также череп.
Среднее ухо соединено с носоглоткой с помощью евстахиевой трубы. Зачем это нужно? Чтобы уравновесить давление на барабанную перепонку изнутри и снаружи. Иначе она окажется очень уязвимой и может быть повреждена и даже разорвана.
В височной кости черепа и как раз и находятся. Поэтому звуки могут передаваться и через кости черепа, этот эффект иногда очень выражен, из-за чего такой человек слышит движение своих глазных яблок, а собственный голос воспринимает искажённо.
С помощью слухового нерва внутреннее ухо связано со слуховыми анализаторами мозга. Они находятся в верхней боковой части обоих полушарий. В левом полушарии – анализатор, отвечающий за правое ухо, и наоборот: в правом – отвечающий за левое. Их работа непосредственно друг с другом не связана, а координируется через другие отделы мозга. Вот почему можно слышать одним ухом, закрыв другое, и этого часто оказывается достаточно.
Полезное видео
Ознакомьтесь визуально со схемой строения уха человека с описанием ниже:
Заключение
В жизни человека слух играют не ту же самую роль, что в жизни животных. Это связано со многими нашими особыми способностями и потребностями.
Мы не можем похвастать самым острым слухом с точки зрения его простых физических характеристик.
Однако многие владельцы собак замечали, что их питомец, хотя и слышит больше, чем хозяин, реагирует медленнее и хуже. Объясняется это тем, что звуковая информация, поступающая в наш мозг, анализируется гораздо лучше и быстрее. У нас лучше развиты прогностические способности: мы понимаем, какой звук что означает, что за ним может последовать.
Через звуки мы способны передавать не только информацию, но и эмоции, и чувства, и сложные отношения, впечатления, образы. Животные всего этого лишены.
У людей не самые совершенные уши, но самые развитые души. Однако очень часто путь к нашим душам лежит именно через наши уши.
