Человеческое ухо – гениально устроенный, сложный и в то же время простой механизм приема звуковых волн, проведения и усиления этих волн, преобразования механических колебаний в электрические нервные импульсы. Ухо принято разделять на:
Наружное ухо – ушная раковина и наружный слуховой проход до барабанной перепонки.
Среднее ухо – барабанная перепонка, полость среднего уха объемом до 1 см3 с системой слуховых косточек (молоточек, наковальня, стремечко); слуховая или евстахиева труба, соединяющая полость среднего уха с носоглоткой.
Внутреннее ухо – улитка (или иначе Cochlear, отвечающая за преобразование механических звуковых волн в нервные импульсы) и система лабиринтов (отвечающих за равновесие человека) и вестибуло-слуховой нерв.
Слуховые проводящие пути
Слуховые проводящие пути – это совокупность нервных волокон, отвечающих за передачу нервных импульсов от улитки к слуховым центрам, которые расположены в височных долях головного мозга. Именно там происходит обработка и анализ комплексных звуков, к примеру, речи. Скорость передачи слухового сигнала от наружного уха к центрам мозга примерно 10 милисекунд.
Восприятие звука
Ухо последовательно преобразует звуки в механические колебания барабанной перепонки и слуховых косточек, затем в колебания жидкости в улитке и, наконец, в электрические импульсы, которые по проводящим путям центральной слуховой системы передаются в височные доли мозга для распознавания и обработки.
Получая нервные импульсы, мозг не только преобразует их в звук, но и получает дополнительную, важную для нас информацию. Так мы различаем высоту и громкость звука и интервал времени между моментами улавливания звука правым и левым ухом, что позволяет нам определять направление, по которому приходит звук. При этом мозг анализирует не только информацию, полученную от каждого уха в отдельности, но и объединяет ее в единое ощущение.
Кроме того, в нашем мозге хранятся, так называемые, «шаблоны» знакомых нам звуков, что помогает мозгу быстрее отличить их от незнакомых. При снижении слуха мозг получает искаженную информацию, звуки становятся более тихими и это приводит к ошибкам в их интерпретации. Такие же проблемы могут возникать в результате старения, травм головы и неврологических заболеваний.
Это доказывает лишь одно: для хорошего слуха важна работа не только органа слуха, но и головного мозга!
Ухо является одним из органов чувств, с помощью которого человек получает очень важную информацию из внешнего мира. Оно выполняет две функции: слуховую и вестибулярную (функцию ориентирования организма и поддержания равновесия тела в пространстве). В соответствии с этим, в ухе находятся конечные отделы двух анализаторов: слухового и вестибулярного. Слуховой анализатор – это анализатор, который позволяет проводить анализ сигнала на расстоянии. Что раздражает слуховой анализатор? Конечно же – звук.
Раздражение слухового анализатора имеет свои закономерности:
1. Слуховой диапазон человеческого уха. Если число колебаний окружающей среды выше 16 в секунду, то здоровый человек воспринимает эти колебания как звук. Если они превышают число 20 тыс. в секунду, то человек их слышать перестает.
2. Переменная чувствительность к звукам разной частоты. Наибольшая чувствительность органа слуха человека к звукам частотой 1000 – 3000 в секунду.
3. Человеческое ухо способно различать абсолютную высоту звука, определять интервалы и направление источника звука. Периферический отдел, проводящий путь, корковый конец – это составляющие слухового анализатора. В свою очередь периферический отдел делится на 2 аппарата: звукопроводящий и звуковоспринимающий.
К звукопроводящему аппарату относят:
- внешнее ухо;
- среднее ухо;
- пери- и эндолимфатические пространства внутреннего уха;
- базилярную пластинку;
- присинковую мембрану улитки.
Доставка звука к рецептору – главная задача звукопроводящего аппарата. Звуковоспринимающий аппарат представлен периферическим рецепторным органом – спиральным органом. Звуковоспринимающий аппарат трансформирует механические колебания в процесс нервного возбуждения. Теперь рассмотрим подробнее функции ушей и отдельных его частей.
Функции наружного уха
- сбор звуков.
Ушная раковина собирает и направляет звуковые волны к слуховому проходу.
- проводящая.
Наружный слуховой канал проводит звуковые колебания к среднему уху.
- защитная.
В наружном слуховом проходе железами производится ушная сера, которая защищает ухо от негативного внешнего воздействия и микроорганизмов.
Функции среднего уха
Среднее ухо – это полость, которая от наружного уха отделяется барабанной перепонкой. Строение среднего уха состоит из системы слуховых косточек: молоточек, наковальня, стремя. В среднее ухо открывается отверстие евстахиевой трубы, которая обеспечивает соединение среднего уха с окружающей средой через носоглотку. Именно это выравнивает давление давление на барабанную перепонку с двух сторон: извне и со стороны среднего уха.
Отверстия евстахиевых труб открываются при глотании, жевании, зевоте. Именно поэтому на самолетах при подъеме на большую высоту советуют пить воду небольшими глотками, или сосать кислые конфеты, которые вызывают выделение слюны. При ее глотании возникает выравнивания давления, исключая болевые раздражения в области барабанных перепонок.
Функции евстахиевой трубы:
- вентиляционная
- дренажная (способствует оттоку жидкости из полости среднего уха)
- защитная
Функции среднего уха представляют собой по сути функции слуховых косточек:
- звукопроводящая.
Заключается в проведении звуковых колебаний от наружного уха к внутреннему.
- трансформационная.
Слуховые косточки изменяют звуковые колебания таким образом, что их амплитуда уменьшается, а интенсивность увеличивается. В целом интенсивность звука в среднем ухе увеличивается в 22 раза, или на 39,7 дБ.
- защитная.
Эту функцию выполняют мышцы среднего уха. В случае большой интенсивности звука они рефлекторно резко сокращаются. Это приводит к торможению колебания барабанной перепонки и слуховых косточек и, соответственно, к уменьшению звукового давления, что передается к перилимфе.
Функции внутреннего уха
Строение внутреннего уха включает в себя преддверие, улитку, полукружные каналы и слуховые нервы. Вся эта система обеспечивает передачу звуковой информации из уха к мозгу. Таким образом, основная функция внутреннего уха – звуковоспринимающая. Существуют два пути проведения звуков в лабиринт:
- воздушная проводимость
через наружный слуховой проход, барабанную перепонку и цепь слуховых косточек
- тканевая проводимость
непосредственно через ткани черепа
Описание внутренних частей, их функции и местоположение
Строение небольшого отдела слухового аппарата человека – среднего уха – из-за его значимости заслуживает детального описания:
- Барабанная перепонка находится на границе наружного и среднего уха. Через нее внешние звуковые волны, вызывая ее колебания, попадают в среднее ухо. Это двухслойная, волокнистая овальная пластинка из соединительной ткани. Снаружи она устлана эпителием, а со стороны одноименной полости, как и другие ее стенки, покрыта слизистой оболочкой. Ее диаметр около сантиметра, а толщина – всего в десятую долю миллиметра. В центре этого органоида, в месте прикрепления одной из слуховых косточек – молоточка – есть крохотная ложбинка, напоминающая пупок.
- Барабанная полость содержит 3 слуховые косточки, крохотные сухожилия и мышцы, вызывающие натяжение барабанной перепонки и стремени. Через нее проходит часть лицевого нерва – одноименная с ней струна. Продолжением этой области является слуховая труба. В одной из шести стенок этой полости – лабиринтной – есть 2 окна.Одно из них – преддверие – закрывается стременем, а второе – окно улитки – загорожено вторичной барабанной перепонкой. Задняя перегородка полости имеет вход в сосцевидную ячейку.
- Слуховые косточки обеспечивают передачу звуковых волн от барабанной перепонки до овального окна преддверия внутреннего уха. Их названия – молоточек, наковальня и стремя – связаны с их формой и функциями. Это своеобразная система рычагов, скрепленная суставами и связками. Рукоятка молоточка соединяется с барабанной перепонкой, его головка связана с наковальней, последняя, в свою очередь, соприкасается с головкой стремени. Стремя же отделено от внутреннего уха преддверием. Все слуховые косточки покрыты слизистой. Стремечко – самая мелкая и легкая косточка человека, размером она менее полусантиметра, а весит всего 2,5 мг.
- В среднем отделе слухового аппарата находятся и самые мелкие мышцы человека – барабанная и стременная. Одна из них обеспечивает напряжение одноименной перепонки, а другая в комплексе со связками и суставами регулирует движения слуховых косточек и поддерживает их. Эти крохотные мышцы еще и способствует аккомодации (приспособлению) этой части уха к звуковой амплитуде (по силе и высоте), тем самым оберегая внутреннее ухо от сильных звуковых раздражителей.
- Наполненные воздухом сосцевидные ячейки располагаются в заднем отростке височной кости. Они напрямую связаны с барабанной полостью.
Евстахиева труба на треть состоит их костной, а на две трети – из хрящевой ткани. Диаметр покрытого слизистой оболочкой органа около 2 мм, а длина – 3,5 см. Хрящевая ее часть постоянно плотно закрыта, и раскрывается лишь при глотании. Ее предназначение состоит в выравнивании давления в главной полости уха при колебаниях атмосферного давления. Это достигается с помощью рефлекторной зевоты.
Другим ярким проявлением защитной функции слуховой трубы является быстрое закладывание ушей при резкой смене давления, например, при подъеме высоко в горы или снижении самолета во время посадки.
Строение уха человека
Ухо состоит из наружного, среднего и внутреннего отделов:
Наружное ухо
Этот отдел самый простой и понятный, хотя бы даже потому, что часть его мы можем увидеть. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода.
Кстати, знаете почему у нас именно два уха? Вовсе не для того, чтобы в два раза больше слышать, как считают некоторые. Парный орган обеспечивает нам пространственный слух. То есть у человека есть возможность определить источник звука в пространстве. Помогают в этом и ушные раковины, которые как воронка собирают звуковые волны.
Раньше ушные раковины были подвижны, как у братьев наших меньших. У нас даже сохранились рудиментарные мышцы, которые должны перемещать ушную раковину. Этот навык с успехом развивают некоторые люди, но скорее всего для забавы, а не с практической целью.
Длина слухового прохода 2-3,5 см. На входе есть защитные волоски, далее кожа сменяется нежной слизистой оболочкой. Специалисты настоятельно рекомендуют чистить уши очень аккуратно, и только специальными палочками. А при заболеваниях не трогать их вообще. Максимум капать специальные ушные капли. В противном случае, можно повредить барабанную перепонку, которая является границей между наружным и средним ухом.
Давайте продвигаться вглубь, ведь наружное ухо – только надводная часть айсберга.
Среднее ухо
Среднее ухо – это немного вытянутая полость, в которой находятся три слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко. Несложно догадаться, что названы они так за сходство с соответствующими предметами. Эти косточки соединены между собой. Молоточек неподвижно сращен с барабанной перепонкой (в начале среднего уха), а стремечко закрывает овальное отверстие, которое находится в конце. Задачей слуховых косточек является проведение звуковых колебаний во внутреннее ухо.
Еще одной функцией среднего уха является смягчение чересчур громких звуков. Для этого есть две маленькие мышцы – мышца, натягивающая барабанную перепонку, и мышца стремени. Они не дают громким звукам повредить структуры уха и головного мозга.
Если на ухо долго действует тот или иной звук, то чувствительность слуха падает, то есть наступает адаптация. Это связано с мышцами барабанной перепонки и стремени. Их напряжение приводит к уменьшению амплитуды звуковых колебаний. Именно поэтому люди могут продуктивно работать в довольно шумных помещениях.
Среднее ухо объединяется с глоткой евстахиевой трубой. Эта трубочка имеет большое физиологическое значение. Она служит для доступа воздуха из глотки в среднее ухо. Это необходимо для выравнивания давления и правильной передачи звука. Вы, наверное, обращали внимание на то, что при заложенном носе, иногда закладывает и ухо. При этом звук становится более глухим и искажается. Это происходит из-за отека слизистой оболочки. Евстахиева труба слипается и не пропускает воздух.
Внутреннее ухо
Если с наружной и средней частью уха все относительно понятно, то с внутренним начинается полная путаница. Именно на этом этапе люди закрывают книгу, а школьники просто зубрят, потому что им нужно это как-то выучить. Запомнить на пару дней, чтоб потом забыть навсегда. Обидно, ведь строение и функции внутреннего уха еще раз показывают, насколько удивительно устроен наш организм.
Итак, внутреннее ухо находится в толще височной кости. Многие знают, что височная кость очень уязвима. Это связано не только с ее небольшой толщиной, но и с тем, что в ней находится слуховой анализатор и вестибулярный аппарат, контролирующий наше равновесие.
Внутреннее ухо представляет собой так называемый костный лабиринт и состоит из трех частей – преддверия, полукружных канальцев и улитки.
Полукружные канальцы – это часть вестибулярного аппарата. Мы не будем его сегодня разбирать, так как он не имеет отношения к слуховому анализатору.
Преддверие – это небольшая полость, которая объединяет среднее ухо, полукружные канальцы и улитку. Со средним ухом преддверие сообщается овальным окном, которое прикрыто основанием стремени.
Ключевым органом в проведении и трансформации звука является улитка. Это костный канал, закрученный по спирали. Внешне это образование действительно очень похоже на улитку. Как и в природе, костная улитка – это всего лишь “домик”, оболочка. Самое интересное у нее находится внутри.
Канал – это костная трубочка. Если ее разрезать поперек, то можно у видеть ее структуру. Разделен канал улитки на три части – вестибулярную и барабанную лестницу, между которыми находится перепончатый канал улитки. Анатомия коварная штука – не все термины соответствуют нашему представлению. Например, вестибулярная и барабанная лестницы не имеют никаких ступенек. Это просто спиралевидные каналы или щели, которые идут вдоль канала улитки. Перепончатый канал как бы делит его на три части. Это хорошо видно на рисунке:
Обе лестницы полностью изолированы между собой и сообщаются в верхушке улитки.
Перепончатый канал улитки – система извитых каналов и полостей, которая полностью повторяет спиральные изгибы костной улитки. Это замкнутое пространство, которое ни с чем не сообщается.
Вестибулярная и барабанная лестницы заполнены перилимфой, а перепончатый канал улитки – эндолимфой. Эти жидкости не зря называются по-разному. Их состав отличается. В эндолимфе в 30 раз больше калия и в 10 раз меньше натрия, чем в перилимфе. Разница ионного состава необходима для формирования электрического потенциала.
Интересно, а откуда же во внутреннем ухе взялась жидкость? Эндолимфу вырабатывает густая сеть кровеносных сосудов, которые находятся в стенке перепончатого канала. А перилимфа является видоизмененной цереброспинальной жидкостью. Это еще раз подчеркивает связь слухового анализатора и головного мозга.
Кортиев орган внутреннего уха
Мы подошли к самому важному, к структуре, где происходит трансформация механических звуковых волн в электрический потенциал. Называется эта структура – кортиев орган. Расположен он в перепончатом канале улитки на базиллярной мембране.
Самой важной структурой кортиева органа являются рецепторные клетки, которые заканчиваются сенсорными волосками. Они выполняют функцию звуковоспринимающих антенн. Таких чувствительных волосков на одной клетке может быть до 60 штук. К ним прилегает покровная мембрана, которая первой воспринимает колебания эндолимфы и передает их рецепторным клеткам.
Еще одной значимой структурой является туннель – полое образование, ограниченное базиллярной мембраной и поддерживающими клетками. В нем проходят нервные окончания, которые контактируют с основанием рецепторных клеток. Нервный импульс, полученный от этих клеток по нервным волокнам, переходит в спиральный ганглий. А дальше по проводящим нервным путям передается в головной мозг для анализа и обработки.
Частые вопросы
Какие части входят в состав ушного аппарата человека?
Ушной аппарат человека состоит из внешнего, среднего и внутреннего уха. Внешнее ухо включает в себя раковидную раковину и наружный слуховой проход. Среднее ухо содержит барабанную перепонку, слуховые косточки (молоточек, наковальню и стремечко) и воздушную полость с трубой Эустахия. Внутреннее ухо состоит из полукружных каналов и улитки, где находится орган Корти.
Какие функции выполняет ушной аппарат человека?
Ушной аппарат человека выполняет функции слуха и равновесия. Он преобразует звуковые колебания в нервные импульсы, которые передаются в мозг, где происходит их восприятие. Кроме того, полукружные каналы внутреннего уха участвуют в поддержании равновесия и координации движений.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Изучите строение ушной раковины, барабанной перепонки, слухового нерва и внутреннего уха, чтобы понимать, как работает ушной аппарат.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на роль волосковых клеток в ухе, которые играют важную роль в преобразовании звуковых волн в нервные импульсы.
СОВЕТ №3
Изучите, как ухо реагирует на звуковые волны различной частоты и интенсивности, чтобы понимать принципы работы слухового аппарата.