Анатомия уха у человека

Познание и восприятие окружающего мира осуществляются через органы чувств. Основную информацию мы получаем через зрение и слух. Хотя устройство человеческого уха изучено достаточно хорошо, все еще не до конца ясно, как происходит распознавание звуков разной высоты и громкости.
Слуховой анализатор начинает функционировать с самого рождения, хотя структура уха у младенцев немного отличается. При достаточно громком звуке у новорожденных возникает безусловный рефлекс, который можно определить по учащению сердцебиения, дыхания и временной остановке сосания.
К двум месяцам формируется условный рефлекс. К третьему месяцу человек уже способен распознавать звуки с разным тембром и высотой. К году ребенок может отличать слова по ритму и интонации, а к трем годам он уже способен различать звуки речи.

Из чего состоит слуховой анализатор

Позвоночные животные используют парные органы – уши, чтобы слышать. Внутренняя часть ушей находится в височных костях черепа. Наличие двух ушей не только улучшает слух, но также помогает определить источник звука.

Есть несколько объяснений этому явлению: ухо, ближе к источнику, воспринимает звук сильнее, чем другое; ближнее ухо передает информацию в мозг быстрее; звуковые колебания доходят до воспринимающего органа в разных фазах. Как устроено ухо и как оно обеспечивает восприятие и передачу звука?

Анализаторы – это сложные механизмы, которые собирают и обрабатывают информацию. Они состоят из трех частей. Рецепторный отдел воспринимает раздражение с помощью нервных окончаний. Проводниковый отдел передает звуковой импульс в центральную нервную систему через нервные волокна. Центральный отдел находится в коре и здесь формируется специфическое ощущение. Структура уха человека сложная, и если хотя бы одна часть не функционирует должным образом, то весь анализатор перестает работать.

Строение уха человека

Устройство уха у большинства млекопитающих практически одинаково. Единственное отличие заключается в количестве завитков улитки и пределах чувствительности. Человеческое ухо состоит из трех последовательно соединенных отделов: наружного, среднего и внутреннего. Можно провести аналогию, сравнивая эти отделы с приемником, усилителем и передатчиком. Наружное и среднее ухо играют важную роль в передаче звуковой волны к рецепторному отделу анализатора, а внутреннее ухо содержит клетки, которые воспринимают механические колебания.

Внешнее ухо

Строение наружного уха состоит из двух основных частей: ушной раковины и слухового канала. Ушная раковина служит для перехвата звуков и определения их направления. У животных, таких как кошки и собаки, раковина подвижна, что улучшает их способность воспринимать звуки. У человека эта мышца, отвечающая за движение раковины, атрофировалась. Ушная раковина состоит из хрящей и имеет несколько складок, которые помогают определить местоположение звука, искажая его волну.

Наружный слуховой канал имеет длину около 2,5 см и ширину 0,9 см. Он начинается от ушной раковины и заканчивается барабанной перепонкой. Канал покрыт кожей, в которой находятся потовые железы, выделяющие ушную серу. Ушная сера служит для защиты от инфекций и скопления загрязнений, таких как пыль. Обычно сера выходит наружу при жевании.

Барабанная перепонка разделяет наружный канал и среднее ухо. Она является мембраной, которая не пропускает воздух или воду внутрь уха и чувствительна к малейшим колебаниям воздуха. Барабанная перепонка необходима для защиты внутренней части уха и передачи звука. У взрослых она имеет овальную форму, а у детей – круглую.

Звуковая волна достигает барабанной перепонки и заставляет ее двигаться. Для восприятия разных частот звука достаточно, чтобы мембрана смещалась на размер атома водорода.

Среднее ухо

В среднем ухе человека есть два отверстия, овальное и круглое окно, которые закрываются мембраной и соединяют его с внутренним ухом. Овальное окно колеблется под воздействием слуховой косточки, а круглое окно необходимо для передачи вибрации в закрытом пространстве. Объем барабанной полости составляет около 1 см3, достаточно для размещения слуховых косточек – молоточка, наковальни и стремечка. Звук вызывает движение барабанной перепонки, что заставляет молоточек двигаться через наковальню, а затем стремечко. Кроме того, функция среднего уха не ограничивается только передачей колебания от наружного канала к внутреннему. При движении слуховых косточек происходит усиление звука в 20 раз благодаря соприкосновению основания стремечка с перепонкой овального окна.

Структура среднего уха также требует наличия мышц, которые контролируют слуховые косточки. Эти мышцы являются самыми маленькими в организме человека, но они способны адаптировать орган к одновременному восприятию звуков различной частоты. Есть выход из среднего уха в носоглотку через евстахиеву трубу, которая обеспечивает одинаковое давление по обе стороны мембраны, необходимое для ее целостности. Труба имеет длину около 3,5 см и ширину 2 мм. Стенки трубки сомкнуты и расширяются при движении глоточных мышц. При различном давлении возникает заложенность ушей, аналогичная ощущению при нахождении под водой, и рефлекторно возникает зевота. Для выравнивания давления помогает глотание или сильный выдох носом при зажатых ноздрях.

Барабанная перепонка может быть повреждена из-за перепада давления. Анатомия среднего уха у детей немного отличается. У них есть щель, через которую инфекция легко проникает в мозг, вызывая воспаление оболочек. С возрастом эта щель закрывается. У детей слуховая труба шире и короче, расположена горизонтально, поэтому у них часто возникают осложнения патологий лор-органов. Например, при воспалении горла бактерии могут перемещаться в среднее ухо через слуховую трубу и вызывать отит. В некоторых случаях болезнь становится хронической.

Внутреннее ухо

Внутреннее ухо представляет собой сложную анатомическую область, расположенную в височной кости. Оно состоит из двух сложных структур, называемых костным и перепончатым лабиринтами. Перепончатый лабиринт находится внутри костного лабиринта и разделен от него перилимфой. Внутри перепончатого лабиринта также содержится эндолимфа – жидкость.
Внутри лабиринта находится вестибулярный аппарат, который не только позволяет воспринимать звук, но и контролирует равновесие. Улитка представляет собой спирально закрученный канал, состоящий из 2,7 оборотов. Она разделена мембраной на две части. Перепончатая перегородка содержит более 24 тысяч эластичных волокон, которые реагируют на звуки определенной высоты.
Волокна на стенке улитки расположены неравномерно, что способствует более точному определению звуков. На перегородке находится кортиев орган, который воспринимает звук от волокон-струн с помощью волосковых клеток. Здесь механические колебания превращаются в нервные импульсы.

Как происходит звуковосприятие

Звуковые волны достигают внешней раковины и передаются в наружное ухо, вызывая движение барабанной перепонки. Эти колебания усиливаются и передаются мембране среднего окна через слуховые кости. Во внутреннем ухе колебания вызывают движение перилимфы. Если колебания сильные, они достигают эндолимфы, которая раздражает волосковые клетки кортиева органа. Звуки различной высоты перемещают жидкость в разных направлениях, что фиксируется нервными клетками. Они преобразуют механическое колебание в нервный импульс, который передается височной доле коры через слуховой нерв.

Звуковая волна, попадая в ухо, превращается в нервный импульс. Изучение физиологии звукового восприятия затруднено из-за небольшого смещения мембраны, незначительных колебаний жидкости и малого размера анатомической области, находящейся в капсуле лабиринта. Анатомия уха человека позволяет воспринимать волны от 16 до 20 тысяч колебаний в секунду, что намного меньше, чем у других животных. Например, кошка способна воспринимать ультразвук и улавливать до 70 тысяч колебаний в секунду. С возрастом звуковосприятие у человека ухудшается. Так, у тридцатипятилетнего человека оно может быть не выше 14 тысяч герц, а у людей старше 60 лет ограничивается 1 тысячей колебаний в секунду.

Заболевания уха

Патологический процесс, который происходит в ушах, может иметь различный характер – воспалительный, невоспалительный, травматический или грибковый. К невоспалительным заболеваниям относятся отосклероз, вестибулярный неврит и болезнь Меньера.

Отосклероз возникает из-за патологического роста тканей, что приводит к потере подвижности слуховых косточек и развитию глухоты. Это заболевание чаще всего начинается в период полового созревания и проявляется сильными симптомами к 30 годам.

Болезнь Меньера развивается из-за накопления жидкости во внутреннем ухе человека. Ее симптомы включают тошноту, рвоту, шум в ушах, головокружение и проблемы с координацией. В некоторых случаях может развиться вестибулярный неврит.

Хотя невоспалительные заболевания уха обычно не вызывают нарушения слуха, они могут вызывать такие симптомы, как тошнота, головокружение, рвота, тремор, головная боль и судороги. Более распространены воспалительные заболевания уха, которые могут быть наружными, средними, внутренними или лабиринтитами, в зависимости от места воспаления. Они обычно развиваются из-за инфекции.

Если отит не лечится, то может повредиться слуховой нерв, что может привести к необратимой глухоте. Также слух может ухудшиться из-за образования пробок в наружном ухе. Обычно сера выводится самостоятельно, но при ее избыточном выделении или изменении вязкости она может скапливаться и блокировать движение барабанной перепонки.

К травматическим заболеваниям уха относятся повреждения ушной раковины при ушибах, наличие инородных тел в слуховом канале, деформация барабанной перепонки, ожоги, акустические травмы и вибротравмы.

Существует множество причин, которые могут привести к снижению слуха. Оно может быть вызвано нарушением звуковосприятия или звукопередачи. В большинстве случаев медицина способна восстановить слух с помощью медикаментозной терапии, физиопроцедур или хирургического лечения. Врачи могут заменить слуховые косточки или барабанную перепонку на синтетические, а также установить электрод во внутреннее ухо, который будет передавать колебания в головной мозг. Однако, если патология повредила волосковые клетки, восстановление слуха становится невозможным.

Устройство человеческого уха сложное, и появление негативных факторов может привести к ухудшению слуха или полной глухоте. Поэтому важно соблюдать гигиену слуха и предотвращать развитие инфекционных заболеваний.

Видео по теме: