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.
Органы слуха позволяют воспринимать многообразие звуков внешнего мира, распознавать их характер и местонахождение. Благодаря возможности слышать, человек обретает способность говорить. Орган слуха - сложнейшая, тонко настроенная система из последовательно связанных между собой трёх отделов.
Наружное ухо
Первый отдел представляет собой ушную раковину - сложной формы хрящевую пластинку, с обеих сторон покрытую кожей, и наружный слуховой проход.
Основная функция ушной раковины - принятие акустических колебаний воздуха. От отверстия в ушной раковине начинается наружный слуховой проход - трубка длиной 27 - 35 мм, заходящая вглубь височной кости черепа. В коже, выстилающей слуховой проход, находятся серные железы, секрет которых препятствует проникновению инфекции в орган слуха. Барабанная перепонка - тонкая, но прочная мембрана - отделяет наружное ухо от второго отдела органа слуха, среднего уха.
Среднее ухо
В углублении находится составляющая основную часть Слуховая (евстахиева) труба - связующее звено между средним ухом и носоглоткой. При глотательных движениях открывается и позволяет воздуху проникнуть в среднее ухо, что уравновешивает давление в барабанной полости и наружном слуховом проходе.
В среднем ухе находятся подвижно соединённые между собой миниатюрные - сложный механизм для передачи акустических колебаний, поступающих из наружного слухового прохода к слуховым клеткам внутреннего уха. Первая косточка - молоточек, длинным концом прикреплённый к Вторая - наковальня, соединённая с третьей миниатюрной косточкой, стремечком. Стремечко прилегает к овальному окошку, с которого начинается внутреннее ухо. Косточки, которые включает в себя орган слуха, очень маленькие. К примеру, масса стремечка составляет всего 2,5 мг.
Внутреннее ухо
Третий отдел органа слуха представлен преддверьем (миниатюрной костной камерой), полукружными каналами и особым образованием - тонкостенной костной трубкой, закрученной в спираль.
Эта часть напоминающая по форме виноградную улитку, так и называется - слуховая улитка.
Орган слуха имеет важные анатомические образования, позволяющее сохранять равновесие и оценивать положение тела в пространстве. Это преддверье и полукружные каналы, наполненные жидкостью и выстеленные изнутри очень чувствительными клетками. Когда человек меняет положение тела, происходит смещение жидкости в каналах. Рецепторы фиксируют смещение жидкости и отправляют сигнал об этом событии в мозг. Так орган слуха и равновесия позволяет мозгу узнать о движениях нашего тела.
Перепонка, находящаяся внутри улитки, состоит из примерно 25 тысяч тончайших волокон различной длины, каждое из которых отзывается на звуки определённой частоты и возбуждает окончания слухового нерва. Нервное возбуждение вначале передаётся в затем достигает коры головного мозга. В слуховых центрах мозга раздражения анализируются и систематизируются, в результате чего мы слышим наполняющие мир звуки.
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 - это сложный орган, выполняющий две функции: слушание, посредством которого мы воспринимаем звуки и интерпретируем их, таким образом общаясь с окружающей средой; и поддержание равновесия тела.
Ушная раковина - улавливает и направляет звуковые волны во внутренний слуховой канал;
Задний лабиринт , или полукружные каналы - направляет движения к голове и головному мозгу для регулирования равновесия тела;
Передний лабиринт , или улитка - содержит сенсорные клетки, которые, улавливая вибрации звуковых волн, трансформируют механические импульсы в нервные;
Слуховой нерв - направляет общие нервные импульсы к головному мозгу;
Косточки среднего уха : молоточек, наковальня, стремечко - получают вибрации от слуховых волн,усиливают их и передают во внутреннее ухо;
Внешний слуховой проход - улавливает звуковые волны, приходящие извне, и направляет их к среднему уху;
Барабанная перепонка - мембрана, вибрирующая от попадания на нее звуковых волн и передающая вибрации по цепи косточек в среднем ухе;
Евстахиева труба
- канал, соединяющий барабанную перепонку с глоткой и позволяющий поддерживать
в равновесии давление, создающееся в среднем ухе, с давлением окружающей среды.
Ухо делится на три отдела, функции которых различны.
;наружное ухо состоит из ушной раковины и внешнего слухового канала, его назначение состоит в улавливании звуков;
;среднее ухо находится в височной кости, отделено от внутреннего уха подвижной мембраной - барабанной перепонкой - и содержит три суставные косточки: молоточек, наковальню и стремечко, принимающие участие в передаче звуков улитке;
;внутреннее ухо, также называемое лабиринтом, сформировано из двух отделов, выполняющих различные функции: передний лабиринт, или улитка, где находится кортиев орган, ответствен за слух, и задний лабиринт, или полукружные каналы, в котором вырабатываются импульсы, принимающие участие в поддержании равновесия тела (статья "Равновесие и слух ")
Внутренне ухо, или лабиринт, состоит из очень прочного костного скелета, ушной капсулы, или костного лабиринта, внутри которого находится мембранный механизм со структурой, подобной костному, но состоящий из мембранной ткани. Внутреннее ухо полое, но заполнено жидкостью: между костным лабиринтом и мембраной находится перилимфа, в то время как сам лабиринт заполнен эндолимфой. Передний лабиринт, костная форма которого называется улиткой, содержит структуры, генерирующие слуховые импульсы. Задний лабиринт, принимающий участие в регулировании равновесия тела, имеет костный скелет, состоящий из кубической части, преддверия и трех каналов в форме дуги - полукружных, каждый из которых включает пространство с ровной плоскостью.
Улитка, названная так из-за своей спиральной формы, содержит мембрану, состоящую из каналов, наполненных жидкостью: центральный канал треугольного сечения и завиток, содержащий эндолимфу, который расположен между лестницей преддверия и барабанной лестницей. Эти две лестницы частично разделены, они переходят в большие каналы улитки, покрытые тонкими мембранами, отделяющими внутреннее ухо от среднего: барабанная лестница начинается с овального окна, тогда как лестница преддверия достигает округлого окна. Улитка, имеющая треугольную форму, состоит из трех граней: верхней, которая отделена от лестницы преддверия мембраной Рейснера, нижней, отделенной от барабанной лестницы основной мембраной, и боковой, которая прикреплена к раковине и является сосудистой бороздой, вырабатывающей эндолимфу. Внутри улитки находится особый слуховой орган - кортиев (механизм восприятия звука подробно описан в статье "
Периферическая часть слуховой сенсорной системы представлена наружным, средним и внутренним ухом (рис.). Слуховые рецепторы находятся в улитке внутреннего уха, которая расположена в височной кости. Звуковые колебания передаются к ним через систему вспомогательных образований, входящих в состав наружного и среднего уха.
Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. У человека ушные мышцы развиты слабо и ушная раковина практически неподвижна.
Наружный слуховой проход содержит видоизмененные потовые железы, вырабатывающие ушную серу - вязкий секрет, обладающий бактерицидными свойствами.
На границе между наружным и средним ухом находится барабанная перепонка. Она имеет форму конуса с вершиной, направленной в полость среднего уха. Барабанная перепонка воспроизводит звуковые колебания, пришедшие по наружному слуховому проходу из внешней среды, и передает их в среднее ухо.
Среднее ухо представлено тремя слуховыми косточками (молоточек, наковальня и стремечко), расположенными в барабанной полости. Последняя через слуховую трубу соединяется с носоглоткой.
Рукоятка молоточка вплетена в барабанную перепонку, а стремечко соединяется с мембраной овального окна внутреннего уха.
Система слуховых косточек, работающих, как рычаги, увеличивает давление звуковой волны примерно в 50 раз. Это особенно важно для передачи во внутреннее ухо слабых звуковых волн. Громкий звук вызывает сокращение мышц, ограничивающих подвижность косточек, и давление на мембрану овального окна снижается. Эти процессы возникают рефлекторно, без участия сознания.
Слуховая труба поддерживает одинаковое давление в барабанной полости и в носоглотке. Во время глотания или зевания давление в глотке и барабанной полости выравнивается. В результате улучшаются условия для вибрации барабанной перепонки, и мы слышим лучше.
За средним ухом начинается внутреннее ухо, расположенное в глубине височной кости черепа. Оно представляет собой систему лабиринта, в состав которого входит улитка. Она имеет вид спирально изогнутого канала, имеющего 2,5 завитка. Двумя мембранами (вестибулярной и основной) канал делится на верхнюю, среднюю и нижнюю лестницы, заполненные особыми жидкостями.
На основной мембране расположен звуковоспринимающий аппарат - Кортиев орган с волосковыми рецепторными клетками.
Как же мы воспринимаем звуки? Воздушные звуковые волны попадают через наружный слуховой проход на барабанную перепонку и приводят ее в движение. Колебания барабанной перепонки передаются слуховым косточкам. Работая, как рычаги, косточки усиливают звуковые волны и сообщают их улитке. В ней колебания передаются с помощью жидкостей с верхней на нижнюю лестницы. Это влечет за собой изменение положения рецепторных волосковых клеток Кортиева органа и в них возникает возбуждение.
От рецепторных клеток возбуждение передается по слуховому нерву в слуховые зоны височных долей коры больших полушарий головного мозга . Здесь осуществляется распознавание звуков, и формируются соответствующие ощущения.
Это интересно. Для высших животных характерен бинауральный слух (от лат. bini - два, auris - ухо) - улавливание звука двумя ушами. Звуковые колебания, идущие сбоку, доходят до одного уха чуть раньше, чем до другого. Благодаря этому время поступления в центральную нервную систему импульсов от правого и левого уха различается, что и дает возможность с высокой точностью определять местоположение источника звука.
Если у человека одно ухо не слышит, то он определяет направление звука вращением головы, пока звук не окажется наиболее четко различимым здоровым ухом.
Самый высокий звук, который способен услышать человек, находится в пределах 20 000 колебаний в секунду (Гц), самый низкий - 12-14 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22 000 гц, у пожилых людей - около 15 000 гц.
У многих позвоночных верхняя граница слуха выше, чем у человека. У собак, например, она доходит до 38 000 гц, у кошек - 70 000 гц, а у летучих мышей - 100 000 гц и выше.
Гигиена слуха
Несмотря на то что основные элементы слуховой сенсорной системы находятся глубоко в височной кости черепа, для сохранения хорошего слуха необходимо соблюдать некоторые гигиенические правила. В наружном слуховом проходе могут скапливаться грязь и ушная сера. Они вызывают раздражение и зуд, ухудшают слышимость. Ни в коем случае нельзя извлекать серу из ушей спичкой, карандашом или булавкой. Эти действия могут привести к повреждению барабанной перепонки.
В холодную и ветреную погоду необходимо беречь уши от переохлаждения. При инфекционных заболеваниях (ангина, грипп, корь и др.) микроорганизмы из носоглотки с носовой слизью попадают через слуховую трубу в среднее ухо и могут вызвать его воспаление (отит). При болях в ухе нужно немедленно обратиться к врачу.
Шум, громкие резкие звуки вредны для слуха. Если человек долго подвергается воздействию шума, у него может снизиться острота слуха. Серьезную опасность для слуха представляет систематическое использование наушников для прослушивания музыки. Нежелательно пользоваться наушниками на ходу, поскольку человек в этот момент изолирован от внешних раздражителей и не может своевременно среагировать, например, на приближающийся автомобиль. Чрезмерно интенсивные звуки ускоряют наступление утомления, приводят к развитию бессонницы.
С помощью сенсорных систем, или анализаторов, человек получает информацию об окружающем его мире.
Вы познакомились со строением и функциями ряда анализаторов. Все они организованы по единому принципу: рецепторы, проводники и аналитический центр в коре головного мозга. Рецепторы каждой сенсорной системы специализируются на восприятии определенных раздражителей, точнее энергии этих раздражителей, и обладают высокой чувствительностью именно к ним. Раздражитель (свет, звук, температура и т. д.) вызывает возбуждение рецепторов, которое по нервным волокнам поступает к коре больших полушарий, где проводится его окончательный анализ и формируется образ раздражителя - ощущение.
Сенсорные системы взаимодействуют друг с другом. Благодаря этому границы восприятия внешнего мира существенно расширяются. Получаемая с помощью анализаторов информация обеспечивает психическую деятельность и поведение человека.
