§ 51. Слуховой анализатор

Определения и обозначения

Слуховой анализатор — система, которая воспринимает звуковые раздражения, проводит нервные импульсы и обеспечивает их анализ в мозге. Это не только ухо: в работу включены также нервные пути и участок коры головного мозга. Благодаря анализатору звуковое воздействие становится осмысленным сигналом.

Наружное ухо — ушная раковина и наружный слуховой проход, которые улавливают и направляют звуковые волны к барабанной перепонке. Ушная раковина собирает звук, а проход ведёт его внутрь. Так звуковые колебания достигают перепонки, с которой начинается их дальнейшая передача.

Среднее ухо — полость с тремя слуховыми косточками, передающими колебания от барабанной перепонки к внутреннему уху. Косточки образуют цепочку и помогают передать движение к овальному окну. Без этой передачи колебания хуже достигали бы жидкости улитки.

Кортиев орган — рецепторный аппарат улитки, где колебания жидкости преобразуются в нервные импульсы. В нём находятся чувствительные волосковые клетки. Они нужны, чтобы перевести механическое движение в сигнал, который может проводить нервная система.

Как это устроено

Звуковая волна сначала попадает на ушную раковину, которая собирает её и направляет в слуховой проход. Проход ведёт звук к барабанной перепонке, потому что для передачи колебаний сначала нужно привести в движение эту тонкую перегородку. В ответ на звук перепонка начинает колебаться. Так воздушные колебания становятся механическим движением, которое может передаваться дальше.

Колебания перепонки переходят на три слуховые косточки среднего уха. Они передают и усиливают движение, а затем доводят его до овального окна внутреннего уха. Усиление важно потому, что дальше колебаться должна жидкость улитки, а не воздух. Если движение не передать достаточно эффективно, воздействие на рецепторы станет слабее.

Овальное окно передаёт колебание жидкости, заполняющей улитку. Движущаяся жидкость воздействует на чувствительные волосковые клетки кортиева органа. Клетки расположены так, чтобы реагировать на это механическое раздражение. Именно поэтому движение, возникшее во внешней среде, может вызвать ответ рецепторного аппарата.

Когда волосковые клетки возбуждаются, их ответ преобразуется в нервные импульсы. Это и есть переход от механического колебания к сигналу для нервной системы. Затем слуховой нерв проводит импульсы к слуховой зоне коры височной доли. Если нарушена работа рецепторов или нерва, передача информации в мозг тоже нарушается.

В коре головного мозга сигналы анализируются, поэтому человек не просто ощущает воздействие, а различает свойства звука. Мозг помогает определить высоту и громкость, а также тембр — характерную окраску звучания. Благодаря анализу человек может узнавать знакомые звуки и распознавать речь. Значит, для полноценного слуха нужны и работа уха, и обработка сигнала мозгом.

Отделы слухового анализатора и их функции

В таблице удобно проследить, где сигнал воспринимается, где проводится и где анализируется. Если нужно найти возможное место нарушения слуха, сравните функцию каждой части с её структурами. Последняя строка показывает полный путь сигнала от уха до коры.

Разбор задач

Задача 1. Проследите путь звуковых колебаний от ушной раковины до рецепторных клеток. Нужно расположить структуры по порядку и показать, где колебания попадают во внутреннее ухо. Удобнее идти от наружного уха к среднему, а затем к улитке. Так не перепутаются органы, которые улавливают звук, и рецепторы.

1. Начинаем с ушной раковины: она собирает звуковые волны. Затем волны идут по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке. Перепонка начинает колебаться под действием звука.

2. От перепонки движение переходит на слуховые косточки среднего уха. Косточки передают и усиливают колебания, направляя их к овальному окну. Это окно находится на границе со внутренним ухом.

3. Колебания овального окна приводят в движение жидкость улитки. Движение жидкости раздражает волосковые клетки кортиева органа. На этом заканчивается путь колебаний до рецепторных клеток.

Ответ. Путь проходит так: ушная раковина → слуховой проход → барабанная перепонка → слуховые косточки → овальное окно → жидкость улитки → волосковые клетки кортиева органа. Следует помнить, что до клеток передаются именно механические колебания. Нервные импульсы возникают уже при возбуждении рецепторов.

Задача 2. Объясните, почему повреждение слуховых косточек может ухудшить слух, даже если улитка не повреждена. Здесь нужно выяснить, достаточно ли исправности рецепторов для восприятия звука. Проследим, что должно произойти до того, как жидкость улитки начнёт двигаться. Это отделит проведение колебаний от их преобразования рецепторами.

1. Звуковая волна вызывает колебания барабанной перепонки. Чтобы они достигли внутреннего уха, движение должно передаться через цепь слуховых косточек. Косточки также усиливают колебания.

2. Если косточки повреждены, передача становится нарушенной или менее эффективной. Поэтому овальное окно может двигаться слабее, а жидкость улитки — колебаться недостаточно. Даже здоровые рецепторы в таком случае получают меньшее раздражение.

3. Улитка может оставаться неповреждённой, но сигнал до её волосковых клеток всё равно будет доходить хуже. Значит, проблема возникает на этапе проведения механических колебаний, до превращения их в нервные импульсы. Именно поэтому слух способен ухудшиться.

Ответ. Повреждение косточек нарушает передачу колебаний к внутреннему уху. Рецепторы улитки сохраняются, но могут недостаточно возбуждаться из-за слабого движения жидкости. Следовательно, исправность улитки сама по себе не гарантирует нормальный слух.

Задача 3. У человека повреждены волосковые клетки улитки, но барабанная перепонка и слуховые косточки работают. Какой этап слухового восприятия нарушится? Важно отдельно проверить проведение звука и работу рецепторов. Условие сообщает, что наружная передача колебаний к внутреннему уху сохранена.

1. Барабанная перепонка может колебаться под действием звука. Слуховые косточки передают это движение к овальному окну, а затем возникает движение жидкости в улитке. Значит, этап проведения колебаний не является главным нарушением в условии.

2. Далее жидкость должна раздражать волосковые клетки кортиева органа. Эти клетки преобразуют механическое воздействие в нервные импульсы. Если они повреждены, преобразование происходит неправильно или не происходит.

3. При этом слуховой нерв не получает обычного сигнала от рецепторов. Значит, нарушается не само проведение звуковых колебаний косточками, а рецепторный этап — создание нервных импульсов. После этого анализировать полноценную информацию мозгу сложнее.

Ответ. Нарушится преобразование колебаний жидкости в нервные импульсы. Барабанная перепонка и косточки могут проводить звук, но повреждённые волосковые клетки не смогут нормально передать информацию нервной системе. Это пример того, почему проведение звука и его восприятие рецепторами — разные этапы.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что звук воспринимает только ухо. Так думают, потому что именно ухо первым встречает звуковые волны, но распознавание сигналов происходит в центральной части анализатора — коре головного мозга. Проверьте себя вопросом: достаточно ли уху уловить звук, чтобы узнать речь? Нет, сигнал должен дойти до мозга и быть там проанализирован.

Ошибка: путать слуховые косточки с рецепторами. Косточки находятся в среднем ухе и передают колебания, а волосковые рецепторные клетки расположены в улитке. Их легко смешать, потому что обе структуры участвуют в одном пути звука. Проверка простая: косточки перемещают колебания, рецепторы преобразуют их в нервные импульсы.

Ошибка: считать, что слуховой нерв переносит звуковые волны. Возможно, путаница возникает из-за слова «слуховой» и связи нерва со звуком. На самом деле звук вызывает колебания, а по нерву к мозгу идут нервные импульсы. Чтобы проверить себя, назовите, что именно достигает коры: это не волна, а нервный сигнал.

Ошибка: смешивать наружное и среднее ухо. Обе части находятся до внутреннего уха и связаны с передачей звука, поэтому их функции могут казаться одинаковыми. Наружное ухо улавливает звук и направляет его к перепонке, а среднее передаёт движение слуховыми косточками. Проверьте последовательность: сначала звук направляется проходом, затем колебания передаются косточками.

Связь с другими темами

Для понимания слуха нужно знать строение нервной системы, а также значения понятий «рецептор» и «нервный импульс». Рецептор воспринимает раздражение, а импульс передаёт информацию по нервным путям. Эти понятия связывают работу уха с тем, как нервная система получает сигналы.

Тема пригодится при изучении других анализаторов и органов чувств: у них тоже есть структуры, воспринимающие раздражение, пути передачи и центральные отделы. Она связана и с условными рефлексами, потому что мозг использует полученную информацию для ответных действий. Знание строения слуха также помогает разбираться в правилах гигиены слуха и причинах его повреждения.

Что запомнить

• Слуховой анализатор состоит из периферической, проводниковой и центральной частей.
• Ушная раковина улавливает звук и направляет его в слуховой проход.
• Барабанная перепонка и слуховые косточки передают колебания во внутреннее ухо.
• В улитке колебания жидкости раздражают волосковые рецепторные клетки.
• Слуховой нерв проводит импульсы к слуховой зоне коры височной доли.
• Слух помогает различать звуки и воспринимать речь.