§ 54. Органы слуха и равновесия. Их анализаторы

Определения и обозначения

Слуховой анализатор — система, которая воспринимает звуковые колебания и позволяет различать звуки. Он состоит из рецепторной части, проводящих нервных путей и центрального отдела в мозге. Рецепторы получают раздражение, нервы доставляют сигналы, а мозг создаёт слуховое ощущение. Все части нужны, чтобы звук не просто достиг уха, а был распознан.

Вестибулярный анализатор — система, которая воспринимает положение тела и его движение в пространстве. Её сигналы помогают понять, наклонена ли голова и меняется ли её положение. Информация поступает в мозг, чтобы тот мог вовремя скорректировать позу и движения. Благодаря этому человек сохраняет равновесие при ходьбе и поворотах.

Кортиев орган — чувствительная структура, расположенная внутри улитки внутреннего уха. В нём находятся рецепторные клетки, которые воспринимают колебания жидкости и преобразуют их в нервные импульсы. Это необходимо, потому что механическое колебание само по себе ещё не является сигналом, понятным мозгу. Далее импульсы передаются по слуховому нерву.

Вестибулярный аппарат — часть внутреннего уха, включающая преддверие и полукружные каналы. Их рецепторы реагируют на положение головы и её движения. Преддверие и каналы дают мозгу разные сведения о положении и перемещении тела. Совместная работа этих структур помогает управлять позой и не терять равновесие.

Как это устроено

Звуковая волна сначала попадает в ушную раковину, которая улавливает её и направляет в слуховой проход. В конце прохода находится барабанная перепонка: звуковое давление заставляет её колебаться. Перепонка связана со слуховыми косточками среднего уха, поэтому её движения передаются дальше. Косточки усиливают и проводят колебания к внутреннему уху, а не воспринимают звук как рецепторы.

Во внутреннем ухе колебания передаются жидкостям улитки. Из-за их движения раздражаются чувствительные клетки кортиева органа, связанные с тонкими структурами улитки. Возбуждение клеток превращается в нервные импульсы — именно такой сигнал может передаваться нервной системой. По слуховому нерву импульсы идут в мозг, где обрабатываются и становятся слуховым ощущением.

Положение головы воспринимают рецепторы преддверия, а движение — также рецепторы полукружных каналов. Когда голова меняет положение или поворачивается, меняется воздействие на эти чувствительные структуры. Рецепторы отвечают нервными сигналами, которые поступают в центральную нервную систему. Так мозг получает сведения о движении и положении головы, а не только о звуках.

Чтобы удержаться на ногах, мозгу недостаточно одного сигнала от внутреннего уха. Он сопоставляет сведения вестибулярного аппарата с тем, что видят глаза, и с сигналами от мышц, сообщающими об их положении и напряжении. Если эти сведения указывают на потерю устойчивости, мозг меняет работу мышц и корректирует позу. Такое согласование помогает сохранять равновесие и выполнять движения точнее.

Слуховые рецепторы чувствительны, поэтому чрезмерно сильные или длительные колебания могут нарушить их работу. При повреждении клеток кортиева органа хуже преобразуется звук в нервные импульсы, хотя наружное и среднее ухо могут проводить колебания. Повреждение других структур внутреннего уха тоже способно ухудшить слух. Поэтому громкий шум опасен не только неприятными ощущениями: он может повредить звуковоспринимающую часть уха.

Сравнение слухового и вестибулярного анализаторов

Сравнивайте анализаторы по тому, что они воспринимают и где находятся их рецепторы: так легче не перепутать слух с равновесием. Строка о структурах показывает, что звук проходит через разные отделы уха, а вестибулярные сигналы возникают во внутреннем ухе. Последняя строка связывает полученную информацию с её значением для организма.

Разбор задач

1. Путь звукового сигнала

Условие. Нужно проследить путь звука от ушной раковины до участка мозга, где формируются слуховые ощущения. При ответе важно не пропустить ни проведение колебаний, ни их преобразование в нервный сигнал. Для этого разделим путь на последовательные этапы.

1. Ушная раковина улавливает звуковые волны и направляет их по слуховому проходу к барабанной перепонке.
2. Перепонка колеблется, а слуховые косточки среднего уха передают колебания жидкостям внутреннего уха, в улитку.
3. Рецепторные клетки кортиева органа превращают раздражение в импульсы, которые по слуховому нерву идут в центральный отдел слухового анализатора мозга.

Ответ. Путь проходит от ушной раковины через слуховой проход, барабанную перепонку и слуховые косточки к улитке. Затем сигнал воспринимают рецепторы кортиева органа, а слуховой нерв проводит импульсы в мозг. Там формируется слуховое ощущение.

2. Повреждение кортиева органа

Условие. Барабанная перепонка человека цела, но кортиев орган повреждён. Нужно объяснить, почему слух всё равно может снизиться. Для этого различим проведение колебаний и работу рецепторов.

1. Целая барабанная перепонка может колебаться под действием звука и передавать колебания слуховым косточкам.
2. Косточки проводят их к внутреннему уху, но сами не превращают механическое движение в нервный импульс.
3. При повреждении кортиева органа рецепторы хуже воспринимают колебания или преобразуют их в импульсы, поэтому мозг получает ослабленный сигнал.

Ответ. Целостность перепонки обеспечивает только один участок проведения звука. Если рецепторные клетки кортиева органа повреждены, преобразование колебаний нарушается, и слух может снизиться даже при исправной перепонке.

3. Быстрый поворот головы

Условие. Человек быстро поворачивает голову, но сохраняет равновесие. Нужно определить, какие структуры замечают поворот и как организм использует эти сведения. Проследим путь сигнала от рецепторов до ответа тела.

1. Движение головы изменяет воздействие на рецепторы полукружных каналов внутреннего уха; сведения о положении также связаны с работой рецепторов преддверия.
2. Рецепторы создают нервные сигналы и передают их в центральную нервную систему.
3. Мозг сопоставляет их со зрительной информацией и сигналами от мышц, затем согласует работу мышц, чтобы поддержать позу и движения.

Ответ. Поворот воспринимают рецепторы вестибулярного аппарата, в том числе полукружных каналов. Мозг использует поступившие сигналы вместе со зрительной и мышечной информацией и корректирует движения, поэтому человек может сохранить равновесие.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что звук воспринимает ушная раковина. Её роль — улавливать волны и направлять их в слуховой проход, поэтому её легко принять за главный орган слуха. Но рецепторы находятся в кортиевом органе улитки. Проверьте себя вопросом: какая структура превращает колебания в нервные импульсы?

Ошибка: называть слуховые косточки рецепторами. Косточки передают колебания от барабанной перепонки к внутреннему уху, но не создают нервный сигнал. Путаница возникает потому, что они участвуют в передаче звука. Чтобы проверить ответ, отделите механическое проведение от преобразования раздражения рецепторными клетками.

Ошибка: связывать равновесие только с полукружными каналами. Так думают, потому что каналы особенно важны при движении головы. Однако положение воспринимают также структуры преддверия, а мозг сопоставляет вестибулярные сигналы со зрением и сведениями от мышц. Проверьте себя: назвали ли вы обе части аппарата и учли ли другие источники информации?

Ошибка: относить слуховой нерв к среднему уху. В среднем ухе находятся слуховые косточки, а нерв проводит импульсы от рецепторов к центральной нервной системе. Их можно спутать, если объединить все звенья пути звука. Проверьте себя, спросив, передаёт ли структура колебания или нервные импульсы.

Связь с другими темами

Для понимания анализаторов нужны знания об основных отделах нервной системы, рецепторах и нервном импульсе. Рецептор воспринимает раздражение, а нервный путь передаёт информацию в центральную нервную систему. Тема связана с изучением органов чувств и рефлексов: сигнал от рецептора может запускать ответ организма. Эти знания пригодятся при разборе координации движений и способов сохранения здоровья.

Что запомнить

• Слуховые рецепторы расположены в кортиевом органе улитки.
• Звуковые колебания проходят через наружное и среднее ухо к внутреннему уху.
• Слуховой анализатор включает рецепторы, проводящие нервные пути и центральный отдел.
• Вестибулярный аппарат воспринимает положение головы и её движения.
• Вестибулярные сигналы помогают мозгу поддерживать равновесие и координировать движения.
• Сильный и длительный шум может повредить слух.