57. Слуховой и вестибулярный анализаторы

Определения и обозначения

Слуховой анализатор — система, которая воспринимает звуковые колебания, проводит нервные импульсы и обеспечивает их распознавание в коре головного мозга. Он нужен не только для того, чтобы услышать звук: мозг должен получить сигнал и определить, что именно звучит. В работе системы участвуют рецепторы внутреннего уха, нервные пути и участок коры.

Вестибулярный анализатор — система восприятия положения тела, направления движения и изменений равновесия. Благодаря ему человек замечает наклон, ускорение или вращение, даже если не смотрит на своё тело. Полученные сведения помогают мозгу управлять позой и согласовывать движения.

Вестибулярный аппарат — часть внутреннего уха, включающая полукружные каналы, маточку и мешочек с рецепторами равновесия. Это место, где улавливаются некоторые виды движения и изменение положения головы. Рецепторы аппарата передают мозгу информацию, необходимую для сохранения устойчивости.

Слуховой путь — последовательность структур, по которым возбуждение от рецепторов улитки поступает в слуховую зону коры больших полушарий. Иначе говоря, это маршрут нервного сигнала от внутреннего уха к мозгу. Он нужен, чтобы сведения о звуке дошли до участка, который позволяет распознать его свойства.

Как это устроено

Звуковые волны улавливает ушная раковина и направляет в наружный слуховой проход. По нему колебания доходят до барабанной перепонки и заставляют её вибрировать. Если бы волны не направлялись внутрь уха, их воздействие на перепонку было бы слабее. Поэтому наружное ухо собирает звук и передаёт его следующему отделу.

Колебания перепонки переходят на три слуховые косточки: молоточек, наковальню и стремечко. Их цепочка передаёт воздействие дальше и усиливает его, чтобы оно могло привести в движение жидкость внутреннего уха. Слуховая труба выполняет другую задачу: она соединяет среднее ухо с носоглоткой и помогает выравнивать давление по обе стороны перепонки. При заметной разнице давления перепонке труднее свободно колебаться, и слух может временно ухудшиться.

Стремя давит на границу внутреннего уха и передаёт колебания жидкости, находящейся в улитке. Движение жидкости воздействует на чувствительные волосковые клетки — рецепторы слуха. Когда их волоски отклоняются, механическое воздействие превращается в нервное возбуждение. Значит, звук становится нервным сигналом не в наружном ухе и не в косточках, а в рецепторных клетках улитки.

От рецепторов возбуждение идёт по слуховому нерву и другим участкам слухового пути к слуховой зоне височной доли коры больших полушарий. Слуховой нерв проводит сигнал, но сам не распознаёт услышанное. В коре мозг различает высоту, силу и тембр звука: например, сопоставляет громкость и особенности звучания голоса. Поэтому осознанное восприятие зависит от работы центрального отдела анализатора.

Полукружные каналы расположены в разных направлениях и реагируют на вращение головы. При повороте или раскручивании жидкость внутри них смещается и воздействует на рецепторы. Маточка и мешочек чувствуют положение головы относительно силы тяжести и прямолинейные ускорения, например начало движения вперёд. Разделение функций позволяет мозгу оценивать разные виды движения, а затем поддерживать равновесие и согласовывать работу мышц.

Сравнение слухового и вестибулярного анализаторов

Сравнивайте анализаторы по строкам: так видно, какие раздражители и рецепторы у них различаются. Общий принцип у них один — рецепторы создают нервное возбуждение, которое поступает в центральные отделы. Но воспринимаемая информация и задачи этих систем разные.

Разбор задач

Задача 1. Расположите в правильной последовательности структуры, через которые проходит звуковое воздействие: слуховая зона коры, барабанная перепонка, слуховые косточки, слуховой нерв, улитка, наружный слуховой проход. Нужно проследить путь от места, куда сначала попадает звук, до участка мозга, где он распознаётся. Важно не перепутать путь колебаний и путь нервного сигнала.

1. Сначала звук проходит по наружному слуховому проходу и вызывает колебания барабанной перепонки.
2. От перепонки колебания передаются слуховым косточкам, а затем — улитке внутреннего уха.
3. В улитке рецепторы превращают механическое воздействие в нервные импульсы. Импульсы идут по слуховому нерву к слуховой зоне коры.

Ответ: наружный слуховой проход → барабанная перепонка → слуховые косточки → улитка → слуховой нерв → слуховая зона коры. Сначала передаются звуковые колебания, а после улитки — нервный сигнал. Именно поэтому слуховой нерв стоит после улитки.

Задача 2. Определите, какие рецепторные структуры возбуждаются при вращении человека на месте и какие — при наклоне головы вперёд. Нужно сопоставить каждое движение с тем, на какое воздействие настроена соответствующая часть аппарата. Не следует считать, что все рецепторы внутреннего уха воспринимают одно и то же.

1. Вращение — это угловое движение головы или тела. Его воспринимают рецепторы полукружных каналов.
2. Наклон головы вперёд меняет её положение относительно силы тяжести. На такое изменение реагируют рецепторы маточки и мешочка.
3. Проверьте различие: вращение связано с каналами, а положение головы — с маточкой и мешочком.

Ответ: при вращении возбуждаются рецепторы полукружных каналов, при наклоне головы вперёд — рецепторы маточки и мешочка. Они сообщают мозгу сведения о разных характеристиках движения. Поэтому для ответа нужно определить не просто движение, а его вид.

Задача 3. После резкой остановки вращения человеку некоторое время кажется, что он продолжает двигаться, и у него возникает головокружение. Чтобы объяснить явление, проследите, что происходит с жидкостью полукружных каналов при остановке тела. Затем свяжите это движение с сигналами рецепторов и ощущением человека.

1. Во время вращения жидкость в полукружных каналах движется вместе с изменением положения головы.
2. При резкой остановке тела жидкость не останавливается мгновенно и некоторое время продолжает смещаться по инерции.
3. Движущаяся жидкость раздражает рецепторы, поэтому мозг получает сигнал, похожий на сигнал продолжающегося вращения.

Ответ: инерционное движение жидкости временно возбуждает вестибулярные рецепторы после остановки. Из-за несоответствия между реальным покоем и сигналом аппарата возникает ощущение движения и головокружение. Постепенно жидкость успокаивается, и это ощущение проходит.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что звук воспринимает только наружное ухо. Так можно подумать, потому что именно ушная раковина первой встречает звуковые волны, но она лишь направляет их к перепонке. Превращение механических колебаний в нервные импульсы происходит в улитке. Проверьте себя вопросом: где находятся слуховые рецепторные клетки?

Ошибка: путать функции слуховой трубы и слуховых косточек. Косточки передают и усиливают колебания, а труба помогает выровнять давление по обе стороны барабанной перепонки. Путаница возникает потому, что обе структуры относятся к среднему уху. Для самопроверки назовите отдельно, что делает каждая из них.

Ошибка: утверждать, что все отделы вестибулярного аппарата воспринимают одинаковое движение. Полукружные каналы реагируют на вращение, а маточка и мешочек — на положение головы, силу тяжести и прямолинейные ускорения. Смешение функций обычно связано с тем, что все эти структуры участвуют в равновесии. Проверьте ответ, уточнив, идёт ли речь о вращении или о наклоне и ускорении.

Ошибка: называть улитку или слуховой нерв местом анализа звука. В улитке возникает нервное возбуждение, а слуховой нерв проводит его к мозгу, но распознавание происходит в слуховой зоне коры. Ошибка появляется, если не различать приём сигнала, его проведение и обработку. Чтобы проверить себя, проследите весь путь от рецептора до центрального отдела.

Связь с другими темами

Для понимания работы анализаторов пригодятся знания о нервной системе, рецепторах и нервных импульсах. Рецептор воспринимает раздражение, а нервный импульс передаёт сведения в центральную нервную систему. Понятие рефлекса помогает увидеть, как организм отвечает на полученную информацию.

Знания о звуковых волнах из физики объясняют, почему барабанная перепонка колеблется, а колебания передаются через слуховые косточки. Изменения давления и движения жидкости помогают связать внешнее звучание с работой рецепторов улитки. Так становится понятнее, как физическое воздействие превращается в сигнал для нервной системы.

Тема связана с гигиеной слуха, нарушениями равновесия и профилактикой заболеваний уха. Понимание устройства анализаторов помогает осмысленно относиться к защите слуха и замечать, что головокружение может быть связано с работой вестибулярной системы. При стойких нарушениях слуха или равновесия необходима помощь врача.

Что запомнить

• Слуховой анализатор включает рецепторный, проводниковый и центральный отделы.
• Звуковые колебания проходят через наружное и среднее ухо к улитке внутреннего уха.
• В улитке механическое воздействие превращается в нервные импульсы.
• Слуховая зона коры распознаёт свойства звука.
• Полукружные каналы воспринимают вращательные движения.
• Маточка и мешочек воспринимают положение головы и прямолинейные ускорения.
• Вестибулярный анализатор участвует в поддержании равновесия и координации движений.