§ 47. Орган слуха. Слуховой анализатор

Определения и обозначения

Орган слуха — совокупность наружного, среднего и внутреннего уха, воспринимающая звуковые колебания. Его отделы выполняют разные задачи: улавливают звук, передают колебания и помогают превратить их в сигналы для мозга. Поэтому ушная раковина сама по себе не составляет весь орган слуха.

Слуховой анализатор — система, включающая слуховые рецепторы, слуховой нерв и участки коры больших полушарий, где возникает слуховое ощущение. Анализатор объединяет не только ухо, но и нервные пути, по которым информация доходит до мозга. Это понятие помогает проследить весь путь от звука до его распознавания.

Улитка — спирально закрученная часть внутреннего уха, содержащая слуховые рецепторы. Внутри неё находится жидкость, движение которой связано с поступающими механическими колебаниями. Улитка нужна для того, чтобы воздействие звука могло повлиять на рецепторные клетки.

Слуховые рецепторы — волосковые клетки, преобразующие колебания жидкости во внутреннем ухе в нервные импульсы. Они воспринимают механическое воздействие и запускают сигнал, который может передаваться по нерву. Без их работы мозг не получил бы звуковую информацию в форме нервных импульсов.

Как это устроено

Звуковая волна сначала достигает ушной раковины, которая помогает собирать звук и направлять его в наружный слуховой проход. Так волны доходят до барабанной перепонки, а не распространяются сразу ко всем частям уха одинаково. Перепонка начинает колебаться под действием звуковых волн.

Колебания перепонки передаются цепочке слуховых косточек: молоточку, наковальне и стремечку. Косточки соединены так, что передают движение дальше и усиливают его, помогая передать звук из воздуха к внутреннему уху. Евстахиева труба соединяет среднее ухо с носоглоткой и помогает выравнивать давление по обе стороны перепонки; при перепаде давления равновесие восстанавливается не всегда мгновенно.

Основание стремени передаёт колебания во внутреннее ухо, где они вызывают движение жидкости в улитке. Жидкость нужна как среда, через которую механическое воздействие распространяется к рецепторным клеткам. Поэтому звук на этом этапе ещё не становится нервным импульсом: сначала продолжается передача движения внутри улитки.

Волосковые клетки улитки реагируют на движение жидкости: их волоски отклоняются, и в клетках возникает возбуждение. В результате механическое воздействие преобразуется в нервные импульсы, то есть сигналы, которые передаются нервной системой. Именно рецепторы, а не барабанная перепонка или косточки, выполняют это преобразование.

Импульсы проходят от рецепторов по слуховому нерву к слуховой зоне коры больших полушарий. Нерв служит путём передачи, а кора принимает сигналы и анализирует их. Благодаря этой обработке мозг различает высоту, громкость и тембр звука и формирует слуховое ощущение.

Отделы органа слуха и их функции

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить путь звука от его улавливания до обработки мозгом. Столбец «Что происходит со звуком» показывает последовательные изменения сигнала, а последний столбец кратко называет назначение каждого отдела. Так можно отличить передачу колебаний от их восприятия и анализа.

Разбор задач

Путь звуковой волны

Условие. Проследите путь звуковой волны от ушной раковины до слуховой зоны коры больших полушарий. Нужно указать последовательность частей уха и нервного пути, не перепутав передачу колебаний с их анализом. Запишем путь по порядку.

1. Ушная раковина улавливает звук и направляет его в наружный слуховой проход.
2. Волны достигают барабанной перепонки и вызывают её колебания; слуховые косточки передают колебания стремени.
3. Стремя передаёт движение во внутреннее ухо, где жидкость улитки воздействует на волосковые клетки.
4. Рецепторы создают нервные импульсы, которые идут по слуховому нерву к слуховой зоне коры.

Ответ. Последовательность такова: ушная раковина, слуховой проход, барабанная перепонка, слуховые косточки, улитка, волосковые клетки, слуховой нерв, слуховая зона коры. В коре сигнал анализируется, и возникает слуховое ощущение. Рецепторы расположены в улитке, а нерв только проводит импульсы.

Заложенность ушей при перепаде давления

Условие. Объясните, почему во время резкого изменения высоты в самолёте может появиться ощущение заложенности ушей. Для ответа нужно связать давление с барабанной перепонкой и работой евстахиевой трубы. Важно отличать временное нарушение равновесия давления от повреждения рецепторов.

1. При изменении внешнего давления давление в среднем ухе может некоторое время оставаться прежним.
2. Из-за разницы давлений барабанная перепонка натягивается иначе и хуже свободно колеблется.
3. Евстахиева труба помогает воздуху попасть в среднее ухо или выйти из него, выравнивая давление.

Ответ. Уши закладывает из-за временной разницы давления по сторонам барабанной перепонки. Когда евстахиева труба помогает его выровнять, неприятное ощущение обычно ослабевает. Значит, причина связана с передачей колебаний в среднем ухе, а не с работой слуховой зоны коры.

Громкий звук и волосковые клетки

Условие. Определите, что может произойти при повреждении волосковых клеток улитки и почему длительное воздействие громкого звука опасно. Сравните это с нарушением проведения сигнала по слуховому нерву или его обработки в коре. Такое сравнение помогает понять, на каком этапе нарушена работа анализатора.

1. Вспомните, что волосковые клетки воспринимают движение жидкости и превращают воздействие в нервные импульсы.
2. Если клетки повреждены, рецепторный отдел хуже создаёт сигналы, поэтому некоторые звуки могут восприниматься слабее.
3. При нарушении нерва сигнал хуже проводится, а при нарушении работы коры затрудняется его анализ; это другие этапы пути.

Ответ. Повреждение волосковых клеток может привести к снижению слуха, потому что рецепторы хуже преобразуют колебания в импульсы. Длительный громкий звук опасен сильным воздействием на эти клетки. При повреждении нерва или нарушении анализа в коре страдает соответственно проведение или обработка сигнала, а не сам рецепторный этап.

Типичные ошибки

Ошибка — считать ушную раковину единственным органом слуха. Так думают, потому что её часть уха легко увидеть, а остальные отделы скрыты. Проверка простая: назовите все три отдела — наружное, среднее и внутреннее ухо — и проследите, какую роль выполняет каждый.

Ошибка — называть слуховые косточки рецепторами. Их можно перепутать с рецепторами, потому что они участвуют в передаче звука, но косточки только проводят и усиливают механические колебания. Проверьте себя вопросом: какие клетки преобразуют движение жидкости в нервные импульсы? Это волосковые клетки улитки.

Ошибка — утверждать, что нервный импульс возникает в барабанной перепонке. Перепонка колеблется и передаёт движение косточкам, поэтому её легко принять за место преобразования звука. Чтобы проверить ответ, проследите цепочку до улитки: именно там волосковые клетки превращают механическое воздействие в импульсы.

Ошибка — путать слуховой нерв со слуховой зоной коры. Оба связаны с нервными сигналами, но нерв переносит импульсы, а кора анализирует их и формирует слуховое ощущение. Проверьте себя, разделив путь на два действия: сигнал сначала проводится, затем обрабатывается мозгом.

Связь с другими темами

Для понимания слуха пригодятся знания о нервной системе, рецепторах и нервном импульсе. Рефлекторная дуга тоже помогает представить, как сигнал проходит от воспринимающей структуры по нервным путям, хотя слуховое ощущение формируется благодаря анализу в коре. Эти понятия объясняют, почему одного уха недостаточно для осознанного восприятия звука.

Нужно также представлять, что звук распространяется как колебания, а его свойства связаны с частотой и амплитудой. Частота связана с высотой звука, а амплитуда — с его громкостью. Позже знания об анализаторах помогут изучать орган равновесия, гигиену органов чувств и профилактику нарушений слуха.

Что запомнить

• Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
• Наружное ухо улавливает и направляет звуковые волны.
• Слуховые косточки среднего уха передают и усиливают колебания.
• В улитке механические колебания превращаются в нервные импульсы.
• Слуховые рецепторы находятся во внутреннем ухе.
• Слуховое ощущение формируется в слуховой зоне коры больших полушарий.