14. Анализатор слуха и равновесия

Определения и обозначения

Слуховой анализатор — система, которая воспринимает звуковые сигналы и обрабатывает их. В неё входят слуховые рецепторы, нервные пути и слуховая зона коры больших полушарий. Рецепторы обнаруживают воздействие, нервные пути доставляют сигналы, а кора участвует в распознавании звука.

Орган слуха — ухо, в котором звуковые колебания преобразуются в нервные импульсы. Ухо состоит из наружного, среднего и внутреннего отделов, каждый из которых участвует в передаче или восприятии звука. Такое разделение помогает проследить путь колебаний от окружающей среды к нервной системе.

Вестибулярный аппарат — часть внутреннего уха, воспринимающая положение и движения головы. Он сообщает нервной системе, меняет ли человек положение или движется. Эти сведения нужны, чтобы согласовывать движения и сохранять равновесие.

Слуховые рецепторы — чувствительные волосковые клетки внутреннего уха, которые превращают колебания жидкости в нервные импульсы. Они находятся в улитке и реагируют на движение жидкости, возникающее при передаче звука. Без работы этих клеток колебания не стали бы сигналами, которые может обработать мозг.

Как это устроено

Сначала звуковая волна попадает в ушную раковину и направляется в слуховой проход. Так наружное ухо собирает звук и проводит его к барабанной перепонке. Дойдя до неё, волна заставляет перепонку колебаться, потому что она отделяет слуховой проход от среднего уха и реагирует на изменения давления воздуха.

За перепонкой находятся соединённые между собой слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Колебания перепонки приводят их в движение, а косточки передают это движение дальше, к внутреннему уху. Они также усиливают колебания: это помогает передать энергию звука от воздуха к жидкости улитки, которую труднее раскачать напрямую.

Во внутреннем ухе колебания достигают улитки и вызывают движение жидкости внутри неё. Вместе с жидкостью смещаются структуры, рядом с которыми расположены волосковые клетки. Из-за этого волоски сгибаются, а рецепторные клетки возбуждаются и создают нервные импульсы.

Затем слуховые импульсы идут по слуховому нерву к слуховой зоне коры больших полушарий. Само ухо превращает колебания в сигналы, но не обеспечивает их полное осознанное распознавание. В коре поступившая информация обрабатывается, поэтому человек может воспринимать звук и различать его особенности.

Рецепторы в преддверии и полукружных каналах внутреннего уха реагируют на положение и движения головы. При повороте головы или изменении её наклона меняется воздействие на эти рецепторы, и они посылают нервные сигналы. Нервная система использует сведения о движении, чтобы согласовать работу мышц и помочь телу удержаться в устойчивом положении.

Отделы уха и их функции

Читайте таблицу как последовательность передачи звука: от наружного уха через перепонку и косточки к улитке. Последняя строка относится не к проведению звука, а к работе вестибулярного аппарата. Такое сравнение помогает не путать слуховые структуры с органами равновесия.

Разбор задач

Задача: проследите путь звука от ушной раковины до слуховой зоны коры головного мозга. Нужно указать не только структуры, но и переход от механических колебаний к нервному сигналу. Рассуждать удобно по порядку: сначала выяснить, как звук проводится, а затем — где он преобразуется и обрабатывается.

1. Ушная раковина улавливает звуковые волны и направляет их в слуховой проход. Волны достигают барабанной перепонки и вызывают её колебания. Значит, на этом этапе звук передаётся в виде колебаний.
2. Перепонка приводит в движение слуховые косточки среднего уха. Косточки передают и усиливают колебания, направляя их к внутреннему уху. Затем колебания вызывают движение жидкости в улитке.
3. Движение жидкости воздействует на волосковые клетки, и они создают нервные импульсы. Импульсы идут по слуховому нерву к слуховой зоне коры. Там мозг обрабатывает сигнал и формирует восприятие звука.

Ответ: ушная раковина → слуховой проход → барабанная перепонка → слуховые косточки → жидкость улитки и волосковые клетки → слуховой нерв → слуховая зона коры. Стрелки показывают последовательность передачи сигнала. Важно отметить, что нервные импульсы появляются только после воздействия на рецепторы улитки.

Задача: объясните, почему при повреждении слуховых косточек слух может ухудшиться, даже если улитка не повреждена. Для ответа нужно проследить, что происходит между барабанной перепонкой и внутренним ухом. Сохранность рецепторов сама по себе не гарантирует, что колебания дойдут до них достаточно эффективно.

1. Звуковая волна вызывает колебания барабанной перепонки. В норме эти колебания передаются косточкам среднего уха. Так становится понятна роль косточек как связующего звена.
2. Повреждённые косточки хуже передают или усиливают колебания. Поэтому до жидкости улитки может доходить меньше энергии звука. Даже целые волосковые клетки получают более слабое воздействие.
3. Если рецепторы возбуждаются недостаточно, слуховой нерв получает менее выраженный сигнал. Кора мозга обрабатывает именно поступившую информацию, поэтому звук может восприниматься хуже. Повреждение пути передачи мешает работе всего анализатора.

Ответ: слух может ухудшиться, потому что косточки обеспечивают передачу колебаний к улитке. При их повреждении рецепторы могут оставаться целыми, но получать слабое воздействие. Значит, для нормального слуха нужны и работающие рецепторы, и исправное проведение звука.

Задача: человек резко повернул голову и сохранил равновесие. Опишите, какие структуры уха воспринимают движение и как сигнал помогает организму. Здесь нужно отличить восприятие движения от последующей реакции тела. Само поддержание равновесия обеспечивается не одной структурой уха, а совместной работой органов и нервной системы.

1. При повороте головы меняется движение структур внутреннего уха. Рецепторы преддверия и полукружных каналов воспринимают это изменение. Они относятся к вестибулярному аппарату, а не к слуховым рецепторам улитки.
2. Вестибулярные рецепторы создают нервные сигналы и передают сведения о движении головы нервной системе. Мозг использует эту информацию вместе с другими сигналами от организма. Так он может определить, как изменилось положение тела.
3. В ответ нервная система согласует работу мышц. Мышцы помогают скорректировать позу и удержать тело устойчивым. Поэтому человек может сохранить равновесие после поворота головы.

Ответ: движение воспринимают рецепторы преддверия и полукружных каналов, а поступившие сигналы помогают нервной системе согласовать работу мышц. Ухо сообщает о движении, но равновесие сохраняется благодаря последующей обработке сигнала и реакции организма. Улитка в этом процессе отвечает не за равновесие, а за восприятие звука.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что звук воспринимает ушная раковина. Так думают, потому что она заметна и первой встречает звуковую волну, но её роль — улавливать и направлять звук. Проверьте себя: назовите рецепторы, создающие нервные импульсы, — это волосковые клетки во внутреннем ухе.

Ошибка: путать барабанную перепонку со слуховыми рецепторами. Перепонка колеблется под действием звука, а волосковые клетки улитки преобразуют колебания в нервные импульсы. Чтобы проверить ответ, проследите путь: перепонка передаёт движение косточкам, а рецепторы находятся дальше, во внутреннем ухе.

Ошибка: считать, что равновесие обеспечивает только улитка. Её легко принять за единственную важную часть внутреннего уха, но она участвует в слухе, тогда как положение и движения головы воспринимают преддверие и полукружные каналы. Проверьте себя вопросом: какие структуры отвечают именно за вестибулярные сигналы?

Ошибка: думать, что звук становится осознанным сразу в ухе. Ухо проводит колебания и превращает их в импульсы, но обработка сигналов продолжается в слуховой зоне коры. Проверьте себя: если в объяснении нет слухового нерва и коры, путь сигнала описан не полностью.

Связь с другими темами

Чтобы понять эту тему, нужно знать, что нервная система передаёт импульсы, а рецепторы реагируют на определённые воздействия. Работа слуха связана с другими анализаторами: у них тоже есть воспринимающая часть, нервные пути и участки мозга, обрабатывающие сигналы. Сведения о вестибулярном аппарате пригодятся при изучении нервной регуляции движений и координации. Знание о воздействии громкого звука помогает объяснить, зачем соблюдать правила сохранения здоровья.

Что запомнить

• Ухо состоит из наружного, среднего и внутреннего отделов.
• Барабанная перепонка начинает колебаться под действием звуковых волн.
• Слуховые косточки передают колебания к внутреннему уху.
• Волосковые клетки улитки преобразуют колебания в нервные импульсы.
• Слуховые импульсы поступают в слуховую зону коры больших полушарий.
• Вестибулярный аппарат воспринимает положение и движения головы.
• Громкий звук и длительное воздействие шума могут повредить слух.