Слух

Слух — это способность биологических организмов воспринимать звуковые колебания окружающей среды, а также физиологическая система, обеспечивающая это восприятие. Слух является одним из основных дистантных чувств, позволяющих ориентироваться в пространстве, получать информацию о событиях на расстоянии и осуществлять коммуникацию. У человека слух играет ключевую роль в развитии речи и восприятии музыки. Органом слуха у позвоночных животных и человека является ухо.

Физика звука и физиология восприятия

Природа звука

Звук представляет собой механические колебания, распространяющиеся в упругой среде (воздухе, воде, твердых телах) в виде продольных волн. Основными характеристиками звука, воспринимаемыми слуховой системой, являются:

• Частота (Гц) — воспринимается как высота тона. Человек слышит звуки в диапазоне от 16–20 Гц до 20 000 Гц. С возрастом верхняя граница слышимости снижается (пресбиакузис).
• Интенсивность (амплитуда) — воспринимается как громкость. Измеряется в децибелах (дБ). Порог слышимости составляет около 0 дБ, болевой порог — около 120–130 дБ.
• Тембр — спектральный состав звука, позволяющий различать источники звука (голоса, музыкальные инструменты).
• Продолжительность — временная характеристика звукового сигнала.

Анатомия и физиология слуховой системы

Орган слуха человека и других млекопитающих делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо.

Наружное ухо

Состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Ушная раковина у человека выполняет функцию улавливания звуковых волн и их фокусировки, а также участвует в локализации источника звука в вертикальной плоскости. Наружный слуховой проход защищает барабанную перепонку и резонирует на частотах около 3–4 кГц, усиливая звуки в этом диапазоне, что важно для восприятия речи.

Среднее ухо

Включает барабанную полость, в которой находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Барабанная перепонка преобразует звуковые колебания воздуха в механические колебания косточек. Стремечко передает колебания на мембрану овального окна внутреннего уха. Система косточек работает как рычаг, компенсируя потери энергии при переходе звука из воздушной среды в жидкую (перилимфу) внутреннего уха. Среднее ухо также соединяется с носоглоткой через евстахиеву трубу, которая выравнивает давление между барабанной полостью и атмосферой.

Внутреннее ухо

Представлено костным лабиринтом, внутри которого расположен перепончатый лабиринт. Слуховая часть внутреннего уха — это улитка, спиральный канал, заполненный жидкостью. Внутри улитки находится кортиев орган — рецепторный аппарат слуха. Он состоит из волосковых клеток (внутренних и наружных), расположенных на базилярной мембране. Звуковые колебания вызывают бегущую волну в жидкости улитки, которая изгибает волоски клеток. Механическое раздражение преобразуется в электрические нервные импульсы. Внутренние волосковые клетки отвечают за передачу сигнала в мозг, а наружные — за усиление и тонкую настройку (активный процесс, называемый «коклеарным усилителем»).

Нервные пути и центральная обработка

От волосковых клеток сигнал по слуховому нерву (преддверно-улитковый нерв, VIII пара черепно-мозговых нервов) поступает в ствол мозга (кохлеарные ядра), затем в верхнеоливарный комплекс (участвует в определении направления звука), нижние бугры четверохолмия, медиальное коленчатое тело таламуса и, наконец, в первичную слуховую кору в височных долях головного мозга (извилина Гешля). В коре происходит сложный анализ звуков: распознавание речи, музыки, идентификация источника.

Классификация нарушений слуха

Нарушения слуха классифицируются по различным признакам.

По локализации поражения

• Кондуктивная тугоухость — нарушение проведения звука через наружное и среднее ухо (серная пробка, отит, отосклероз, повреждение барабанной перепонки).
• Сенсоневральная (нейросенсорная) тугоухость — поражение волосковых клеток улитки, слухового нерва или центральных отделов слухового анализатора. Причины: шумовая травма, ототоксические препараты, возрастные изменения, вирусные инфекции, генетические нарушения.
• Смешанная тугоухость — сочетание кондуктивного и сенсоневрального компонентов.

По степени тяжести

Степень тугоухости определяется по средней потере слуха на речевых частотах (500, 1000, 2000, 4000 Гц):

• Норма (0–25 дБ)
• Легкая (26–40 дБ) — затруднено восприятие тихой речи и шепота.
• Умеренная (41–55 дБ) — затруднено восприятие речи средней громкости.
• Умеренно-тяжелая (56–70 дБ) — слышна только громкая речь.
• Тяжелая (71–90 дБ) — слышны только очень громкие звуки, речь не разбирается.
• Глухота (более 91 дБ) — слух полностью или почти полностью отсутствует.

По времени возникновения

• Врожденная — нарушения, возникшие внутриутробно или в момент родов.
• Приобретенная — нарушения, возникшие после рождения.

Методы исследования слуха

Исследование слуха проводится сурдологами и оториноларингологами.

• Аудиометрия (тональная пороговая) — основной метод, позволяющий определить пороги слышимости на разных частотах. Результат отображается на аудиограмме.
• Речевая аудиометрия — оценка разборчивости речи при разной громкости.
• Импедансометрия (тимпанометрия и акустическая рефлексометрия) — оценка состояния среднего уха и подвижности барабанной перепонки.
• Отоакустическая эмиссия — регистрация ответа наружных волосковых клеток на звуковую стимуляцию. Используется для скрининга слуха у новорожденных.
• Компьютерная аудиометрия (регистрация слуховых вызванных потенциалов) — объективный метод, оценивающий электрическую активность слуховых путей от улитки до коры мозга.

Развитие слуха у человека

Слуховая система начинает формироваться на ранних стадиях эмбриогенеза. Плод способен реагировать на звуки с 20–24 недели беременности. Новорожденный ребенок обладает слухом, но его слуховая система незрела. В первые месяцы жизни происходит созревание центральных слуховых путей. Критическим периодом для развития речи является возраст до 3 лет. При наличии выраженной тугоухости в этот период без слухопротезирования или кохлеарной имплантации у ребенка не формируется речь (сенсорная алалия). Скрининг слуха новорожденных (аудиологический скрининг) является обязательным во многих странах, включая Россию, для раннего выявления нарушений.

Коррекция и реабилитация слуха

Слуховые аппараты

Электронные устройства, усиливающие звук. Бывают заушными (BTE), внутриушными (ITE), внутриканальными (CIC). Современные аппараты имеют цифровую обработку сигнала, позволяющую адаптировать усиление под конкретную аудиограмму и подавлять шумы.

Кохлеарные импланты

Медицинские устройства, применяемые при глубокой сенсоневральной тугоухости и глухоте, когда слуховые аппараты неэффективны. Внутренняя часть импланта хирургически вводится в улитку и электрически стимулирует слуховой нерв, минуя поврежденные волосковые клетки. Внешняя часть (процессор) располагается за ухом. После операции требуется длительная слухоречевая реабилитация.

Лекарственная терапия и хирургия

При кондуктивной тугоухости возможно хирургическое лечение (тимпанопластика, стапедопластика при отосклерозе). При острой сенсоневральной тугоухости (например, после шумовой травмы) применяется медикаментозное лечение (сосудорасширяющие, ноотропные, стероидные препараты) в условиях стационара.

Слух у животных

Слуховые способности животных сильно различаются в зависимости от образа жизни и экологической ниши.

• Летучие мыши и дельфины используют эхолокацию, воспринимая ультразвук (до 100–200 кГц).
• Собаки слышат ультразвук до 40–60 кГц, что позволяет им слышать специальные свистки.
• Кошки также обладают широким диапазоном слуха, особенно чувствительны к высоким частотам, что связано с охотой на грызунов.
• Слоны способны слышать инфразвук (ниже 20 Гц), что позволяет им общаться на расстоянии в несколько километров.
• Рыбы воспринимают звуки с помощью боковой линии и отолитов (слуховых камешков) во внутреннем ухе, не имея наружного уха.

Интересные факты

• Ушная сера (церумен) выполняет защитную функцию: смазывает и очищает слуховой проход, а также обладает антибактериальными свойствами.
• Ухо и слуховая система человека способны различать до 400 000 различных звуков.
• Феномен «коктейльной вечеринки» — способность человека избирательно фокусироваться на одном разговоре в шумной обстановке, подавляя фоновые шумы.
• Самый громкий зарегистрированный звук в истории наблюдений — извержение вулкана Кракатау в 1883 году, которое было слышно на расстоянии более 5000 км.

Источники

• Альтман Я. А., Бибиков Н. Г., Вартанян И. А. и др. «Физиология сенсорных систем. Часть 2. Слуховая система». — Л.: Наука, 1972.
• Пальчун В. Т., Крюков А. И., Кунельская Н. Л. «Оториноларингология: национальное руководство». — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Сагалович Б. М. «Физиология и патофизиология слуха». — М.: Медицина, 1993.
• Moore B. C. J. «An Introduction to the Psychology of Hearing». — 6th ed. — Brill, 2012.