Ухо

Ухо — это сложный сенсорный орган позвоночных животных и человека, выполняющий две основные функции: восприятие звуковых колебаний (слух) и поддержание равновесия тела (вестибулярная функция). У человека ухо является парным органом, расположенным в височных костях черепа и включающим наружное, среднее и внутреннее ухо.

Анатомия и строение

Ухо человека подразделяется на три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Каждый из них имеет специфическое строение и выполняет определённые задачи в процессе преобразования звуковых волн в нервные импульсы.

Наружное ухо

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода.

• Ушная раковина — это хрящевая структура, покрытая кожей. Она имеет характерную форму с завитком, противозавитком, козелком и противокозелком. Ушная раковина выполняет функцию улавливания и фокусировки звуковых волн, а также участвует в определении направления источника звука (бинауральный слух). У разных людей форма и размер ушных раковин индивидуальны, но их общее строение сохраняется. Ушная раковина лишена мышц, способных активно поворачивать её у человека, в отличие от многих животных.
• Наружный слуховой проход — это изогнутый канал длиной около 2,5–3,5 см, соединяющий ушную раковину с барабанной перепонкой. Он состоит из наружной (хрящевой) и внутренней (костной) частей. Кожа слухового прохода содержит волоски и серные железы, выделяющие ушную серу, которая обладает бактерицидными свойствами и защищает ухо от пыли и мелких инородных тел. Слуховой проход резонирует на частотах около 2–4 кГц, усиливая эти звуки.

Среднее ухо

Среднее ухо представляет собой заполненную воздухом полость в височной кости (барабанная полость), которая соединяется с носоглоткой посредством слуховой (евстахиевой) трубы. Основные элементы среднего уха:

• Барабанная перепонка — тонкая упругая мембрана, отделяющая наружный слуховой проход от среднего уха. Она колеблется под действием звуковых волн и передаёт эти колебания слуховым косточкам. Площадь барабанной перепонки у человека составляет около 55–65 мм².
• Слуховые косточки — это три миниатюрные кости, соединённые суставами: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек прикреплён к барабанной перепонке, стремечко упирается в овальное окно внутреннего уха. Система косточек работает как рычажный механизм, усиливая колебания примерно в 1,3 раза, однако основное усиление происходит за счёт разницы площадей барабанной перепонки и овального окна (примерно в 17–20 раз). Это необходимо для передачи звуковых колебаний из воздушной среды в жидкую среду внутреннего уха, где сопротивление значительно выше.
• Слуховая труба (евстахиева труба) — канал длиной около 3,5–4 см, соединяющий барабанную полость с носоглоткой. Она обеспечивает выравнивание давления между средним ухом и атмосферой, что необходимо для нормальной работы барабанной перепонки. В норме труба закрыта и открывается при глотании или зевании.
• Сосцевидный отросток — часть височной кости, содержащая воздухоносные ячейки, которые сообщаются с барабанной полостью и выполняют резонаторную и теплоизолирующую функции.

Внутреннее ухо (лабиринт)

Внутреннее ухо расположено в пирамиде височной кости и представляет собой сложную систему полостей и каналов — костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт, заполненный жидкостью (перилимфой и эндолимфой). Внутреннее ухо делится на два основных отдела:

• Улитка — спирально закрученный канал (у человека 2,5–2,75 оборота), отвечающий за слух. Внутри улитки находится кортиев орган — рецепторный аппарат, содержащий волосковые клетки (внутренние и наружные). Колебания перилимфы, вызванные движением стремечка, приводят к смещению базилярной мембраны, на которой расположены волосковые клетки. Их деформация генерирует электрические сигналы, передающиеся по слуховому нерву в мозг. Разные участки улитки настроены на разные частоты: высокие частоты воспринимаются у основания улитки, низкие — у её вершины.
• Вестибулярный аппарат — включает три полукружных канала (передний, задний и латеральный), расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях, а также два мешочка — эллиптический (маточка) и сферический (саккулюс). Полукружные каналы реагируют на угловые ускорения (повороты головы), а мешочки — на линейные ускорения и положение головы относительно силы тяжести. Рецепторные клетки вестибулярного аппарата также являются волосковыми и передают информацию по вестибулярному нерву в мозжечок и ствол мозга, обеспечивая поддержание равновесия.

Физиология слуха

Процесс слухового восприятия включает несколько этапов:

1. Улавливание звука: ушная раковина собирает звуковые волны и направляет их в слуховой проход.
2. Проведение звука: колебания барабанной перепонки через систему слуховых косточек передаются к овальному окну улитки.
3. Гидромеханическая передача: колебания стремечка вызывают волны в перилимфе улитки, которые распространяются по базилярной мембране.
4. Преобразование в нервный импульс: волосковые клетки кортиева органа преобразуют механические колебания в электрические сигналы.
5. Передача в мозг: слуховой нерв (преддверно-улитковый нерв, VIII пара черепных нервов) передаёт сигналы в слуховые ядра ствола мозга, затем в верхние оливарные комплексы, нижние бугры четверохолмия, медиальное коленчатое тело таламуса и, наконец, в первичную слуховую кору височной доли.

Человек способен воспринимать звуки в диапазоне частот от 16–20 Гц до 20 000 Гц, при этом максимальная чувствительность приходится на область 1–4 кГц. Порог слышимости зависит от частоты и возраста.

Заболевания и нарушения

Заболевания уха подразделяются на три основные группы в зависимости от поражённого отдела.

Наружное ухо

• Наружный отит — воспаление кожи слухового прохода, часто вызванное бактериями или грибками. Симптомы: зуд, боль, выделения, снижение слуха.
• Серная пробка — скопление ушной серы, приводящее к закупорке слухового прохода и временной тугоухости.
• Перихондрит — воспаление надхрящницы ушной раковины.

Среднее ухо

• Средний отит — воспаление барабанной полости, наиболее распространённое у детей. Может быть острым и хроническим. Часто сопровождается болью, лихорадкой, снижением слуха. При перфорации барабанной перепонки возможно гноетечение.
• Мастоидит — воспаление сосцевидного отростка, осложнение среднего отита.
• Тубоотит (евстахиит) — воспаление слуховой трубы, приводящее к нарушению вентиляции среднего уха.
• Отосклероз — патологическое разрастание костной ткани в области овального окна, приводящее к фиксации стремечка и кондуктивной тугоухости.

Внутреннее ухо

• Нейросенсорная (сенсоневральная) тугоухость — поражение волосковых клеток улитки или слухового нерва. Причины: шумовое воздействие, возрастные изменения (пресбиакузис), инфекции, ототоксические препараты, генетические нарушения.
• Болезнь Меньера — заболевание, характеризующееся приступами головокружения, шумом в ухе, снижением слуха и чувством распирания. Связана с повышением давления эндолимфы.
• Вестибулярный нейронит — воспаление вестибулярного нерва, проявляющееся внезапным сильным головокружением.
• Лабиринтит — воспаление внутреннего уха, часто инфекционной природы.

Диагностика

Для диагностики заболеваний уха используются следующие методы:

• Отоскопия — осмотр наружного слухового прохода и барабанной перепонки с помощью отоскопа.
• Аудиометрия — измерение остроты слуха с помощью тональных и речевых сигналов.
• Тимпанометрия — оценка подвижности барабанной перепонки и функции среднего уха.
• Вестибулометрия — исследование функции вестибулярного аппарата (калорическая проба, вращательная проба, постурография).
• Компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ) височных костей — для визуализации структур среднего и внутреннего уха.

Эволюция и сравнительная анатомия

Ухо возникло в процессе эволюции как орган, позволяющий животным ориентироваться в окружающей среде. У беспозвоночных (например, насекомых) слуховые органы устроены иначе — это тимпанальные органы на ногах или брюшке. У позвоночных строение уха усложнялось от рыб к млекопитающим.

• Рыбы имеют только внутреннее ухо, представленное мешочками и полукружными каналами. Они воспринимают звуки через кости черепа и плавательный пузырь.
• Земноводные и рептилии имеют барабанную перепонку и одну слуховую косточку (столбик, или колумеллу).
• Птицы имеют хорошо развитое внутреннее ухо и одну слуховую косточку.
• Млекопитающие обладают тремя слуховыми косточками, которые произошли из костей нижней челюсти рептилий (сочленовной и квадратной). Это позволило значительно расширить диапазон воспринимаемых частот.

У человека по сравнению с другими млекопитающими ушные раковины малоподвижны, а слуховая чувствительность смещена в сторону более высоких частот, что связано с развитием речи.

Интересные факты

• Ушная сера бывает двух типов: влажная (доминирует у европеоидов и негроидов) и сухая (распространена у монголоидов). Это определяется генетически.
• Самая маленькая кость в теле человека — стремечко, её длина составляет около 3–4 мм, а масса — 2–3 мг.
• Волосковые клетки внутреннего уха не восстанавливаются после повреждения, поэтому потеря слуха, вызванная их гибелью, является необратимой.
• Ухо продолжает расти в течение всей жизни человека, особенно заметно увеличивается мочка уха.
• В русском языке существует множество фразеологизмов, связанных с ухом: «держать ухо востро», «пропустить мимо ушей», «медведь на ухо наступил», «вешать лапшу на уши».

Источники

• Анатомия человека: учебник для вузов / под ред. М. Г. Привеса. — М.: Медицина, 2001.
• Физиология человека: учебник / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — М.: Медицина, 2003.
• Оториноларингология: национальное руководство / под ред. В. Т. Пальчуна. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.
• Гельфанд С. А. Слух: введение в психологическую и физиологическую акустику. — М.: Медицина, 1984.
• Савельев С. В. Происхождение мозга. — М.: ВЕДИ, 2005.