Анатомия слухового анализатора

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР 

Слух - это отражение  действительности в форме звуковых явлений. Слух живых организмов развивался в процессе их взаимодействия с окружающей средой с целью обеспечения адекватного  для выживания восприятия и анализа  акустических сигналов из неживой и  живой природы, сигнализирующих  о том, что происходит в окружающей среде. Звуковая информация особенно незаменима там, где зрение бессильно, что позволяет  заблаговременно получать достоверные  сведения обо всех живых организмах до встречи с ними. 

Слух реализуется  через деятельность механических, рецепторных  и нервных структур, преобразующих  звуковые колебания в нервные  импульсы. Эти структуры составляют в совокупности слуховой анализатор – вторую по значимости сенсорную  аналитическую систему в обеспечении  адаптивных реакций и познавательной деятельности человека. С помощью  слуха восприятие мира становится ярче и богаче, поэтому снижение или  лишение слуха в детстве существенным образом сказывается на познавательной и мыслительной способности ребёнка, формировании его интеллекта. 

Особая роль слухового  анализатора у человека связана  с членораздельной речью, поскольку  слуховое восприятие является её основой. Любые нарушения слуха в период становления речи ведут к задержке в развитии или к глухонемоте, хотя весь артикуляционный аппарат  у ребёнка остаётся не нарушенным. У взрослых людей, владеющих речью, нарушение слуховой функции не ведет  к расстройству речи, хотя резко  затрудняет возможность общения  между людьми в их трудовой и общественной деятельности. 

Слуховой анализатор включает в себя: 

§   рецепторный (периферический) аппарат – это  наружное, среднее и внутреннее ухо; 

§   проводниковый (средний) аппарат – слуховой нерв; 

§   центральный (корковый) аппарат – слуховые центры в височных долях больших полушарий.

2.1. Анатомия слухового  анализатора 

Орган слуха человека (рис. 7) улавливает (наружное ухо), усиливает (среднее ухо) и воспринимает (внутреннее ухо) звуковые колебания, представляя  собой, по сути, дистантный анализатор, периферический (сенсорный) отдел которого располагается в пирамиде височной кости (улитке). 

Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход, который заканчивается плотной  фиброзной мембраной – барабанной перепонкой, являющейся границей между  наружным и средним ухом. Ушная  раковина служит коллектором звуковых волн и определителем направления  источника звука при слушании двумя ушами (бинауральный слух). Оба  уха выполняют одну работу, но не сообщаются, что способствует более  полному получению информации. Слуховой проход является не только проводником  звуков, но и резонатором в диапазоне  речевых частот от 2 000 до 2 500 Гц. Звук усиливается на эти частоты от 5 до 10 дБ. Продольные колебания воздуха, несущие звук, вызывают механические колебания барабанной перепонки, но для того, чтобы быть переданными  мембране окна улитки, отделяющей среднее  ухо от внутреннего, и далее –  эндолимфе внутреннего уха, эти колебания должны быть существенно усилены. 
 
 

Рис. 7. Строение уха 

Наружное ухо: 1 –  ушная раковина; 2 – слуховой проход; 3 – барабанная перепонка.  

Среднее ухо: 4 – полость  среднего уха; 5 – слуховая труба; косточки среднего уха: молоточек (а), наковальня (б), стремечко (в);  

Внутреннее ухо: 6 – улитка; 7 – слуховой нерв. 

Вестибулярный аппарат: 8 – преддверие с мешочками; 9 –  полукружные каналы. 

Среднее ухо –  усилитель звуковых колебаний, уловленных ухом. Звукопроводящий аппарат человека – весьма совершенная механическая система. Она способна отвечать на минимальные  колебания воздуха и проводить  их к звуковоспринимающей системе, где осуществляется первичный анализ звуковой волны. Колебания барабанной перепонки, преобразующей воздушные  звуковые волны в механические колебания, передаются на находящиеся в полости  среднего уха, сочленяющиеся между  собой слуховые косточки – молоточек, наковальню и стремечко (рис. 7). Эта  система слуховых косточек обеспечивает, по новейшим данным, усиление приходящего  с барабанной перепонки звука  в 20–25 раз, что позволяет преодолеть сопротивление мембраны овального  окна, отделяющего полость среднего уха от полости внутреннего и  передать колебания эндолимфе внутреннего уха. Роль барабанной перепонки и слуховых косточек сводится к трансформации воздушных колебаний большой амплитуды и относительно малой силы в колебания ушной эндолимфы с относительно малой амплитудой, но большим давлением. 

При звуках большой  интенсивности система сочленения слуховых косточек приобретает защитное, амортизирующее значение. Основной путь доставки звуков к улитке – воздушный, второй путь – костный. В этом случае звуковая волна непосредственно  действует на кости черепа. 

Одно из важных условий  нормальной воздушной передачи звуков – отсутствие разности в давлении по обе стороны барабанной перепонки, что обеспечивается вентиляционной способностью слуховой («евстахиевой») трубы. Последняя имеет длину 3,5 см и ширину всего 2 мм, и соединяет  в виде канала барабанную полость  с носоглоткой. При глотании этот проход открывается, вентилируя среднее  ухо и происходит уравнивание  давления в нём с атмосферным. 

Наиболее сложное  строение имеет внутреннее ухо. Расположенное  в каменистой части височной кости, оно представляет собой костный  лабиринт, внутри которого находится  перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Перепончатый лабиринт как бы вставлен в костный лабиринт и, в  общем, повторяет его форму. Между  костным и перепончатым лабиринтами находится перилимфа, внутри перепончатого – эндолимфа. Во внутреннем ухе различают три отдела: улитку, преддверие улитки и полукружные каналы, но сенсорным аппаратом слуха является лишь улитка. Два другие образования относятся к системе вестибулярного анализатора. 

Орган слуха находится  в улитке, которая представляет собой  спиральный костный канал, который  спирально завивается вокруг костного стержня конусообразной формы на 2,5–2,75 завитка, и слепо заканчивается  в области верхушки пирамиды. 
 
 

Рис. 8. Спиральный орган  в улитке 

А – вскрытая улитка: 1 – положение спирального органа в улитке; 2 – основная мембрана; 3 – слуховой нерв. 

Б – спиральный орган: 1 - покровная мембрана; 2 - ретевидная мембрана; 3 – наружные и внутренние волосковые клетки; 4 - опорные клетки; 5 – волокна кохлеарного нерва (в поперечном разрезе); 6 - наружные и внутренние столбы; 7 – кохлеарный нерв. 

Спиральный канал  улитки имеет длину 28–30 мм. По диаметру в начальном отделе спиральный канал  широкий (6 мм), а по мере приближения  к верхушке улитки постепенно суживается, достигая 2 мм. От стержня, вокруг которого проходит этот канал, в просвет последнего, отходит костная спиральная базилярная (основная) пластинка, и, направляясь  в сторону периферической стенки спирального канала, заканчивается, не доходя до нее, на середине поперечника  канала. От свободного края костной  спиральной пластинки к противоположной  стенке улитки на всем протяжении натянута базилярная пластинка, которая является частью перепончатой улитки. Таким  образом, спиральный канал улитки продольными  перегородками оказывается разделённым  на верхнюю (лестница преддверия), среднюю (спиральный орган) и нижнюю (барабанная лестница) части, заполненные эндолимфой. Рецепторы слуха находятся в базилярной пластинке спирального органа, расположенного в средней части канала (рис. 8А). 

Базилярная пластинка  состоит из примерно 20 тысяч тонких эластичных волокон, натянутых в  виде струн различной длины между  костным спиральным гребнем и  наружной стенкой улитки (наподобие  музыкального инструмента – арфы). У начального завитка улитки волокна  короче и тоньше, а у последнего – длиннее и толще. Натяжение  волокон постепенно ослабевает от основания  к верхушке улитки. Связь между  волокнами весьма слабая, и поэтому  возможно изолированное колебание  отдельных участков мембраны. В колебание  вовлекаются только те волоски, которым  сродни частоты поступившего сигнала (по типу явления резонанса). Чем  меньше колеблющихся волосков, и чем  ближе они расположены к окну преддверия, тем ниже по частоте  звук. 
 
 

Рис. 9. Слуховой анализатор 

К слуховым волоскам подходят дендриты волосковых (биполярных) чувствительных клеток, входящих в  состав спирального узла, расположенного тут же, в центральной части  улитки. Аксоны же биполярных (волосковых) клеток спирального (улиткового) узла формируют слуховую ветвь преддверно-улитко-вого нерва (VIII пара черепно-мозговых нервов), идущего к ядрам слухового анализатора, расположенным в мосту (второй слуховой нейрон), подкорковым слуховым центрам в четверохолмии (третий слуховой нейрон) и корковому центру слуха в височной доле каждого полушария (рис. 9), где формируются в слуховые ощущения. Всего в слуховом нерве примерно 30 000–40 000 афферентных волокон. Колеблющиеся волосковые клетки вызывают возбуждение лишь в строго определённых волокнах слухового нерва, а значит, и в строго определённых нервных клетках коры головного мозга.

Каждое полушарие  получает информацию от обоих ушей (бинауральный слух), благодаря чему становится возможным определять источник звука и его направление. Если звучащий предмет находится слева, то импульсы от левого уха приходят в мозг раньше, чем от правого. Эта  небольшая разница во времени  и позволяет не только определять направление, но и воспринимать звуковые источники из разных участков пространства. Такое звучание называется объемным или стереофоническим.

2.2. Физиология слуха 

Для слухового анализатора  адекватным раздражителем является звук. Основными характеристиками каждого  звукового тона являются частота  и амплитуда звуковой волны. Чем  больше частота, тем звук выше по тону. Сила же звука, выражаемая его громкостью, пропорциональна амплитуде и  измеряется в децибелах (дБ). Человеческое ухо способно воспринимать звук в  диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц (дети –  до 32 000 Гц). Наибольшей возбудимостью  ухо обладает к звукам частотой от 1000 до 4000 Гц. Ниже 1000 и выше 4000 Гц возбудимость уха сильно снижается.

Звук силой до 30 дБ слышен очень слабо, от 30 до 50 дБ соответствует шёпоту человека, от 50 до 65 дБ – обыкновенной речи, от 65 до 100 дБ – сильному шуму, 120 дБ –  «болевой порог», а 140 дБ – вызывает повреждения среднего (разрыв барабанной перепонки) и внутреннего (разрушение кортиева органа) уха.

Порог слышимости речи у детей 6-9 лет – 17-24 дБА, у взрослых – 7-10 дБА. При утрате способности воспринимать звуки от 30 до 70 дБ наблюдаются затруднения при разговоре, ниже 30 дБ – констатируют почти полную глухоту.

Различные возможности  слуха оцениваются дифференциальными  порогами (ДП), т. е. улавливанием минимально изменяемых какого-либо из параметров звука, например, его интенсивности  или частоты. У человека дифференциальный порог по интенсивности равен 0,3-0,7 дБ, по частоте 2-8 Гц.

Кость хорошо проводит звук. При некоторых формах глухоты, когда слуховой нерв не поврежден, звук проходит через кости. Глухие иногда могут танцевать, слушая музыку через  пол, воспринимая её ритм ногами. Бетховен слушал игру на рояле через трость, которой он опирался на рояль, а другой конец держал в зубах. При костно-тканевом проведении, можно слышать ультразвуки  – звуки с частотой свыше 50 000 Гц.