V ktorej časti ucha? Stavba a funkcie vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha

Ucho - orgán sluchu a rovnováhy u stavovcov a ľudí.
Ucho je periférna časť sluchového analyzátora.

Anatomicky sa ľudské ucho delí na tri oddelenia.

• vonkajšie ucho, skladajúci sa z ušnica a vonkajší zvukovod ;
• stredné ucho, skompilovaný bubienková dutina a mať prílohy- Eustachovej trubice a mastoidných buniek;
• vnútorné ucho (labyrint), skladajúci sa z slimáky(sluchová časť), predsieň A polkruhové kanály (orgán rovnováhy).

Ak k tomu pridáme sluchový nerv z periférie do kôry spánkových lalokov mozgu, tak celý komplex bude tzv. sluchový analyzátor.

Ušnica Ľudské telo tvorí kostra – chrupavka, pokrytá perichondriom a kožou. Povrch škrupiny má množstvo priehlbín a vyvýšenín.
Svaly ušnice u ľudí slúžia na udržanie ušnice v normálnej polohe. Vonkajší zvukovod je slepá trubica (asi 2,5 cm dlhá), trochu zakrivená, uzavretá na svojom vnútornom konci bubienkom. U dospelého človeka je vonkajšia tretina zvukovodu chrupavková a vnútorné dve tretiny sú kosť, časť spánkovej kosti. Steny vonkajšieho zvukovodu sú vystlané kožou, ktorá má vo svojom chrupkovom úseku a počiatočnej časti kosti chĺpky a žľazy vylučujúce viskózny sekrét (ušný maz), ako aj mazové žľazy.

Ušnica:
1 - trojuholníková jamka; d-Darwinov tuberkul; 3 - veža; 4 - stonka skrutkovice; 5 - umývadlo; 6 - dutina škrupiny; 7 - antihelix;
8 - zvlnenie; 9 - antitragus; 10 - lalok; 11 - intertragalový zárez; 12 - tragus; 13-supralokulárny tuberkulum; 14-supratragal zárez; 15 - nohy antihelixu.

Ušný bubienok u dospelého človeka (10 mm na výšku a 9 mm na šírku) úplne izoluje vonkajšie ucho od stredného ucha, teda od bubienkovej dutiny. Otočené do ušného bubienka rukoväť kladiva- časť jednej zo sluchových kostičiek.

Tympanická dutina dospelý má objem asi 1 cm^; lemované sliznicou; jej horná kostená stena ohraničuje lebečnú dutinu, predná stena v dolnom úseku prechádza do Eustachovej trubice, zadná stena v hornom úseku do vybrania spájajúceho bubienkovú dutinu s dutinou (jaskyňou) mastoidálneho výbežku. Bubnová dutina obsahuje vzduch. Obsahuje sluchové ossicles (kladivo, inkus, strmeň), spojené kĺbmi, ako aj dva svaly (stapedius a tensor bubienka) a väzy.

Na vnútornej stene sú dva otvory; jeden z nich je oválny, pokrytý stužkovou platničkou, ktorej okraje sú pripevnené ku kostnému rámu vláknitým tkanivom, čo umožňuje pohyblivosť klincov; druhá je okrúhla, pokrytá membránou (tzv. sekundárna bubienka).

eustachova trubica spája bubienkovú dutinu s nosohltanom. Býva v skolabovanom stave, pri prehĺtaní sa trubica otvára a cez ňu prechádza vzduch do bubienkovej dutiny.

Schéma štruktúry ľudského pravého sluchového orgánu (rez pozdĺž vonkajšieho zvukovodu):
1 - ušnica; 2 - vonkajší zvukovod; 3 - bubienok; 4- bubienková dutina; o- .kladivo;
6 - kovadlina; 7-strmeň; 8- Eustachova trubica; 9- polkruhové kanály; 10 - slimák; 11 - sluchový nerv; 12 - spánková kosť.

Pri zápalových procesoch v nosohltane dochádza k opuchu sliznice vystielajúcej trubicu, k uzavretiu priesvitu trubice a k zastaveniu prúdenia vzduchu do bubienkovej dutiny, čo spôsobuje pocit upchatia ucha a znížený sluch.

Za bubienkovou dutinou a vonkajším zvukovodom sa nachádzajú bunky mastoidného výbežku spánkovej kosti, komunikujúce so stredným uchom, normálne naplnené vzduchom. S hnisavým zápalom bubienkovej dutiny (pozri. ) zápalový proces sa môže rozšíriť do buniek mastoidného procesu ( mastoiditída).

Štruktúra vnútorného ucha je veľmi zložitá, preto sa nazýva labyrint.
Má sluchovú časť (slimák), ktorý má tvar morského slimáka a tvorí 2 1/2 kučier a tzv. vestibulárna časť, pozostávajúce z nádrže, príp predsieň, A tri polkruhové kanály, ktorý sa nachádza v troch rôznych rovinách. Vo vnútri kosteného labyrintu sa nachádza membránový labyrint naplnený priehľadnou tekutinou. Naprieč lumenom kochleárnej špirály prebieha doštička schopná kmitania a na nej je umiestnená kochleárna, resp. Cortiho orgán, obsahujúce sluchové bunky, časť sluchového analyzátora vnímajúca zvuk.

Fyziológia sluchu.

Vo funkčnom Ucho možno rozdeliť na dve časti:

• zvukovo vodivé (concha, vonkajší zvukovod, bubienková membrána a bubienková dutina, labyrint) a
• vnímanie zvuku (sluchové bunky, zakončenia sluchových nervov); Prístroj na vnímanie zvuku zahŕňa celý sluchový nerv, centrálne vodiče a časť mozgovej kôry.
  Úplné poškodenie zvukového prístroja vedie k úplnej strate sluchu v tomto uchu - hluchota a jedného zvukového prístroja - len čiastočnej (strata sluchu).

Ušnica vo fyziológii sluchu u ľudí nehrá veľkú úlohu, aj keď zjavne pomáha orientácii vzhľadom na zdroj zvuku v priestore. Vonkajší zvukovod je hlavným kanálom, ktorým sa zvuk šíri vzduchom počas tzv. vedenie vzduchu; môže byť narušená hermetickou blokádou (napr.) lúmenu. V takýchto prípadoch sa zvuk prenáša do labyrintu najmä cez kosti lebky (tzv. kostný prenos zvuku).

Ušný bubienok, hermeticky oddeľuje stredné ucho (bubienkovú dutinu) od vonkajšieho sveta, chráni ho pred baktériami obsiahnutými v atmosférickom vzduchu, ako aj pred ochladzovaním. Vo fyziológii sluchu má bubienok (ako aj celý sluchový reťazec s ním spojený) veľký význam pre prenos nízkych, teda basových zvukov; keď sú membrána alebo sluchové kostičky zničené, nízke zvuky sú vnímané slabo alebo vôbec, stredné a vysoké zvuky sú počuteľné uspokojivo. Vzduch obsiahnutý v bubienkovej dutine prispieva k pohyblivosti reťazca sluchových kostičiek a okrem toho sám vedie aj zvuk stredných a nízkych tónov priamo na stužkovú platničku, prípadne na sekundárnu membránu okrúhleho okienka. Svaly v bubienkovej dutine slúžia na reguláciu napätia ušného bubienka a reťazca sluchových kostičiek (prispôsobenie sa zvukom rôzneho charakteru) v závislosti od sily zvuku. Úlohou oválneho okna je hlavný prenos zvukových vibrácií do labyrintu (jeho tekutiny).

The vnútornej (labyrintovej) steny stredného ucha (bubienková dutina).

Cez eustachova trubica vzduch v bubienkovej dutine sa neustále obnovuje, čím sa udržiava okolitý atmosférický tlak; Tento vzduch podlieha postupnej resorpcii. Okrem toho fajka slúži na odvádzanie niektorých škodlivých látok z bubienkovej dutiny do nosohltanu - nahromadený výtok, náhodná infekcia a pod. Pri otvorených ústach sa časť zvukových vĺn dostane cez píšťalku do bubienkovej dutiny; To vysvetľuje, prečo niektorí ľudia, ktorí nepočujú, otvárajú ústa, aby lepšie počuli.

Obrovský význam vo fyziológii sluchu má labyrint Zvukové vlny prechádzajúce cez oválne okno a iné spôsoby prenášajú vibrácie do labyrintovej tekutiny vestibulu, ktorá ich zase prenáša do tekutiny slimáka. Zvukové vlny prechádzajúce labyrintovou tekutinou spôsobujú jej rozkmitanie, ktoré dráždi konce chĺpkov príslušných sluchových buniek. Toto podráždenie, prenášané do mozgovej kôry, spôsobuje sluchový vnem.

Predsieň a polkruhové kanáliky ucha Sú zmyslovým orgánom, ktorý vníma zmeny polohy hlavy a tela v priestore, ako aj smer pohybu tela. V dôsledku otáčania hlavy alebo pohybu celého tela dochádza k pohybu tekutiny v polkruhových kanálikoch, umiestnených v troch navzájom kolmých! roviny, vychyľuje chĺpky citlivých buniek v polkruhových kanálikoch a tým spôsobuje podráždenie nervových zakončení; tieto podnety sa prenášajú do nervových centier umiestnených v predĺženej mieche, čo spôsobuje reflexy. Silné podráždenie vestibulu a polkruhových kanálikov vestibulárneho aparátu (napríklad pri otáčaní tela, hojdaní na lodiach alebo v lietadle) spôsobuje pocit závratu, bledosť, potenie, nevoľnosť, zvracanie. Štúdium vestibulárneho systému má veľký význam pri výbere leteckej a námornej služby.

A morfológovia túto štruktúru nazývajú organelukha a rovnováha (organum vestibulo-cochleare). Má tri sekcie:

• vonkajšie ucho (vonkajší zvukovod, ušnica so svalmi a väzmi);
• stredné ucho (bubienková dutina, mastoidné prívesky, sluchová trubica)
• (membranózny labyrint nachádzajúci sa v kostnom labyrinte vnútri kostnej pyramídy).

1. Vonkajšie ucho sústreďuje zvukové vibrácie a smeruje ich do vonkajšieho sluchového otvoru.

2. Zvukovod vedie zvukové vibrácie do ušného bubienka

3. Ušný bubienok je membrána, ktorá pod vplyvom zvuku vibruje.

4. Malleus s rukoväťou je pripevnený k stredu ušného bubienka pomocou väzov a jeho hlava je spojená s incusom (5), ktorý je zase pripevnený k štupľom (6).

Drobné svaly pomáhajú prenášať zvuk reguláciou pohybu týchto ossicles.

7. Eustachovská (alebo sluchová) trubica spája stredné ucho s nosohltanom. Pri zmene tlaku okolitého vzduchu sa cez sluchovú trubicu vyrovná tlak na oboch stranách bubienka.

Cortiho orgán pozostáva z množstva zmyslových buniek nesúcich vlasy (12), ktoré pokrývajú bazilárnu membránu (13). Zvukové vlny sú zachytené vlasovými bunkami a premenené na elektrické impulzy. Tieto elektrické impulzy sa potom prenášajú pozdĺž sluchového nervu (11) do mozgu. Sluchový nerv pozostáva z tisícok drobných nervových vlákien. Každé vlákno vychádza z určitej časti kochley a prenáša špecifickú zvukovú frekvenciu. Nízkofrekvenčné zvuky sa prenášajú cez vlákna vychádzajúce z vrcholu kochley (14) a vysokofrekvenčné zvuky sa prenášajú cez vlákna spojené s jej základňou. Funkciou vnútorného ucha je teda premieňať mechanické vibrácie na elektrické, keďže mozog dokáže vnímať iba elektrické signály.

Vonkajšie ucho je zariadenie na zber zvuku. Vonkajší zvukovod vedie zvukové vibrácie do ušného bubienka. Ušný bubienok, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od bubienkovej dutiny alebo stredného ucha, je tenká (0,1 mm) prepážka v tvare vnútorného lievika. Membrána vibruje pôsobením zvukových vibrácií, ktoré k nej prichádzajú cez vonkajší zvukovod.

Zvukové vibrácie zachytávajú uši (u zvierat sa môžu otáčať smerom k zdroju zvuku) a prenášajú sa cez vonkajší zvukovod do bubienka, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha. Pre určenie smeru zvuku je dôležité zachytávanie zvuku a celý proces počúvania dvoma ušami – takzvané binaurálne počúvanie. Zvukové vibrácie prichádzajúce zo strany sa dostanú do najbližšieho ucha o niekoľko desaťtisícín sekundy (0,0006 s) skôr ako do druhého. Tento nepatrný rozdiel v čase príchodu zvuku do oboch uší stačí na určenie jeho smeru.

Stredné ucho je zvukovo vodivé zariadenie. Je to vzduchová dutina, ktorá sa spája cez sluchovú (Eustachovu) trubicu s dutinou nosohltanu. Vibrácie z bubienka cez stredné ucho prenášajú 3 navzájom spojené sluchové kostičky - kladívko, inkus a štuplík, ktorý cez membránu oválneho okienka prenáša tieto vibrácie do tekutiny umiestnenej vo vnútornom uchu - perilymfa.

Kvôli zvláštnostiam geometrie sluchových kostičiek sa vibrácie ušného bubienka so zníženou amplitúdou, ale so zvýšenou silou, prenášajú na tyčinky. Povrch štupľov je navyše 22-krát menší ako ušný bubienok, čo zvyšuje jeho tlak na membránu oválneho okienka o rovnakú hodnotu. V dôsledku toho môžu aj slabé zvukové vlny pôsobiace na bubienok prekonať odpor membrány oválneho okienka vestibulu a viesť k vibráciám tekutiny v slimáku.

Pri silných zvukoch špeciálne svaly znižujú pohyblivosť bubienka a sluchových kostičiek, prispôsobujú načúvací prístroj takýmto zmenám podnetu a chránia vnútorné ucho pred zničením.

Vďaka prepojeniu vzduchovej dutiny stredného ucha s dutinou nosohltanu cez sluchovú trubicu je možné vyrovnať tlak na oboch stranách bubienka, čo zabráni jeho prasknutiu pri výrazných zmenách tlaku vo vonkajšom prostredí. - pri potápaní pod vodou, lezení do výšky, streľbe a pod. Ide o barofunkciu ucha .

V strednom uchu sú dva svaly: tensor tympani a stapedius. Prvý z nich, kontrakčný, zvyšuje napätie ušného bubienka a tým obmedzuje amplitúdu jeho vibrácií pri silných zvukoch, a druhý fixuje štuple a tým obmedzuje jeho pohyby. Reflexná kontrakcia týchto svalov nastáva 10 ms po nástupe silného zvuku a závisí od jeho amplitúdy. To automaticky chráni vnútorné ucho pred preťažením. V prípade okamžitých silných podráždení (nárazy, výbuchy a pod.) tento ochranný mechanizmus nestihne zafungovať, čo môže viesť k poškodeniu sluchu (napríklad u bombardérov a delostrelcov).

Vnútorné ucho je prístroj na vnímanie zvuku. Nachádza sa v pyramíde spánkovej kosti a obsahuje slimák, ktorý u ľudí tvorí 2,5 špirálových závitov. Kochleárny kanál je rozdelený dvoma priečkami, hlavnou membránou a vestibulárnou membránou na 3 úzke priechody: horný (scala vestibular), stredný (membranózny kanál) a dolný (scala tympani). V hornej časti slimáka je otvor, ktorý spája horný a dolný kanál do jedného, ​​ktorý prechádza od oválneho okienka k hornej časti slimáka a potom k okrúhlemu okienku. Jeho dutina je vyplnená tekutinou - peri-lymfa a dutina stredného membránového kanála je vyplnená tekutinou iného zloženia - endolymfou. V strednom kanáli sa nachádza prístroj na vnímanie zvuku - Cortiho orgán, v ktorom sú mechanoreceptory zvukových vibrácií - vláskové bunky.

Hlavnou cestou dodania zvukov do ucha je vzduch. Približujúci sa zvuk rozvibruje ušný bubienok a cez reťaz sluchových kostičiek sa vibrácie prenesú do oválneho okienka. Súčasne dochádza aj k vibráciám vzduchu v bubienkovej dutine, ktoré sa prenášajú na membránu okrúhleho okienka.

Ďalším spôsobom dodania zvukov do slimáka je tkanivové alebo kostné vedenie . V tomto prípade zvuk priamo pôsobí na povrch lebky, čo spôsobuje jej vibrácie. Kostná dráha na prenos zvuku má veľký význam, ak sa vibrujúci predmet (napríklad stopka ladičky) dostane do kontaktu s lebkou, ako aj pri ochoreniach stredného ucha, keď je narušený prenos zvukov reťazou sluchových kostičiek . Okrem dráhy vzduchu na vedenie zvukových vĺn existuje dráha tkaniva alebo kosti.

Pod vplyvom vzdušných zvukových vibrácií, ako aj keď sa vibrátory (napríklad kostený telefón alebo kostná ladička) dostanú do kontaktu s kožou hlavy, kosti lebky začnú vibrovať (začína aj kostný labyrint vibrovať). Na základe najnovších údajov (Bekesy a ďalší) možno predpokladať, že zvuky šíriace sa po kostiach lebky vzrušujú Cortiho orgán len vtedy, ak podobne ako vzdušné vlny spôsobujú vyklenutie určitého úseku hlavnej membrány.

Schopnosť kostí lebky viesť zvuk vysvetľuje, prečo sa samotnému človeku jeho hlas zaznamenaný na páske zdá pri prehrávaní nahrávky cudzí, zatiaľ čo iní ho ľahko rozpoznávajú. Faktom je, že magnetofónová nahrávka nereprodukuje celý váš hlas. Zvyčajne pri rozprávaní počujete nielen tie zvuky, ktoré počujú aj vaši partneri (teda tie zvuky, ktoré sú vnímané v dôsledku vedenia vzduch-kvapalina), ale aj tie nízkofrekvenčné zvuky, ktorých vodičom sú kosti vášho lebka. Pri počúvaní magnetofónovej nahrávky vlastného hlasu však počujete len to, čo sa nahrať dalo – zvuky, ktorých vodičom je vzduch.

Binaurálne vypočutie . Ľudia a zvieratá majú priestorový sluch, teda schopnosť určiť polohu zdroja zvuku v priestore. Táto vlastnosť je založená na prítomnosti binaurálneho sluchu alebo počúvania dvoma ušami. Je tiež dôležité, aby mal dve symetrické polovice na všetkých úrovniach. Ostrosť binaurálneho sluchu u ľudí je veľmi vysoká: poloha zdroja zvuku sa určuje s presnosťou na 1 uhlový stupeň. Základom toho je schopnosť neurónov v sluchovom systéme vyhodnotiť interaurálne (medziušné) rozdiely v čase príchodu zvuku do pravého a ľavého ucha a intenzitu zvuku v každom uchu. Ak je zdroj zvuku umiestnený mimo stredovej čiary hlavy, zvuková vlna dorazí do jedného ucha o niečo skôr a má väčšiu silu ako do druhého ucha. Hodnotenie vzdialenosti zdroja zvuku od tela je spojené so zoslabnutím zvuku a zmenou jeho farby.

Keď sú pravé a ľavé ucho stimulované oddelene pomocou slúchadiel, oneskorenie medzi zvukmi len 11 μs alebo rozdiel 1 dB v intenzite dvoch zvukov má za následok zjavný posun v lokalizácii zdroja zvuku od strednej čiary smerom k skorší alebo silnejší zvuk. Sluchové centrá sú akútne naladené na určitý rozsah interaurálnych rozdielov v čase a intenzite. Našli sa aj bunky, ktoré reagujú len na určitý smer pohybu zdroja zvuku v priestore.

Ide o zložitý a úžasne presný mechanizmus, ktorý vám umožňuje vnímať rôzne zvuky. Niektorí ľudia majú od prírody veľmi citlivý sluch, ktorý dokáže zachytiť tie najpresnejšie intonácie a zvuky, zatiaľ čo iní, ako sa hovorí, „majú medveďa v uchu“. ale ako funguje ľudské ucho?? Tu je to, čo píšu výskumníci.

Vonkajšie ucho

Ľudský sluch možno rozdeliť na vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Prvá časť tvorí všetko, čo vidíme navonok. Vonkajšie ucho pozostáva zo zvukovodu a ušnice. Vnútro ucha je navrhnuté tak, aby človek začal vnímať rôzne zvuky. Skladá sa zo špeciálnej chrupavky, ktorá je pokrytá kožou. Spodná časť ľudského ucha má malý lalok vyrobený z tukového tkaniva.

Existuje názor, že biologicky aktívne body sa nachádzajú v oblasti vonkajšieho ucha a ušnice, ale táto teória nebola presne potvrdená. Z tohto dôvodu sa verí, že uši môže prepichnúť iba kompetentný špecialista, ktorý pozná súradnice. A to je ďalšia záhada – ako funguje ľudské ucho. Koniec koncov, podľa japonskej teórie, ak nájdete biologicky aktívne body a masírujete alebo ovplyvníte ich pomocou akupunktúry, môžete dokonca liečiť niektoré choroby.

Vonkajšie ucho je najzraniteľnejšou časťou tohto orgánu. Často býva zranená, preto ju treba pravidelne sledovať a chrániť pred škodlivými vplyvmi. Ušnica sa dá prirovnať k vonkajšej časti reproduktorov. Prijíma zvuky a ich ďalšia premena nastáva už v strednom uchu.

Stredné ucho

Skladá sa z bubienka, malleus, incus a palice. Celková plocha je asi 1 kubický centimeter. Bez špeciálnych nástrojov nebudete môcť zvonka vidieť, ako ľudské stredné ucho funguje, pretože táto oblasť sa nachádza pod spánkovou kosťou. Stredné ucho je oddelené od vonkajšieho ušného bubienka. Ich funkciou je vytvárať a transformovať zvuky, ako sa to deje vo vnútri reproduktora. Táto oblasť sa spája s nosohltanom cez Eustachovu trubicu. Ak má človek upchatý nos, vždy to ovplyvňuje vnímanie zvukov. Mnoho ľudí si všimne, že pri prechladnutí sa im prudko zhoršuje sluch. A to isté sa stane, ak je oblasť stredného ucha zapálená, najmä pri ochoreniach, ako je hnisavý zápal stredného ucha. Preto je dôležité starať sa o svoje uši počas mrazov, pretože to potom môže ovplyvniť váš sluch na celý život. Vďaka Eustachovej trubici sa tlak v uchu normalizuje. Ak je zvuk veľmi silný, môže prasknúť. Aby sa to nestalo, odborníci radia pri veľmi hlasných zvukoch otvárať ústa. Potom sa zvukové vlny úplne nedostanú do ucha, čo čiastočne znižuje riziko prasknutia. Túto oblasť môže vidieť iba otolaryngológ pomocou špeciálnych nástrojov.

Vnútorné ucho

Ako funguje ľudské ucho? ktorý je hlboko vo vnútri? Pripomína zložitý labyrint. Táto oblasť pozostáva z časovej časti a kostnej časti. Vonkajšie sa tento mechanizmus podobá slimákovi. V tomto prípade sa temporálny labyrint nachádza vo vnútri kostného labyrintu. V tejto oblasti sa nachádza vestibulárny aparát, ktorý je naplnený špeciálnou tekutinou - endolymfou. Vnútorné ucho sa podieľa na prenose zvukov do mozgu. Tento istý orgán vám umožňuje udržiavať rovnováhu. Poruchy vo vnútornom uchu môžu viesť k nedostatočnej reakcii na hlasné zvuky: bolesti hlavy, nevoľnosť a dokonca aj vracanie. Podobné príznaky spôsobujú aj rôzne ochorenia mozgu, ako je meningitída.

Hygiena sluchu

Aby vám načúvací prístroj vydržal čo najdlhšie, lekári vám odporúčajú dodržiavať tieto pravidlá:

Udržujte svoje uši v teple, najmä keď je vonku mráz, a nechoďte v chladnom počasí bez klobúka. Pamätajte, že v takejto situácii môže najviac trpieť oblasť uší;

Vyhnite sa hlasným a ostrým zvukom;

Nepokúšajte sa sami čistiť uši ostrými predmetmi;

Ak sa váš sluch zhoršuje, dochádza k bolestiam hlavy v dôsledku ostrých zvukov a výtoku z uší, mali by ste sa poradiť s otolaryngológom.

Dodržiavaním týchto pravidiel si môžete zachovať sluch na dlhú dobu. Avšak ani s moderným rozvojom medicíny sa nevie o všetkom , Ako funguje ľudské ucho? Vedci pokračujú vo výskume a neustále sa veľa učia o tomto orgáne sluchu.

Prierez periférnym sluchovým systémom je rozdelený na vonkajšie, stredné a vnútorné ucho.

Vonkajšie ucho

Vonkajšie ucho má dve hlavné zložky: ušnicu a vonkajší zvukovod. Vykonáva rôzne funkcie. V prvom rade dlhý (2,5 cm) a úzky (5-7 mm) vonkajší zvukovod plní ochrannú funkciu.

Po druhé, vonkajšie ucho (sluchovka a vonkajší zvukovod) majú svoju vlastnú rezonančnú frekvenciu. Vonkajší zvukovod u dospelých má teda rezonančnú frekvenciu približne 2500 Hz, zatiaľ čo ušnica má rezonančnú frekvenciu 5000 Hz. To zaisťuje, že prichádzajúce zvuky každej z týchto štruktúr sú zosilnené na ich rezonančnej frekvencii až o 10-12 dB. Zosilnenie alebo zvýšenie hladiny akustického tlaku v dôsledku vonkajšieho ucha možno hypoteticky preukázať experimentom.

Použitím dvoch miniatúrnych mikrofónov, jedného umiestneného na ušnom ušníckom a druhého na ušnom bubienku, je možné tento efekt zistiť. Keď sú čisté tóny rôznych frekvencií prezentované v intenzite rovnajúcej sa 70 dB SPL (merané pomocou mikrofónu umiestneného pri ušnici), úrovne sa určia na úrovni ušného bubienka.

Pri frekvenciách pod 1400 Hz sa teda na bubienku určí SPL 73 dB. Táto hodnota je len o 3 dB vyššia ako hladina nameraná na ušnici. So zvyšujúcou sa frekvenciou sa efekt zosilnenia výrazne zvyšuje a dosahuje maximálnu hodnotu 17 dB pri frekvencii 2500 Hz. Funkcia odráža úlohu vonkajšieho ucha ako rezonátora alebo zosilňovača vysokofrekvenčných zvukov.

Vypočítané zmeny akustického tlaku produkovaného zdrojom nachádzajúcim sa vo voľnom zvukovom poli v mieste merania: ušnica, vonkajší zvukovod, bubienok (výsledná krivka) (podľa Shawa, 1974)

Rezonancia vonkajšieho ucha bola určená umiestnením zdroja zvuku priamo pred subjekt vo výške očí. Keď sa zdroj zvuku zdvihne nad hlavu, posun o 10 kHz sa posunie smerom k vyšším frekvenciám a vrchol rezonančnej krivky sa rozšíri a pokryje väčší frekvenčný rozsah. V tomto prípade každý riadok zobrazuje rôzne uhly posunutia zdroja zvuku. Vonkajšie ucho teda poskytuje „kódovanie“ posunutia objektu vo vertikálnej rovine, vyjadrené v amplitúde zvukového spektra a najmä pri frekvenciách nad 3000 Hz.

Okrem toho je jasne preukázané, že frekvenčne závislý nárast SPL meraný vo voľnom zvukovom poli a na bubienkovej membráne je spôsobený hlavne účinkami ušnice a vonkajšieho zvukovodu.

A nakoniec vonkajšie ucho plní aj lokalizačnú funkciu. Umiestnenie ušnice poskytuje najefektívnejšie vnímanie zvukov zo zdrojov umiestnených pred objektom. Oslabenie intenzity zvukov vychádzajúcich zo zdroja umiestneného za subjektom je základom lokalizácie. A predovšetkým to platí pre vysokofrekvenčné zvuky, ktoré majú krátke vlnové dĺžky.

Medzi hlavné funkcie vonkajšieho ucha teda patria:
1. ochranný;
2. zosilnenie vysokofrekvenčných zvukov;
3. určenie posunutia zdroja zvuku vo vertikálnej rovine;
4. lokalizácia zdroja zvuku.

Stredné ucho

Stredné ucho pozostáva z bubienkovej dutiny, mastoidných buniek, bubienkovej membrány, sluchových kostičiek a sluchovej trubice. U ľudí má ušný bubienok kužeľovitý tvar s eliptickými obrysmi a plochu asi 85 mm2 (z toho iba 55 mm2 je vystavených zvukovej vlne). Väčšina tympanickej membrány, pars tensa, pozostáva z radiálnych a kruhových kolagénových vlákien. V tomto prípade je centrálna vláknitá vrstva štruktúrne najdôležitejšia.

Pomocou metódy holografie sa zistilo, že bubienok nevibruje ako jeden celok. Jeho vibrácie sú nerovnomerne rozložené po jeho ploche. Najmä medzi frekvenciami 600 a 1500 Hz existujú dva výrazné úseky maximálneho posunutia (maximálna amplitúda) oscilácií. Funkčný význam nerovnomernej distribúcie vibrácií po povrchu ušného bubienka sa naďalej skúma.

Amplitúda vibrácie ušného bubienka pri maximálnej intenzite zvuku podľa údajov získaných holografickou metódou je rovná 2x105 cm, pri prahovej intenzite stimulu je rovná 104 cm (merania J. Bekesy). Oscilačné pohyby bubienka sú pomerne zložité a heterogénne. Najväčšia amplitúda kmitov pri stimulácii tónom s frekvenciou 2 kHz sa teda vyskytuje pod umbo. Pri stimulácii nízkofrekvenčnými zvukmi zodpovedá bod maximálneho posunu zadnej hornej časti tympanickej membrány. Charakter oscilačných pohybov sa stáva zložitejším so zvyšujúcou sa frekvenciou a intenzitou zvuku.

Medzi bubienkom a vnútorným uchom sú tri kosti: malleus, incus a strmienok. Rukoväť kladiva je spojená priamo s membránou, pričom jeho hlava je v kontakte s nákovou. Dlhý výbežok inkusu, a to jeho lentikulárny výbežok, sa pripája k hlave palice. Stapes, najmenšia kosť u ľudí, pozostáva z hlavy, dvoch nôh a nožnej platničky, umiestnenej v okne predsiene a upevnenej v ňom pomocou prstencového väziva.

Priame spojenie ušného bubienka s vnútorným uchom je teda cez reťaz troch sluchových kostičiek. Súčasťou stredného ucha sú aj dva svaly nachádzajúce sa v bubienkovej dutine: sval, ktorý napína bubienok (tensor tympani) a má dĺžku až 25 mm, a sval stapedius (tensor tympani), ktorého dĺžka nepresahuje 6. mm. Stapedius šľacha sa pripája k hlave tyčiniek.

Všimnite si, že akustický stimul, ktorý zasiahne bubienok, môže byť prenesený cez stredné ucho do vnútorného ucha tromi spôsobmi: (1) kostným vedením cez kosti lebky priamo do vnútorného ucha, obchádzajúc stredné ucho; (2) cez vzduchový priestor stredného ucha a (3) cez reťaz sluchových kostičiek. Ako bude ukázané nižšie, tretia cesta vedenia zvuku je najúčinnejšia. Predpokladom na to je však vyrovnanie tlaku v bubienkovej dutine s atmosférickým tlakom, čo sa pri normálnej činnosti stredného ucha realizuje cez sluchovú trubicu.

U dospelých je sluchová trubica nasmerovaná nadol, čo zabezpečuje evakuáciu tekutín zo stredného ucha do nosohltanu. Sluchová trubica teda plní dve hlavné funkcie: po prvé, prostredníctvom nej sa vyrovnáva tlak vzduchu na oboch stranách bubienka, čo je predpokladom pre vibrácie bubienka, a po druhé, sluchová trubica zabezpečuje drenážnu funkciu.

Vyššie bolo uvedené, že zvuková energia sa prenáša z ušného bubienka cez reťaz sluchových kostičiek (platnička stoniek) do vnútorného ucha. Ak však predpokladáme, že zvuk sa prenáša priamo vzduchom do tekutín vnútorného ucha, je potrebné pripomenúť väčší odpor tekutín vnútorného ucha v porovnaní so vzduchom. Aký je význam semien?

Ak si predstavíte dvoch ľudí, ktorí sa snažia komunikovať, jeden vo vode a druhý na brehu, potom by ste mali mať na pamäti, že sa stratí asi 99,9 % zvukovej energie. To znamená, že bude ovplyvnených asi 99,9 % energie a len 0,1 % zvukovej energie sa dostane do kvapalného média. Pozorovaná strata zodpovedá zníženiu akustickej energie približne o 30 dB. Prípadné straty kompenzuje stredné ucho prostredníctvom nasledujúcich dvoch mechanizmov.

Ako je uvedené vyššie, povrch ušného bubienka s plochou 55 mm2 je efektívny z hľadiska prenosu zvukovej energie. Plocha nožnej platničky štupľov, ktorá je v priamom kontakte s vnútorným uchom, je cca 3,2 mm2. Tlak môže byť definovaný ako sila aplikovaná na jednotku plochy. A ak sa sila pôsobiaca na ušný bubienok rovná sile dosahujúcej stupačku štupľov, potom tlak na stupačku štupľov bude väčší ako akustický tlak nameraný na ušnom bubienku.

To znamená, že rozdiel v plochách membrány bubienka k stupačke stupačiek poskytuje zvýšenie tlaku meraného na stupačke 17-krát (55/3,2), čo v decibeloch zodpovedá 24,6 dB. Ak sa teda stratí asi 30 dB počas priameho prenosu zo vzduchu do kvapalného média, potom v dôsledku rozdielov v povrchových plochách ušného bubienka a platničky na chodidlách je zaznamenaná strata kompenzovaná o 25 dB.

Prenosová funkcia stredného ucha, ktorá ukazuje zvýšenie tlaku v tekutinách vnútorného ucha v porovnaní s tlakom na bubienok pri rôznych frekvenciách, vyjadrené v dB (podľa von Nedzelnitsky, 1980)

Prenos energie z ušného bubienka na stupačku paličiek závisí od fungovania sluchových kostičiek. Kostičky fungujú ako pákový systém, ktorý je primárne určený skutočnosťou, že dĺžka hlavy a krku malleus je väčšia ako dĺžka dlhého výbežku inkusu. Účinok pákového systému kostí zodpovedá 1,3. Dodatočné zvýšenie energie dodávanej do platničky palicou je podmienené kužeľovým tvarom bubienka, ktorý je pri jeho vibrácii sprevádzaný dvojnásobným zvýšením síl pôsobiacich na malleus.

Všetky vyššie uvedené skutočnosti naznačujú, že energia aplikovaná na ušný bubienok sa po dosiahnutí stupienka paličky zosilní 17x1,3x2=44,2 krát, čo zodpovedá 33 dB. Avšak, samozrejme, zosilnenie, ku ktorému dochádza medzi ušným bubienkom a nášľapnou platničkou, závisí od frekvencie stimulácie. Z toho teda vyplýva, že pri frekvencii 2500 Hz nárast tlaku zodpovedá 30 dB a vyššie. Nad touto frekvenciou sa zosilnenie znižuje. Okrem toho je potrebné zdôrazniť, že vyššie uvedený rezonančný rozsah lastúry a vonkajšieho zvukovodu určuje spoľahlivé zosilnenie v širokom frekvenčnom rozsahu, čo je veľmi dôležité pre vnímanie zvukov, ako je reč.

Neoddeliteľnou súčasťou pákového systému stredného ucha (reťazca kostičiek) sú svaly stredného ucha, ktoré sú zvyčajne v stave napätia. Keď je však zvuk prezentovaný s intenzitou 80 dB vo vzťahu k prahu sluchovej citlivosti (AS), dochádza k reflexnej kontrakcii m. stapedius. V tomto prípade je zvuková energia prenášaná reťazcom sluchových ossiclov oslabená. Veľkosť tohto útlmu je 0,6-0,7 dB pre každý decibelový nárast intenzity stimulu nad prah akustického reflexu (asi 80 dB IF).

Útlm sa pri hlasitých zvukoch pohybuje od 10 do 30 dB a výraznejší je pri frekvenciách pod 2 kHz, t.j. má frekvenčnú závislosť. Čas reflexnej kontrakcie (latentná perióda reflexu) sa pohybuje od minimálnej hodnoty 10 ms, keď sú prezentované zvuky vysokej intenzity, do 150 ms, keď sú stimulované zvukmi relatívne nízkej intenzity.

Ďalšou funkciou svalov stredného ucha je obmedzenie deformácií (nelinearít). To je zabezpečené jednak prítomnosťou elastických väzov sluchových kostičiek, jednak priamou kontrakciou svalov. Z anatomického hľadiska je zaujímavé, že svaly sú umiestnené v úzkych kostných kanálikoch. To zabraňuje vibráciám svalov počas stimulácie. V opačnom prípade by došlo k harmonickému skresleniu, ktoré by sa prenieslo do vnútorného ucha.

Pohyby sluchových kostičiek nie sú rovnaké pri rôznych frekvenciách a úrovniach intenzity stimulácie. Vzhľadom na veľkosť hlavy paličky a tela inkusu je ich hmota rovnomerne rozložená pozdĺž osi prechádzajúcej cez dva veľké väzy paličky a krátky výbežok inku. Pri strednej úrovni intenzity sa reťaz sluchových kostičiek pohybuje takým spôsobom, že pätka kolíkov osciluje okolo osi, ktorá je mentálne vedená vertikálne cez zadnú nohu kolíkov, ako dvere. Predná časť nášľapnej dosky vstupuje a vychádza z kochley ako piest.

Takéto pohyby sú možné v dôsledku asymetrickej dĺžky prstencového väziva tyčiniek. Pri veľmi nízkych frekvenciách (pod 150 Hz) a pri veľmi vysokých intenzitách sa charakter rotačných pohybov dramaticky mení. Takže nová os rotácie bude kolmá na vertikálnu os uvedenú vyššie.

Pohyby strmeňa nadobúdajú hojdací charakter: kmitá ako detská hojdačka. Vyjadruje sa to tým, že keď sa jedna polovica platničky ponorí do slimáka, druhá sa pohybuje opačným smerom. V dôsledku toho je pohyb tekutín vo vnútornom uchu potlačený. Pri veľmi vysokých úrovniach intenzity stimulácie a frekvencií presahujúcich 150 Hz sa pätková doska tyčiniek otáča súčasne okolo oboch osí.

Vďaka takýmto zložitým rotačným pohybom sú ďalšie zvyšovanie úrovne stimulácie sprevádzané len malými pohybmi tekutín vnútorného ucha. Práve tieto zložité pohyby strmeňa chránia vnútorné ucho pred nadmernou stimuláciou. Pri pokusoch na mačkách sa však preukázalo, že tyčinky vykonávajú piestový pohyb, keď sú stimulované pri nízkych frekvenciách, dokonca aj pri intenzite 130 dB SPL. Pri 150 dB SPL sa pridávajú rotačné pohyby. Avšak vzhľadom na to, že dnes máme dočinenia so stratou sluchu spôsobenou vystavením priemyselnému hluku, môžeme konštatovať, že ľudské ucho nemá skutočne adekvátne ochranné mechanizmy.

Pri prezentovaní základných vlastností akustických signálov bola akustická impedancia považovaná za podstatnú charakteristiku. Fyzikálne vlastnosti akustického odporu alebo impedancie sa naplno prejavia vo fungovaní stredného ucha. Impedanciu alebo akustický odpor stredného ucha tvoria zložky spôsobené tekutinami, kosťami, svalmi a väzivami stredného ucha. Jeho zložkami sú odpor (skutočná akustická impedancia) a reaktivita (alebo reaktívna akustická impedancia). Hlavnou odporovou zložkou stredného ucha je odpor, ktorý vyvíjajú tekutiny vnútorného ucha proti stupačke paličky.

Mal by sa brať do úvahy aj odpor, ktorý vzniká pri premiestnení pohyblivých častí, ale jeho veľkosť je oveľa menšia. Malo by sa pamätať na to, že odporová zložka impedancie nezávisí od frekvencie stimulácie, na rozdiel od reaktívnej zložky. Reaktivita je určená dvoma zložkami. Prvým je množstvo štruktúr v strednom uchu. Ovplyvňuje predovšetkým vysoké frekvencie, čo sa prejavuje zvýšením impedancie v dôsledku reaktivity hmoty so zvyšujúcou sa frekvenciou stimulácie. Druhou zložkou sú vlastnosti kontrakcie a natiahnutia svalov a väzov stredného ucha.

Keď hovoríme, že pružina sa ľahko naťahuje, myslíme tým, že je pružná. Ak sa pružina naťahuje ťažko, hovoríme o jej tuhosti. Tieto vlastnosti majú najväčší prínos pri nízkych stimulačných frekvenciách (pod 1 kHz). Pri stredných frekvenciách (1-2 kHz) sa obe reaktívne zložky navzájom rušia a odporová zložka dominuje impedancii stredného ucha.

Jedným zo spôsobov merania impedancie stredného ucha je použitie elektroakustického mostíka. Ak je systém stredného ucha dostatočne tuhý, tlak v dutine bude vyšší, ako keď sú štruktúry vysoko poddajné (keď zvuk pohlcuje bubienok). Zvukový tlak meraný pomocou mikrofónu teda možno použiť na štúdium vlastností stredného ucha. Impedancia stredného ucha meraná pomocou elektroakustického mostíka sa často vyjadruje v jednotkách poddajnosti. Je to preto, že impedancia sa zvyčajne meria pri nízkych frekvenciách (220 Hz) a vo väčšine prípadov sa merajú iba vlastnosti kontrakcie a predĺženia svalov a väzov stredného ucha. Takže čím vyššia je poddajnosť, tým nižšia je impedancia a tým ľahšie systém funguje.

Keď sa svaly stredného ucha sťahujú, celý systém sa stáva menej poddajným (t. j. tuhším). Z evolučného hľadiska nie je nič zvláštne na tom, že pri opustení vody na súši na vyrovnanie rozdielov v odpore tekutín a štruktúr vnútorného ucha a vzduchových dutín stredného ucha evolúcia poskytla prenosový článok, a to reťazec sluchových kostičiek. Akými spôsobmi sa však zvuková energia prenáša do vnútorného ucha pri absencii sluchových kostičiek?

V prvom rade je vnútorné ucho stimulované priamo vibráciami vzduchu v dutine stredného ucha. Opäť platí, že kvôli veľkým rozdielom v impedancii medzi tekutinami a štruktúrami vnútorného ucha a vzduchom sa tekutiny pohybujú len nepatrne. Navyše pri priamej stimulácii vnútorného ucha prostredníctvom zmien akustického tlaku v strednom uchu dochádza k dodatočnému útlmu prenášanej energie v dôsledku toho, že oba vstupy do vnútorného ucha (okno predsiene a okno predsiene) slimák) sú súčasne aktivované a pri niektorých frekvenciách sa prenáša aj akustický tlak a vo fáze.

Vzhľadom na to, že kochlea fenestra a vestibul fenestra sú umiestnené na opačných stranách hlavnej membrány, pozitívny tlak aplikovaný na membránu kochleárneho okienka bude sprevádzať vychýlenie hlavnej membrány v jednom smere a tlak aplikovaný na platňu chodidla stôp vychýli hlavnú membránu opačným smerom. Pri rovnakom tlaku na obe okná súčasne sa hlavná membrána nepohne, čo samo o sebe eliminuje vnímanie zvukov.

Strata sluchu 60 dB sa často zistí u pacientov, ktorým chýbajú sluchové kostičky. Ďalšou funkciou stredného ucha je teda poskytnúť dráhu na prenos vzruchov do oválneho okienka vestibulu, ktoré zase zabezpečuje posuny membrány kochleárneho okienka zodpovedajúce kolísaniu tlaku vo vnútornom uchu.

Ďalším spôsobom stimulácie vnútorného ucha je kostné vedenie, pri ktorom zmeny akustického tlaku spôsobujú vibrácie v kostiach lebky (predovšetkým spánkovej kosti) a tieto vibrácie sa prenášajú priamo do tekutín vnútorného ucha. Kvôli obrovským rozdielom v impedancii medzi kosťou a vzduchom nemožno stimuláciu vnútorného ucha kostným vedením považovať za dôležitú súčasť normálneho sluchového vnímania. Ak sa však zdroj vibrácií aplikuje priamo na lebku, vnútorné ucho sa stimuluje vedením zvukov cez kosti lebky.

Rozdiely v impedancii medzi kosťami a tekutinami vnútorného ucha sú pomerne malé, čo umožňuje čiastočný prenos zvuku. Meranie sluchového vnímania pri kostnom vedení zvukov má veľký praktický význam v patológii stredného ucha.

Vnútorné ucho

Pokrok v štúdiu anatómie vnútorného ucha bol determinovaný rozvojom mikroskopických metód a najmä transmisnej a rastrovacej elektrónovej mikroskopie.

Vnútorné ucho cicavcov pozostáva zo série membránových vakov a kanálikov (tvoriacich membránový labyrint) uzavretých v kostnej kapsule (kostný labyrint), umiestnených postupne v spánkovej plene. Kostný labyrint je rozdelený na tri hlavné časti: polkruhové kanáliky, vestibul a slimák. Periférna časť vestibulárneho analyzátora je umiestnená v prvých dvoch formáciách, zatiaľ čo periférna časť sluchového analyzátora je umiestnená v slimáku.

Ľudský slimák má 2 3/4 závitky. Najväčšia kučera je hlavná, najmenšia je apikálna. K štruktúram vnútorného ucha patrí aj oválne okienko, v ktorom je umiestnená nášľapná platnička štupľov, a okrúhle okienko. Slimák končí naslepo v treťom pralese. Jeho stredová os sa nazýva modiolus.

Priečny rez slimákom, z ktorého vyplýva, že slimák je rozdelený na tri časti: scala vestibuli, ako aj scala tympani a median scala. Špirálový kanál slimáka má dĺžku 35 mm a je po celej dĺžke čiastočne rozdelený tenkou kostenou špirálovitou platničkou vybiehajúcou z modiolu (osseus spiralis lamina). Pokračuje hlavnou membránou (membrana basilaris), ktorá sa spája s vonkajšou kostnou stenou slimáka v špirálovom ligamente, čím sa dokončuje rozdelenie kanála (s výnimkou malého otvoru na vrchole slimáka, nazývaného helicotrema).

Predsieň scala sa rozprestiera od oválneho okna, ktoré sa nachádza v predsieni, až po helicotrema. Scala tympani sa tiahne od okrúhleho okna a tiež po helicotrema. Špirálové väzivo, ktoré je spojovacím článkom medzi hlavnou membránou a kostnou stenou slimáka, tiež podporuje stria vascularis. Väčšinu špirálového väziva tvoria riedke vláknité kĺby, krvné cievy a bunky spojivového tkaniva (fibrocyty). Oblasti nachádzajúce sa v blízkosti špirálového väziva a špirálového výbežku zahŕňajú viac bunkových štruktúr, ako aj väčšie mitochondrie. Špirálový výbežok je oddelený od endolymfatického priestoru vrstvou epitelových buniek.

Tenká Reissnerova membrána sa rozprestiera nahor od kostnej špirálovej platničky v diagonálnom smere a je pripevnená k vonkajšej stene slimáka mierne nad hlavnou membránou. Rozprestiera sa pozdĺž celého tela kochley a je spojená s hlavnou membránou helikotrémy. Vzniká tak kochleárny kanálik (ductus cochlearis) alebo medián scala, ohraničený zhora Reissnerovou membránou, dole hlavnou membránou a zvonka stria vascularis.

Stria vascularis je hlavná cievna zóna slimáka. Má tri hlavné vrstvy: okrajovú vrstvu tmavých buniek (chromofily), strednú vrstvu svetlých buniek (chromofóbov) a hlavnú vrstvu. Vo vnútri týchto vrstiev je sieť arteriol. Povrchová vrstva prúžku je tvorená výlučne z veľkých okrajových buniek, ktoré obsahujú veľa mitochondrií a ktorých jadrá sú umiestnené blízko endolymfatického povrchu.

Okrajové bunky tvoria väčšinu stria vascularis. Majú prstovité procesy, ktoré poskytujú úzke spojenie s podobnými procesmi buniek strednej vrstvy. Bazálne bunky pripojené k špirálovému väzu majú plochý tvar a dlhé výbežky prenikajúce do okrajových a mediálnych vrstiev. Cytoplazma bazálnych buniek je podobná cytoplazme fibrocytov špirálového väziva.

Krvné zásobenie stria vascularis sa uskutočňuje špirálovou modiolárnou artériou cez cievy prechádzajúce cez scala vestibuli k laterálnej stene kochley. Zberné venuly umiestnené v stene scala tympani smerujú krv do špirálovej modiárnej žily. Stria vascularis vykonáva hlavnú metabolickú kontrolu slimáka.

Scala tympani a scala vestibul obsahujú tekutinu nazývanú perilymfa, zatiaľ čo scala media obsahuje endolymfu. Iónové zloženie endolymfy zodpovedá zloženiu stanovenému vo vnútri bunky a vyznačuje sa vysokým obsahom draslíka a nízkou koncentráciou sodíka. Napríklad u ľudí je koncentrácia Na 16 mM; K - 144,2 mM; Сl -114 meq/l. Perilymfa naopak obsahuje vysoké koncentrácie sodíka a nízke koncentrácie draslíka (u ľudí Na - 138 mM, K - 10,7 mM, Cl - 118,5 meq/l), čo zložením zodpovedá extracelulárnym alebo cerebrospinálnym tekutinám. Udržanie zaznamenaných rozdielov v iónovom zložení endo- a perilymfy je zabezpečené prítomnosťou epiteliálnych vrstiev v membránovom labyrinte, ktoré majú veľa hustých, hermetických spojení.

Väčšinu hlavnej membrány tvoria radiálne vlákna s priemerom 18-25 mikrónov, ktoré tvoria kompaktnú homogénnu vrstvu uzavretú v homogénnej hlavnej látke. Štruktúra hlavnej membrány sa výrazne líši od základne kochley po vrchol. Na základni sú vlákna a krycia vrstva (zo strany scala tympani) umiestnené častejšie ako na vrchole. Okrem toho, zatiaľ čo kostné puzdro slimáka klesá smerom k vrcholu, hlavná membrána sa rozširuje.

Hlavná membrána má teda na báze slimáka šírku 0,16 mm, zatiaľ čo pri helikotréme jej šírka dosahuje 0,52 mm. Zaznamenaný štrukturálny faktor je základom gradientu tuhosti pozdĺž dĺžky slimáka, ktorý určuje šírenie postupujúcej vlny a prispieva k pasívnemu mechanickému nastaveniu hlavnej membrány.

Prierezy Cortiho orgánom na základni (a) a na vrchole (b) naznačujú rozdiely v šírke a hrúbke hlavnej membrány, (c) a (d) - skenovacie elektrónové mikrofotografie hlavnej membrány (pohľad zo strany scala tympani) na dne a na vrchole slimáka ( d). Súhrnné fyzikálne vlastnosti hlavnej membrány človeka

Meranie rôznych charakteristík hlavnej membrány tvorilo základ modelu membrány navrhnutého Bekesym, ktorý vo svojej hypotéze sluchového vnímania opísal zložitý vzorec jej pohybov. Z jeho hypotézy vyplýva, že ľudská hlavná membrána je hrubá vrstva husto usporiadaných vlákien dlhých asi 34 mm, smerujúcich od základne k helikotréme. Hlavná membrána na apexe je širšia, mäkšia a bez akéhokoľvek napätia. Jeho bazálny koniec je užší, tuhší ako apikálny a môže byť v stave určitého napätia. Uvedené skutočnosti sú zaujímavé pri zvažovaní vlastností vibrátora membrány v reakcii na akustickú stimuláciu.

IHC - vnútorné vlasové bunky; OHC - vonkajšie vlasové bunky; NSC, VSC - vonkajšie a vnútorné stĺpové bunky; TK - tunel Corti; OS - hlavná membrána; TC - tympanická vrstva buniek pod hlavnou membránou; D, G - podporné bunky Deiters a Hensen; PM - krycia membrána; PG - Hensenov prúžok; ICB - vnútorné drážkové bunky; Tunel RVT-radiálneho nervového vlákna

Gradient tuhosti hlavnej membrány je teda spôsobený rozdielmi v jej šírke, ktorá sa zväčšuje smerom k vrcholu, v hrúbke, ktorá sa smerom k vrcholu zmenšuje, a v anatomickej štruktúre membrány. Vpravo je bazálna časť membrány, vľavo apikálna časť. Skenovacie elektrónové mikrogramy demonštrujú štruktúru hlavnej membrány zo strany scala tympani. Rozdiely v hrúbke a frekvencii radiálnych vlákien medzi základňou a vrcholom sú jasne identifikované.

Cortiho orgán sa nachádza v strednej scale na bazilárnej membráne. Vonkajšie a vnútorné stĺpovité bunky tvoria Cortiho vnútorný tunel, naplnený tekutinou nazývanou cortymfa. Vnútri od vnútorných stĺpikov je jeden rad vnútorných vlasových buniek (IHC) a smerom von od vonkajších stĺpikov sú tri rady menších buniek nazývaných vonkajšie vlasové bunky (OHC) a podporné bunky.

,
znázorňujúci nosnú štruktúru Cortiho orgánu pozostávajúceho z Deitersových buniek (e) a ich falangeálnych výbežkov (FO) (podporný systém vonkajšieho tretieho radu ETC (ETC)). Falangeálne procesy siahajúce od špičky Deitersových buniek tvoria časť retikulárnej platničky na špičke vláskových buniek. Stereocilia (SC) sa nachádzajú nad retikulárnou platničkou (podľa I. Hunter-Duvara)

Deiterove a Hensenove bunky podporujú NVC laterálne; podobnú funkciu, ale vo vzťahu k IVC, vykonávajú hraničné bunky vnútornej drážky. Druhý typ fixácie vláskových buniek sa uskutočňuje pomocou retikulárnej platničky, ktorá drží horné konce vláskových buniek a zabezpečuje ich orientáciu. Napokon, tretí typ tiež vykonávajú Deitersove bunky, ale nachádzajú sa pod vlasovými bunkami: jedna Deitersova bunka na vlasovú bunku.

Horný koniec cylindrickej Deitersovej bunky má miskovitý povrch, na ktorom je umiestnená vlásková bunka. Z toho istého povrchu sa tenký výbežok rozširuje na povrch Cortiho orgánu a tvorí falangeálny výbežok a časť retikulárnej platničky. Tieto Deitersove bunky a falangeálne procesy tvoria hlavný vertikálny podporný mechanizmus pre vlasové bunky.

A. Transmisný elektrónový mikrofotogram VVC. Stereocília (SC) VVC sa premietajú do scala mediana (SL) a ich základňa je ponorená do kutikulárnej platničky (CP). N - jadro IVC, VSP - nervové vlákna vnútorného špirálového ganglia; VSC, NSC - vnútorné a vonkajšie stĺpcové bunky tunela Corti (TC); ALE - nervové zakončenia; OM - hlavná membrána
B. Transmisný elektrónový mikrofotogram NVC. Jasný rozdiel je vo forme NVK a VVC. NVC sa nachádza na zapustenom povrchu Deitersovej bunky (D). Na báze NVK sú identifikované eferentné nervové vlákna (E). Priestor medzi NVC sa nazýva Nuelov priestor (NP) V rámci neho sa určujú falangeálne procesy (PF).

Tvar NVK a VVC je výrazne odlišný. Horný povrch každého IVC je pokrytý kutikulárnou membránou, do ktorej sú zapustené stereocílie. Každý VVC má asi 40 vlasov, usporiadaných v dvoch alebo viacerých radoch do tvaru U.

Len malá oblasť bunkového povrchu zostáva voľná od kutikulárnej platničky, kde sa nachádza bazálne teliesko alebo modifikované kinocílium. Bazálne telo sa nachádza na vonkajšom okraji VVC, ďaleko od modiolu.

Horný povrch NVC obsahuje asi 150 stereocílií usporiadaných v troch alebo viacerých radoch v tvare V alebo W na každom NVC.

Jeden rad VVC a tri rady NVK sú jasne definované. Medzi IVC a IVC sú viditeľné hlavy buniek vnútorného piliera (ISC). Medzi vrcholmi radov NVK sa určujú vrcholy falangeálnych procesov (PF). Podporné bunky Deiters (D) a Hensen (G) sú umiestnené na vonkajšom okraji. Orientácia NVC riasiniek v tvare W je naklonená vzhľadom na IVC. V tomto prípade je sklon pre každý rad NVC iný (podľa I. Huntera-Duvara)

Vrcholy najdlhších vlasov NVC (v rade vzdialenom od modiolu) sú v kontakte s gélovitou krycou membránou, ktorú možno opísať ako acelulárnu matricu pozostávajúcu zo zolokonov, fibríl a homogénnej látky. Rozprestiera sa od špirálového výbežku k vonkajšiemu okraju retikulárnej platničky. Hrúbka integumentárnej membrány sa zväčšuje od základne slimáka k vrcholu.

Hlavná časť membrány pozostáva z vlákien s priemerom 10-13 nm, vychádzajúcich z vnútornej zóny a prebiehajúcich pod uhlom 30° k apikálnej špirále slimáka. Smerom k vonkajším okrajom krycej membrány sa vlákna šíria v pozdĺžnom smere. Priemerná dĺžka stereocílie závisí od polohy NVK pozdĺž dĺžky slimáka. V hornej časti teda ich dĺžka dosahuje 8 mikrónov, zatiaľ čo v spodnej časti nepresahuje 2 mikróny.

Počet stereocílií klesá v smere od bázy k vrcholu. Každé stereocílium má tvar palice, ktorá sa rozširuje od základne (pri kutikulárnej platni - 130 nm) po vrchol (320 nm). Medzi stereocíliami existuje silná sieť krížení; veľké množstvo horizontálnych spojení je teda spojených stereocíliami umiestnenými v rovnakom aj v rôznych radoch NVC (laterálne a pod vrcholom). Okrem toho tenký proces siaha od vrcholu kratšieho stereocília NVC a spája sa s dlhším stereocíliom ďalšieho radu NVC.

PS - krížové spojenia; KP - kutikulárna platnička; C - spojenie v rade; K - koreň; SC - stereocilium; PM - krycia membrána

Každé stereocilium je pokryté tenkou plazmatickou membránou, pod ktorou je valcový kužeľ obsahujúci dlhé vlákna smerujúce po dĺžke vlasu. Tieto vlákna sa skladajú z aktínu a iných štrukturálnych proteínov, ktoré sú v kryštalickom stave a poskytujú tuhosť stereocílii.

Ya.A. Altman, G. A. Tavartkiladze

Ľudský sluchový zmyslový systém vníma a rozlišuje obrovskú škálu zvukov. Ich rozmanitosť a bohatosť nám slúži jednak ako zdroj informácií o aktuálnom dianí v okolitej realite, jednak ako dôležitý faktor ovplyvňujúci emocionálny a psychický stav nášho tela. V tomto článku sa pozrieme na anatómiu ľudského ucha, ako aj na vlastnosti fungovania periférnej časti sluchového analyzátora.

Mechanizmus na rozlíšenie zvukových vibrácií

Vedci zistili, že vnímanie zvuku, čo sú v podstate vibrácie vzduchu v sluchovom analyzátore, sa transformuje do procesu budenia. Za vnímanie zvukových podnetov v sluchovom analyzátore je zodpovedná jeho periférna časť, ktorá obsahuje receptory a je súčasťou ucha. Vníma amplitúdu vibrácií, nazývanú akustický tlak, v rozsahu od 16 Hz do 20 kHz. V našom tele hrá sluchový analyzátor takú dôležitú úlohu ako účasť na práci systému zodpovedného za rozvoj artikulovanej reči a celej psycho-emocionálnej sféry. Najprv sa zoznámime so všeobecným plánom štruktúry sluchového orgánu.

Časti periférnej časti sluchového analyzátora

Anatómia ucha rozlišuje tri štruktúry nazývané vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Každý z nich vykonáva špecifické funkcie, nielen vzájomne prepojené, ale aj kolektívne vykonávajúce procesy prijímania zvukových signálov a ich premeny na nervové impulzy. Prenášajú sa pozdĺž sluchových nervov do spánkového laloku mozgovej kôry, kde sa zvukové vlny transformujú do podoby rôznych zvukov: hudba, spev vtákov, zvuk morského príboja. V procese fylogenézy biologického druhu „Homo sapiens“ hral orgán sluchu zásadnú úlohu, pretože zabezpečoval prejav takého javu, akým je ľudská reč. Úseky sluchového orgánu vznikli počas embryonálneho vývoja človeka z vonkajšej zárodočnej vrstvy – ektodermy.

Vonkajšie ucho

Táto časť periférnej časti zachytáva a usmerňuje vibrácie vzduchu do ušného bubienka. Anatómiu vonkajšieho ucha predstavuje chrupavková mušle a vonkajší zvukovod. Ako to vyzerá? Vonkajší tvar ušnice má charakteristické krivky - kučery a je veľmi odlišný od človeka k človeku. Jeden z nich môže obsahovať Darwinov tuberkulózu. Považuje sa za pozostatkový orgán a má homológny pôvod so špicatým horným okrajom ucha cicavcov, najmä primátov. Spodná časť sa nazýva lalok a je to spojivové tkanivo pokryté kožou.

Sluchový kanál je štruktúra vonkajšieho ucha

Ďalej. Sluchový kanál je trubica pozostávajúca z chrupavky a čiastočne kostného tkaniva. Je pokrytá epitelom obsahujúcim upravené potné žľazy, ktoré vylučujú síru, ktorá zvlhčuje a dezinfikuje priechodnú dutinu. Svaly ušnice u väčšiny ľudí sú atrofované, na rozdiel od cicavcov, ktorých uši aktívne reagujú na vonkajšie zvukové podnety. Patológie porúch v anatómii štruktúry ucha sú zaznamenané v ranom období vývoja žiabrových oblúkov ľudského embrya a môžu mať formu štiepenia laloku, zúženia vonkajšieho zvukovodu alebo agenézy - úplná absencia ušnica.

Dutina stredného ucha

Zvukovod končí elastickou fóliou, ktorá oddeľuje vonkajšie ucho od jeho strednej časti. Toto je ušný bubienok. Prijíma zvukové vlny a začína vibrovať, čo spôsobuje podobné pohyby sluchových kostičiek - kladivka, inkusu a štupľov, ktoré sa nachádzajú v strednom uchu, hlboko v spánkovej kosti. Kladivo je pripevnené k ušnému bubienku pomocou rukoväte a jeho hlava je spojená s inkusom. Tá sa zase svojim dlhým koncom uzatvára stužkami a je pripevnená k oknu predsiene, za ktorou sa nachádza vnútorné ucho. Všetko je veľmi jednoduché. Anatómia uší odhalila, že na dlhý výbežok malleus je pripevnený sval, ktorý znižuje napätie bubienka. A takzvaný „antagonista“ je pripojený ku krátkej časti tejto sluchovej kostičky. Špeciálny sval.

eustachova trubica

Stredné ucho je spojené s hltanom cez kanál pomenovaný po vedcovi, ktorý opísal jeho štruktúru, Bartolomeovi Eustachiovi. Rúrka slúži ako zariadenie, ktoré vyrovnáva atmosférický tlak vzduchu na bubienok na oboch stranách: z vonkajšieho zvukovodu aj zo stredoušnej dutiny. Je to nevyhnutné, aby sa vibrácie ušného bubienka prenášali bez skreslenia do tekutiny membránového labyrintu vnútorného ucha. Eustachova trubica je vo svojej histologickej štruktúre heterogénna. Anatómia uší odhalila, že obsahuje viac ako len kostnú časť. Tiež chrupavkovité. Rúrka, ktorá klesá z dutiny stredného ucha, končí hltanovým otvorom, ktorý sa nachádza na bočnom povrchu nosohltanu. Počas prehĺtania sa svalové fibrily pripojené k chrupavkovej časti trubice stiahnu, jej lúmen sa roztiahne a časť vzduchu sa dostane do bubienkovej dutiny. Tlak na membránu sa v tomto momente vyrovná na oboch stranách. Okolo hltanového otvoru je oblasť lymfoidného tkaniva, ktorá tvorí uzliny. Nazýva sa to Gerlachova mandľa a je súčasťou imunitného systému.

Vlastnosti anatómie vnútorného ucha

Táto časť periférneho sluchového senzorického systému sa nachádza hlboko v spánkovej kosti. Pozostáva z polkruhových kanálikov súvisiacich s orgánom rovnováhy a kostným labyrintom. Posledná štruktúra obsahuje slimák, vo vnútri ktorého je Cortiho orgán, čo je systém prijímajúci zvuk. Pozdĺž špirály je kochlea rozdelená tenkou vestibulárnou platničkou a hustejšou bazilárnou membránou. Obe membrány rozdeľujú slimák na kanály: dolný, stredný a horný. Na svojej širokej základni začína horný kanál oválnym oknom a dolný je uzavretý okrúhlym oknom. Oba sú naplnené tekutým obsahom - perilymfou. Považuje sa za modifikovaný cerebrospinálny mok - látku, ktorá vypĺňa miechový kanál. Endolymfa je ďalšia tekutina, ktorá vypĺňa kanály kochley a hromadí sa v dutine, kde sa nachádzajú nervové zakončenia orgánu rovnováhy. Pokračujme v štúdiu anatómie uší a zvážme tie časti sluchového analyzátora, ktoré sú zodpovedné za transkódovanie zvukových vibrácií do procesu budenia.

Význam Cortiho orgánu

Vo vnútri slimáka sa nachádza membránová stena nazývaná bazilárna membrána, na ktorej je súbor dvoch typov buniek. Niektoré plnia funkciu podpory, iné sú senzorické – vlasové. Vnímajú vibrácie perilymfy, premieňajú ich na nervové vzruchy a prenášajú ich ďalej do zmyslových vlákien vestibulokochleárneho (sluchového) nervu. Ďalej sa vzruch dostane do kortikálneho sluchového centra, ktoré sa nachádza v spánkovom laloku mozgu. Rozlišuje zvukové signály. Klinická anatómia ucha potvrdzuje fakt, že to, čo počujeme oboma ušami, je dôležité pri určovaní smeru zvuku. Ak sa k nim dostanú zvukové vibrácie súčasne, človek vníma zvuk spredu aj zozadu. A ak vlny dorazia do jedného ucha skôr ako do druhého, potom k vnímaniu dochádza vpravo alebo vľavo.

Teórie vnímania zvuku

V súčasnosti neexistuje konsenzus o tom, ako presne systém funguje, analyzuje zvukové vibrácie a prevádza ich do podoby zvukových obrazov. Anatómia štruktúry ľudského ucha zdôrazňuje nasledujúce vedecké koncepty. Napríklad Helmholtzova teória rezonancie tvrdí, že hlavná membrána slimáka funguje ako rezonátor a je schopná rozkladať zložité vibrácie na jednoduchšie zložky, pretože jej šírka je na vrchole a základni nerovnaká. Preto, keď sa objavia zvuky, nastáva rezonancia, ako v sláčikovom nástroji - harfe alebo klavíri.

Iná teória vysvetľuje proces vzniku zvuku tým, že sa v kochleárnej tekutine objavuje postupujúca vlna ako reakcia na vibrácie endolymfy. Vibrujúce vlákna hlavnej membrány rezonujú so špecifickou vibračnou frekvenciou a vo vláskových bunkách vznikajú nervové impulzy. Cestujú pozdĺž sluchových nervov do časovej časti mozgovej kôry, kde nastáva konečná analýza zvukov. Všetko je mimoriadne jednoduché. Obe tieto teórie vnímania zvuku sú založené na znalostiach anatómie ľudského ucha.