Aká časť ucha? Štruktúra a funkcia vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha

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

Anatomicky v ľudskom uchu existujú tri oddelenia.

• vonkajšie ucho, skladajúci sa z ušnica a vonkajší zvukovod ;
• stredné ucho, vypracované 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 pripojíme sluchový nerv z periférie do kôry spánkových lalokov mozgu, tak celý komplex bude tzv. sluchový analyzátor.

Ušnica ľudské telo pozostáva z kostry - chrupavky, pokrytej 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 tympanickou membránou. U dospelého človeka je vonkajšia tretina zvukovodu chrupavková a vnútorné dve tretiny sú kosť, ktorá je súčasťou 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; tuberkulóza pána Darwina; 3 - veža; 4 - noha kučery; 5 - umývadlo; 6 - dutina škrupiny; 7 - anti-helix;
8 - zvlnenie; 9 - protivokozelok; 10 - lalok; 11 - intersticiálny zárez; 12 - tragus; 13-supracostálny tuberkul; 14-suprakozelkový zárez; 15 - antihelixové nohy.

Ušný bubienok u dospelého (10 mm vysoký a 9 mm široký) úplne izoluje vonkajšie ucho od stredného ucha, to znamená od bubienkovej dutiny. Otočené do ušného bubienka rukoväť kladiva- časť jednej zo sluchových kostičiek.

bubienková dutina dospelý má objem asi 1 cm ^; lemované sliznicou; jeho horná kostná stena hraničí s lebečnou dutinou, predná v dolnom úseku prechádza do Eustachovej trubice, zadná v hornom úseku do priehlbiny spájajúcej bubienkovú dutinu s dutinou (jaskyňou) výbežku mastoidey. Bubnová dutina obsahuje vzduch. Obsahuje sluchové kostičky (kladivo, nákova, strmeň), spojené kĺbmi, ako aj dva svaly (stapedius a ťahový bubienok) a väzy.

Na vnútornej stene sú dva otvory; jeden z nich je oválny, pokrytý platňou strmeňa, ktorého okraje sú pripevnené ku kostnému rámu vláknitým tkanivom, čo umožňuje pohyb strmeňa; druhý je okrúhly, pokrytý membránou (tzv. sekundárny bubienkový).

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

Schéma štruktúry pravého sluchového orgánu človeka (rez pozdĺž vonkajšieho zvukovodu):
1 - ušnica; 2 - vonkajší sluchový meatus; 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, k zastaveniu prúdenia vzduchu do bubienkovej dutiny, čo spôsobuje pocit upchatého ucha a stratu sluchu.

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

Zariadenie vnútorného ucha je veľmi zložité, preto sa nazýva labyrint.
Delí sa na sluchové (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 umiestnené v troch rôznych rovinách. Vo vnútri kosteného labyrintu je membránový labyrint naplnený čírou tekutinou. Cez lúmen slimáka prechádza doštička schopná kolísania 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, labyrintová tekutina) a
• vnímanie zvuku (sluchové bunky, zakončenia sluchových nervov); do prístroja na vnímanie zvuku patrí aj celý sluchový nerv, centrálne vodiče a časť mozgovej kôry.
  Úplné poškodenie zvukovo-vnímacieho aparátu vedie v tomto uchu k úplnej strate sluchu – hluchote a jedného zvukovovodného aparátu – len k čiastočnej (nedpočutie).

Ušnica vo fyziológii sluchu u ľudí nehrá veľkú úlohu, aj keď zrejme pomáha orientácii vzhľadom na zdroj zvuku v priestore. Vonkajší zvukovod je hlavným kanálom, ktorým zvuk prenášaný vzduchom prechádza s tzv. vedenie vzduchu; môže byť porušený hermetickým zablokovaním (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 bubienka (ako aj celý sluchový okruh s ňou spojený) veľký význam pre prenos nízkych, teda basových zvukov; keď sú membrána alebo sluchové kostičky zničené, nízke zvuky sú vnímané zle alebo nie sú vnímané vôbec, stredné a vysoké zvuky sú počuteľné uspokojivo. Vzduch obsiahnutý v bubienkovej dutine prispieva k pohyblivosti reťaze kostičiek a okrem toho vedie aj zvuk stredných a nízkych tónov priamo na platničku strmeňa, prípadne na sekundárnu membránu kruhového okienka. Svaly v bubienkovej dutine slúžia na reguláciu napätia bubienka a reťaze kostičiek (prispôsobenie sa zvukom rôzneho charakteru), v závislosti od sily zvuku. Úloha oválneho okienka je v hlavnom prenose zvukových vibrácií do labyrintu (jeho tekutiny).

Známu úlohu pri prenose zvuku zohráva vnútornej (labyrintovej) steny stredného ucha (bubienková dutina).

Cez eustachova trubica vzduch bubienkovej dutiny sa neustále obnovuje, čím sa v ňom udržiava atmosférický tlak prostredia; tento vzduch sa postupne rozptýli. Okrem toho fajka slúži na odvádzanie niektorých škodlivých látok z bubienkovej dutiny do nosohltanu – nahromadený výtok, náhodne infikovaný a pod. to vysvetľuje, prečo niektorí nepočujúci otvárajú ústa, aby lepšie počuli.

Veľký význam vo fyziológii sluchu má labyrint. Zvukové vlny prechádzajúce cez oválne okno a inými spôsobmi prenášajú vibrácie do labyrintovej tekutiny vestibulu, ktorá ich zase prenáša do tekutiny slimáka. Zvukové vlny prechádzajúce labyrintovou tekutinou spôsobujú jej vibráciu, ktorá 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 podráždenia sa prenášajú do nervových centier umiestnených v medulla oblongata, čo spôsobuje reflexy. Silné podráždenie vestibulu a polkruhových kanálikov vestibulárneho aparátu (napríklad pri rotácii tela, kotúľaní sa na lodiach alebo lietadlách) spôsobuje pocit závratu, blednutie, potenie, nevoľnosť a zvracanie. Štúdium vestibulárneho aparátu má veľký význam pri výbere leteckej a námornej služby.

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

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

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

2. Vo zvukovode vedie zvukové vibrácie do ušného bubienka

3. Ušný bubienok je membrána, ktorá pri vystavení zvuku vibruje.

4. Kladivo s rukoväťou je pripevnené k stredu bubienka pomocou väzov a jeho hlava je pripojená k nákove (5), ktorá je zase pripevnená k strmeňu (6).

Drobné svaly pomáhajú prenášať zvuk reguláciou pohybu týchto kostí.

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 citlivých vlasatých buniek (12), ktoré pokrývajú bazilárnu membránu (13). Zvukové vlny sú zachytené vlasovými bunkami a premenené na elektrické impulzy. Ďalej sa tieto elektrické impulzy prenášajú pozdĺž sluchového nervu (11) do mozgu. Sluchový nerv pozostáva z tisícok najjemnejších nervových vlákien. Každé vlákno začína zo špecifickej časti slimáka a prenáša špecifickú zvukovú frekvenciu. Nízkofrekvenčné zvuky sa prenášajú pozdĺž vlákien vychádzajúcich z hornej časti slimáka (14) a vysokofrekvenčné zvuky sa prenášajú pozdĺž vlákien spojených s jej základňou. Funkciou vnútorného ucha je teda premieňať mechanické vibrácie na elektrické, keďže mozog dokáže vnímať iba elektrické signály.

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

Zvukové vibrácie zachytávajú ušnice (u zvierat sa môžu otáčať smerom k zdroju zvuku) a prenášajú sa vonkajším zvukovodom do bubienka, ktorý oddeľuje vonkajšie ucho od stredného ucha. Pre určenie smeru zvuku je dôležité snímanie zvuku a celý proces počúvania dvoma ušami – takzvaný binaurálny sluch. Zvukové vibrácie prichádzajúce zo strany sa dostanú do najbližšieho ucha o niekoľko desaťtisícín sekundy (0,0006 s) skôr ako do druhého. Tento zanedbateľný rozdiel v čase, keď zvuk prichádza do oboch uší, stačí na určenie jeho smeru.

Stredné ucho je zvukovo vodivé zariadenie. Ide o vzduchovú dutinu, ktorá je cez sluchovú (Eustachovu) trubicu prepojená s nosohltanovou dutinou. Vibrácie z bubienka cez stredné ucho prenášajú 3 navzájom spojené sluchové kostičky - kladivko, nákovka a strmienok, ktorý cez membránu oválneho okienka prenáša tieto vibrácie tekutiny vo vnútornom uchu - perilymfe. .

Kvôli zvláštnostiam geometrie sluchových kostičiek sa na strmeň prenášajú vibrácie tympanickej membrány so zníženou amplitúdou, ale so zvýšenou silou. Povrch strmeňa je navyše 22-krát menší ako membrána bubienka, čo o rovnakú hodnotu zvyšuje jeho tlak na membránu oválneho okienka. Výsledkom je, že aj slabé zvukové vlny pôsobiace na blanu bubienka sú schopné prekonať odpor membrány oválneho okienka vestibulu a viesť k kolísaniu tekutiny v slimáku.

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

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

V strednom uchu sú dva svaly: napínacia tympanická membrána a strmeň. Prvý z nich, kontrakčný, zvyšuje napätie bubienka a tým obmedzuje amplitúdu jeho kmitov pri silných zvukoch, a druhý fixuje strmeň a tým obmedzuje jeho pohyb. Reflexná kontrakcia týchto svalov nastáva 10 ms po nástupe silného zvuku a závisí od jeho amplitúdy. Týmto spôsobom je vnútorné ucho automaticky chránené pred preťažením. Pri okamžitých silných podráždeniach (otrasy, výbuchy atď.) tento ochranný mechanizmus nestihne fungovať, čo môže viesť k poruchám sluchu (napríklad medzi výbušninami a strelcami).

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

Hlavnou cestou prenosu zvuku do ucha je vzduch. Približujúci sa zvuk rozvibruje tympanickú membránu a potom sa vibrácie prenesú cez reťaz sluchových kostičiek do oválneho okienka. Zároveň vznikajú vzduchové vibrácie bubienkovej dutiny, 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 naberá veľký význam, ak sa vibrujúci predmet (napríklad stopka ladičky) dostane do kontaktu s lebkou, ako aj pri ochoreniach stredoušného ústrojenstva, kedy je narušený prenos zvukov cez kostný reťazec. Okrem vzduchovej dráhy, vedenia zvukových vĺn, existuje aj tkanivová, čiže kostná dráha.

Pod vplyvom vibrácií zvuku vzduchu, ako aj pri kontakte vibrátorov (napríklad kostného telefónu alebo kostnej ladičky) s kožou hlavy, kosti lebky začnú oscilovať (začína aj kostný labyrint oscilovať). Na základe najnovších údajov (Bekesy - Bekesy a iné) sa dá predpokladať, že zvuky šíriace sa kosťami lebky vzrušujú Cortiho orgán len vtedy, ak ako vzdušné vlny spôsobia vydutie určitej časti hlavnej membrány.

Schopnosť kostí lebky viesť zvuk vysvetľuje, prečo sa človek sám, jeho hlas zaznamenaný na páske, pri prehrávaní nahrávky javí ako cudzí, zatiaľ čo ostatní ho ľahko spoznajú. Faktom je, že nahrávka nereprodukuje váš hlas úplne. Zvyčajne pri rozprávaní počujete nielen tie zvuky, ktoré počujú vaši partneri (t. j. tie zvuky, ktoré sú vnímané v dôsledku vedenia vzduch-kvapalina), ale aj tie nízkofrekvenčné zvuky, ktorých vodičom sú kosti vašej lebky. Keď však počúvate magnetofónovú nahrávku vlastného hlasu, počujete len to, čo sa nahrať dalo – zvuky, ktoré sa nesú vzduchom.

binaurálne počúvanie . Človek a zvieratá majú priestorový sluch, teda schopnosť určiť polohu zdroja zvuku v priestore. Táto vlastnosť je založená na prítomnosti binaurálneho sluchu alebo sluchu dvoma ušami. Pre neho je dôležitá aj prítomnosť dvoch symetrických polovíc 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 (interaurálne) rozdiely v čase príchodu zvuku do pravého a ľavého ucha a intenzitu zvuku v každom uchu. Ak je zdroj zvuku umiestnený ďalej od strednej čiary hlavy, zvuková vlna dorazí do jedného ucha o niečo skôr a má väčšiu silu ako do druhého ucha. Odhad vzdialenosti zdroja zvuku od tela je spojený so zoslabnutím zvuku a zmenou jeho farby.

Pri oddelenej stimulácii pravého a ľavého ucha cez slúchadlá vedie oneskorenie medzi zvukmi už 11 μs alebo rozdiel v intenzite dvoch zvukov o 1 dB k zjavnému posunu v lokalizácii zdroja zvuku od strednej čiary smerom k skorší alebo silnejší zvuk. V sluchových centrách dochádza s ostrým prispôsobením k určitému rozsahu interaurálnych rozdielov v čase a intenzite. Našli sa aj bunky, ktoré reagujú len na určitý smer pohybu zdroja zvuku v priestore.

Toto je najkomplexnejší a prekvapivo presný mechanizmus, ktorý vám umožňuje vnímať rôzne zvuky. Niektorí ľudia majú od prírody veľmi jemné ucho, ktoré dokáže zachytiť tie najpresnejšie intonácie a zvuky, iní, ako sa hovorí, „šliapol na ucho medveď“. ale Ako je na tom ľudské ucho? Tu je to, čo píšu výskumníci.

vonkajšie ucho

Ľudský načúvací prístroj možno rozdeliť na vonkajšie, stredné a vnútorné ucho. Prvá časť je všetko, čo vidíme navonok. Vonkajšie ucho sa skladá zo zvukovodu a ušnice. Vnútorne je ušnica riešená tak, že človek začína vnímať rôzne zvuky. Skladá sa zo špeciálnej chrupavky, ktorá je pokrytá kožou. Spodná časť ľudského ucha má malý lalok, pozostávajúci z tukového tkaniva.

Existuje názor, že biologicky aktívne body sa nachádzajú v oblasti vonkajšieho ucha a ušnice, ale táto teória nenašla presné potvrdenie. Z tohto dôvodu sa verí, že iba kompetentný špecialista, ktorý pozná súradnice, môže prepichnúť uši. A to je ďalšia záhada – ako funguje ľudské ucho. Veď podľa japonskej teórie, ak nájdete biologicky aktívne body a masírujete alebo ovplyvníte ich akupunktúrou, 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 už prebieha v strednom uchu.

Stredné ucho

Skladá sa z bubienka, kladívka, nákovy a strmeňa. Celková plocha je asi 1 kubický centimeter. Navonok nebudete môcť vidieť, ako je ľudské stredné ucho usporiadané bez špeciálnych nástrojov, pretože táto oblasť sa nachádza pod spánkovou kosťou. Oddeľuje stredné ucho od vonkajšieho bubienka. Ich funkciou je vytvárať a transformovať zvuky, ako sa to deje vo vnútri reproduktora. Táto oblasť je spojená s nosohltanom pomocou Eustachovej trubice. Ak má človek upchatý nos, potom to vždy ovplyvňuje vnímanie zvukov. Mnoho ľudí si všimne, že sluch počas prechladnutia sa prudko zhoršuje. A to isté sa stane, ak je oblasť stredného ucha zapálená, najmä pri chorobách, ako je hnisavý zápal stredného ucha. Preto je dôležité chrániť si uši počas mrazov, pretože to môže ovplyvniť váš sluch na celý život. Vďaka Eustachovej trubici sa tlak v uchu normalizuje. Ak je zvuk veľmi silný, môže sa zlomiť. 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 prístrojov.

vnútorné ucho

Ako je na tom ľudské ucho ktorá leží hlboko vo vnútri? Vyzerá to ako zložité bludisko. Táto oblasť pozostáva z časovej časti a kosti. Navonok tento mechanizmus pripomína slimáka. V tomto prípade sa temporálny labyrint nachádza vo vnútri kosti. V tejto oblasti sa nachádza vestibulárny aparát, ktorý je naplnený špeciálnou tekutinou - endolymfou. Vnútorné ucho je spojené s prenosom zvukov do mozgu. Tento istý orgán vám umožňuje udržiavať rovnováhu. Porušenia v oblasti vnútorného ucha môžu viesť k nedostatočnej reakcii na hlasné zvuky: začína bolesť hlavy, nevoľnosť a dokonca aj zvracanie. Podobné príznaky spôsobujú aj rôzne ochorenia mozgu, ako je meningitída.

Hygiena sluchu

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

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

Vyhnite sa hlasným a drsným zvukom;

Nepokúšajte sa sami čistiť uši ostrými predmetmi;

Pri poruche sluchu, bolesti hlavy s ostrými zvukmi a výtoku z uší by ste sa mali poradiť s otolaryngológom.

Dodržiavaním týchto pravidiel si môžete ušetriť 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 dozvedajú o tomto sluchovom orgáne.

Priečny rez periférnou časťou sluchového ústrojenstva 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 (ušná kosť a vonkajší zvukovod) majú svoju vlastnú rezonančnú frekvenciu. Vonkajší zvukovod u dospelých má teda rezonančnú frekvenciu približne 2500 Hz, zatiaľ čo ušnica sa rovná 5000 Hz. To poskytuje zosilnenie prichádzajúcich zvukov každej z týchto štruktúr pri ich rezonančnej frekvencii až do 10-12 dB. Zosilnenie alebo zvýšenie hladiny akustického tlaku v dôsledku vonkajšieho ucha možno hypoteticky preukázať experimentom.

Pomocou dvoch miniatúrnych mikrofónov, jedného na ušnom bubienku a druhého na ušnom bubienku, je možné tento efekt určiť. Pri prezentácii čistých tónov rôznych frekvencií s intenzitou rovnajúcou sa 70 dB SPL (pri meraní mikrofónom umiestneným na ušnici) sa hladiny určia na úrovni bubienka.

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

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

Rezonancia vonkajšieho ucha bola stanovená umiestnením zdroja zvuku priamo pred subjekt vo výške očí. Keď je zdroj zvuku zdvihnutý nad hlavu, hranica pri frekvencii 10 kHz sa posúva smerom k vyšším frekvenciám a vrchol rezonančnej krivky sa rozširuje a pokrýva väčší frekvenčný rozsah. V tomto prípade každý riadok zobrazuje rôzne uhly posunu zdroja zvuku. Vonkajšie ucho teda zabezpečuje „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 s krátkymi vlnovými dĺžkami.

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, sluchovej trubice. U ľudí má tympanická membrána kužeľovitý tvar s eliptickými obrysmi a plochu asi 85 mm2 (z toho iba 55 mm2 je vystavených zvukovým vlnám). 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 bubienka ako celok nevibruje. Jeho kmity sú nerovnomerne rozložené po jeho ploche. Najmä medzi frekvenciami 600 a 1500 Hz sú dva výrazné úseky maximálneho posunu (maximálna amplitúda) kmitov. Funkčný význam nerovnomerného rozloženia vibrácií na povrchu bubienka sa naďalej skúma.

Amplitúda kmitov bubienka pri maximálnej intenzite zvuku je podľa údajov získaných holografickou metódou 2x105 cm, pričom pri prahovej intenzite stimulu je to 104 cm (merania J. Bekesy). Oscilačné pohyby tympanickej membrány sú pomerne zložité a heterogénne. Najväčšia amplitúda oscilácie pri stimulácii s tónom 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 komplikovanejším so zvyšovaním frekvencie a intenzity zvuku.

Medzi bubienkom a vnútorným uchom sú tri kosti: kladivo, nákovka a strmeň. Rukoväť malleusu je spojená priamo s membránou, pričom jej hlava je v kontakte s kovadlinou. Dlhý výbežok inkusu, konkrétne jeho lentikulárny výbežok, je spojený s hlavou strmeňa. Strmeň, 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 tympanickej membrány s vnútorným uchom sa teda uskutočňuje prostredníctvom reťazca troch sluchových ossiclov. Súčasťou stredného ucha sú aj dva svaly nachádzajúce sa v bubienkovej dutine: sval, ktorý napína bubienok (t.tensor tympani) a má dĺžku až 25 mm, a strmeňový sval (t.stapedius), ktorého dĺžka nepresahuje 6 mm. Šľacha stapediusového svalu je pripevnená k hlave strmeňa.

Všimnite si, že akustický stimul, ktorý dosiahol bubienkovú membránu, sa môže preniesť cez stredné ucho do vnútorného ucha tromi spôsobmi: (1) kostným vedením cez kosti lebky priamo do vnútorného ucha, obchádzajúc stredné ucho; (2) cez vzdušný priestor stredného ucha a (3) cez reťaz kostičiek. Ako bude ukázané nižšie, tretia cesta prenosu zvuku je najúčinnejšia. Predpokladom toho je však vyrovnanie tlaku v bubienkovej dutine s atmosférickým tlakom, ktoré sa pri normálnej funkcii stredného ucha uskutočňuje 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 vyrovnáva tlak vzduchu na oboch stranách bubienka, čo je predpokladom pre vibrácie bubienka, a po druhé zabezpečuje drenážnu funkciu.

Ako je uvedené vyššie, zvuková energia sa prenáša z bubienka cez reťaz kostičiek (nožná platnička strmeňa) do vnútorného ucha. Avšak za predpokladu, že zvuk sa prenáša priamo vzduchom do tekutín vnútorného ucha, treba pripomenúť, že odpor tekutín vnútorného ucha je väčší ako odpor vzduchu. Aký je význam kostí?

Ak si predstavíte dvoch ľudí, ktorí sa snažia komunikovať, keď jeden je vo vode a druhý na brehu, potom treba 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. Výrazná strata zodpovedá zníženiu akustickej energie približne o 30 dB. Prípadné straty kompenzuje stredné ucho prostredníctvom nasledujúcich dvoch mechanizmov.

Ako je uvedené vyššie, povrch tympanickej membrány s plochou 55 mm2 je účinný z hľadiska prenosu zvukovej energie. Plocha nášľapnej dosky strmeňa, 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 aplikovaná na tympanickú membránu rovná sile, ktorá dosiahne platničku štupľov, potom tlak na platničku štupľov bude väčší ako akustický tlak nameraný na bubienkovej membráne.

To znamená, že rozdiel medzi oblasťami bubienkovej membrány a stupačkou stupačiek poskytuje 17-násobné zvýšenie tlaku meraného na stupačke (55/3,2), čo zodpovedá 24,6 dB v decibeloch. Ak sa teda stratí asi 30 dB počas priameho prenosu zo vzduchu do kvapaliny, potom v dôsledku rozdielov v povrchových plochách bubienkovej membrány a platničky stupačiek sa výrazná strata kompenzuje o 25 dB.

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

Prenos energie z blany bubienka na platničku strmienka 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 strmeňa je spôsobené kužeľovým tvarom bubienkovej membrány, ktorá, keď vibruje, je sprevádzaná dvojnásobným zvýšením síl pôsobiacich na malleus.

Všetko vyššie uvedené naznačuje, že energia aplikovaná na tympanickú membránu, keď dosiahne platňu strmeňa, sa zvýši 17x1,3x2=44,2 krát, čo zodpovedá 33 dB. Avšak, samozrejme, zosilnenie, ktoré prebieha medzi tympanickou membránou a platničkou chodidla, závisí od frekvencie stimulácie. Z toho teda vyplýva, že pri frekvencii 2500 Hz zvýšenie tlaku zodpovedá 30 dB alebo viac. Nad touto frekvenciou sa zosilnenie znižuje. Okrem toho je potrebné zdôrazniť, že spomínaný rezonančný rozsah lastúry a vonkajšieho zvukovodu spôsobuje výrazné zosilnenie v širokom frekvenčnom rozsahu, čo je veľmi dôležité pre vnímanie zvukov ako je reč.

Neoddeliteľnou súčasťou pákového systému stredného ucha (osikulárnej reťaze) sú svaly stredného ucha, ktoré sú zvyčajne v napätí. Avšak pri prezentácii zvuku s intenzitou 80 dB vo vzťahu k prahu sluchovej citlivosti (IF) dochádza k reflexnej kontrakcii m. stapedius. V tomto prípade je zvuková energia prenášaná cez kostný reťazec 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 s relatívne nízkou intenzitou.

Ďalšou funkciou svalov stredného ucha je obmedzenie skreslenia (nelinearity). 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 pri stimulácii. V opačnom prípade by došlo k harmonickému skresleniu, ktoré by sa prenášalo do vnútorného ucha.

Pohyby sluchových kostičiek nie sú rovnaké pri rôznych frekvenciách a úrovniach intenzity stimulácie. Vzhľadom na veľkosť hlavičky kladívka a tela nákovy je ich hmota rovnomerne rozložená pozdĺž osi prechádzajúcej cez dva veľké väzy kladívka a krátky výbežok inkusu. Pri strednej intenzite sa reťaz sluchových kostičiek pohybuje tak, že doska strmeňa kmitá okolo osi, ktorá je mentálne natiahnutá vertikálne cez zadnú nohu strmeňa, ako dvere. Predná časť nožnej platničky vstupuje a vychádza z kochley ako piest.

Takéto pohyby sú možné v dôsledku asymetrickej dĺžky prstencového väziva strmeňa. Pri veľmi nízkych frekvenciách (pod 150 Hz) a pri veľmi vysokých intenzitách sa povaha 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 je jedna polovica platničky ponorená do slimáka, druhá sa pohybuje v opačnom smere. V dôsledku toho sú pohyby tekutín vnútorného ucha tlmené. Pri veľmi vysokých úrovniach intenzity stimulácie a frekvencií presahujúcich 150 Hz sa pätka strmeňa súčasne otáča okolo oboch osí.

V dôsledku takýchto zložitých rotačných pohybov je ďalšie zvýšenie úrovne stimulácie sprevádzané len miernymi pohybmi tekutín vnútorného ucha. Práve tieto zložité pohyby strmeňa chránia vnútorné ucho pred nadmernou stimuláciou. Pri pokusoch na mačkách sa však preukázalo, že strmeň vykonáva pohyb podobný piestu, keď je stimulovaný nízkymi frekvenciami, dokonca aj pri intenzite 130 dB SPL. Pri 150 dB SPL sa pridávajú rotačné pohyby. Ak však vezmeme do úvahy, 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 ich podstatnú charakteristiku. Fyzikálne vlastnosti akustickej impedancie alebo impedancie sa naplno prejavia vo fungovaní stredného ucha. Impedancia alebo akustická impedancia stredného ucha sa skladá zo zložiek v dôsledku tekutín, kostičiek, svalov a väzov stredného ucha. Jeho zložkami sú odpor (skutočný akustický odpor) a reaktivita (alebo reaktívny akustický odpor). Hlavnou odporovou zložkou stredného ucha je odpor, ktorý vyvíjajú tekutiny vnútorného ucha proti stupačke paličky.

Do úvahy by sa mal brať aj odpor vznikajúci pri posune pohyblivých častí, ale jeho hodnota je oveľa menšia. Malo by sa pamätať na to, že odporová zložka impedancie nezávisí od rýchlosti stimulácie, na rozdiel od reaktívnej zložky. Reaktivita je určená dvoma zložkami. Prvým je hmota štruktúr stredného ucha. Má vplyv predovšetkým na vysoké frekvencie, čo sa prejavuje zvýšením impedancie v dôsledku reaktivity hmoty so zvýšením frekvencie stimulácie. Druhou zložkou sú vlastnosti kontrakcie a natiahnutia svalov a väzov stredného ucha.

Keď hovoríme, že pružina sa ľahko naťahuje, myslíme tým, že je tvárna. Ak je pružina natiahnutá ťažko, hovoríme o jej tuhosti. Tieto vlastnosti sa najviac podieľajú na 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 mikrofónom teda možno použiť na štúdium vlastností stredného ucha. Impedancia stredného ucha meraná elektroakustickým mostíkom 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 kontrakčné a naťahovacie vlastnosti 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 opúšťaní vody na súši, aby sa vyrovnali rozdiely v odpore tekutín a štruktúr vnútorného ucha a vzduchových dutín stredného ucha, evolúcia poskytuje prenosové spojenie, menovite reťaz 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 tekutín a štruktúr vnútorného ucha a vzduchu sa tekutiny pohybujú len nepatrne. Okrem toho, keď je vnútorné ucho priamo stimulované zmenami akustického tlaku v strednom uchu, dochádza k dodatočnému útlmu prenášanej energie v dôsledku toho, že oba vstupy do vnútorného ucha (predsieňové okno a kochleárne okno) sú súčasne aktivovaný a pri niektorých frekvenciách sa prenáša aj akustický tlak.a vo fáze.

Vzhľadom na to, že kochleárne okno a vestibulové okno sú umiestnené na opačných stranách hlavnej membrány, pozitívny tlak aplikovaný na membránu kochleárneho okna bude sprevádzaný vychýlením hlavnej membrány v jednom smere a tlakom aplikovaným na nožnú platňu. stôp bude sprevádzané vychýlením hlavnej membrány v opačnom smere. Pri použití na obe okná súčasne rovnakým tlakom sa hlavná membrána nepohne, čo samo o sebe vylučuje vnímanie zvukov.

Strata sluchu 60 dB je často určená u pacientov, ktorí nemajú sluchové kostičky. Ďalšou funkciou stredného ucha je teda poskytnúť dráhu na prenos stimulu do oválneho okienka vestibulu, čo zase zabezpečuje posuny membrány kochleárneho okna zodpovedajúce kolísaniu tlaku vo vnútornom uchu.

Ďalším spôsobom stimulácie vnútorného ucha je kostné vedenie zvuku, 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 kostnej a vzduchovej impedancii nemožno stimuláciu kostného vedenia vnútorného ucha 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 kostí a tekutín vnútorného ucha sú veľmi malé, čo prispieva k čiastočnému prenosu zvuku. Veľký praktický význam v patológii stredného ucha má meranie sluchového vnímania pri kostnom vedení zvukov.

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 kostenom puzdre (kostný labyrint) umiestnených postupne v tvrdej spánkovej kosti. Kostný labyrint je rozdelený na tri hlavné časti: polkruhové kanáliky, vestibul a slimák. Prvé dve formácie obsahujú periférnu časť vestibulárneho analyzátora, zatiaľ čo slimák obsahuje periférnu časť sluchového analyzátora.

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

Prierez slimákom, z ktorého vyplýva, že slimák je rozdelený na tri časti: predsieň scala, ako aj tympanickú a strednú šupinu. Špirálový kanál slimáka má dĺžku 35 mm a je čiastočne rozdelený po celej dĺžke tenkou kostenou špirálovou platničkou, ktorá sa tiahne od modiolu (osseus spiralis lamina). V nadväznosti na to sa bazilárna membrána (membrana basilaris) pripája k vonkajšej kostnej stene slimáka v špirálovom väzive, čím sa dokončuje rozdelenie kanála (okrem malého otvoru v hornej časti slimáka nazývaného helicotrema).

Schodisko vestibulu siaha od foramen ovale 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, súčasne podopiera cievny pás. Väčšinu špirálového väziva tvoria vzácne vláknité spojenia, krvné cievy a bunky spojivového tkaniva (fibrocyty). Oblasti v blízkosti špirálového väziva a špirálového výbežku obsahujú viac bunkových štruktúr, ako aj väčšie mitochondrie. Špirálový výbežok je oddelený od endolymfatického priestoru vrstvou epitelových buniek.

Tenká Reissnerova membrána sa rozprestiera diagonálne nahor od kostnej špirálovej platničky a je pripevnená k vonkajšej stene slimáka mierne nad hlavnou membránou. Rozprestiera sa pozdĺž celej kochley a spája sa s hlavnou membránou helikotrémy. Vzniká tak kochleárny priechod (ductus cochlearis) alebo stredné schodisko ohraničené zhora Reissnerovou membránou, zdola hlavnou membránou a zvonku cievnym pásikom.

Cievny pruh je hlavnou cievnou oblasťou kochley. 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 cievneho pruhu. Majú prstovité procesy, ktoré poskytujú úzke spojenie s podobnými procesmi buniek strednej vrstvy. Bazálne bunky pripojené k špirálovému väzu sú ploché a majú dlhé výbežky prenikajúce do okrajových a stredných vrstiev. Cytoplazma bazálnych buniek je podobná cytoplazme špirálových väzivových fibrocytov.

Krvné zásobenie cievneho pruhu sa uskutočňuje špirálovou modolárnou artériou cez cievy prechádzajúce cez vestibulový rebrík k ​​laterálnej stene slimáka. Zberné venuly umiestnené v stene scala tympani smerujú krv do špirálovej modolárnej žily. Cievne strie poskytujú hlavnú metabolickú kontrolu kochley.

Scala tympani a scala vestibul obsahujú tekutinu nazývanú perilymfa, zatiaľ čo stredná scala 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; Cl -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 epitelových 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 základnej látke. Štruktúra hlavnej membrány sa výrazne líši od základne slimáka až po vrchol. Na základni - vlákna a krycia vrstva (zo strany scala tympani) sú umiestnené častejšie ako na vrchu. Zatiaľ čo sa kostné puzdro slimáka zmenšuje smerom k vrcholu, spodná membrána sa rozširuje.

Takže na spodnej časti kochley má hlavná membrána šírku 0,16 mm, zatiaľ čo v helicotreme 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 mikrofotogramy hlavnej membrány (pohľad zo šupiny tympani) na dne a na vrchole slimáka (e). Súhrnné fyzikálne charakteristiky ľudskej základnej membrány

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 hlavnou ľudskou membránou 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. Tieto skutočnosti sú obzvlášť zaujímavé pri zvažovaní vibračných charakteristík membrány v reakcii na akustickú stimuláciu.

IHC - vnútorné vlasové bunky; NVC - vonkajšie vlasové bunky; NSC, VSC - vonkajšie a vnútorné stĺpové bunky; TC - tunel Korti; OS - hlavná membrána; TS - tympanálna vrstva buniek pod hlavnou membránou; E, G - podporné bunky Deiters a Hensen; PM - krycia membrána; PG - Hensenov prúžok; CVB - bunky vnútornej drážky; Tunel RVT-radiálneho nervového vlákna

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

V strednom schodisku na hlavnej membráne je Cortiho orgán. Bunky vonkajšieho a vnútorného stĺpika tvoria vnútorný tunel Corti, ktorý je naplnený tekutinou nazývanou kortylymfa. Vnútri od vnútorných stĺpikov je jeden rad vnútorných vlasových buniek (IHC) a smerom von od vonkajších stĺpikov sú tri rady menších buniek, ktoré sa nazývajú vonkajšie vlasové bunky (IHC) a podporné bunky.

,
znázorňujúci nosnú štruktúru Cortiho orgánu, pozostávajúcu z Deitersových buniek (e) a ich falangeálnych výbežkov (FO) (podporný systém vonkajšieho tretieho radu NVC (NVKZ)). Falangeálne výbežky siahajúce od vrchu Deitersových buniek tvoria časť retikulárnej platničky na vrchu vláskových buniek. Stereocilia (SC) sa nachádza nad retikulárnou platničkou (podľa I.Hunter-Duvara)

Deiterove a Hensenove bunky podporujú NVC zo strany; podobnú funkciu, ale vo vzťahu k VVC, plnia 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 vláskovými bunkami: jedna Deitersova bunka pripadá na jednu vláskovú 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. Transmisná elektrónová mikrofotografie VVK. Stereocilia (Sc) VHC sa premietajú do scala mediánu (SL) a ich základňa je ponorená do kutikulárnej laminy (CL). N - jadro VVC, VSP - nervové vlákna vnútorného špirálového uzla; VSC, NSC - vnútorné a vonkajšie pilierové bunky tunela Corti (TK); ALE - nervové zakončenia; OM - hlavná membrána
B. Transmisná elektrónová mikrofotografie NVC. Je určený jasný rozdiel vo forme NVK a VVK. NVC sa nachádza na prehĺbenom povrchu Deitersovej bunky (D). Eferentné nervové vlákna (E) sú určené na báze NVC. Priestor medzi NVC sa nazýva nuelský priestor (NP) V ňom sú definované falangeálne procesy (FO).

Forma NVK a VVK sa výrazne líši. Horný povrch každého VVC je pokrytý kutikulárnou membránou, do ktorej sú ponorené stereocílie. Každý VVC má asi 40 vlasov usporiadaných v dvoch alebo viacerých radoch v tvare U.

Len malá oblasť bunkového povrchu zostáva voľná od kutikulárnej platničky, kde sa nachádza bazálne telo alebo zmenené 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 NEC.

Jeden rad IVC a tri rady NVC sú jasne definované. Medzi IHC a IHC sú viditeľné hlavy vnútorných stĺpových buniek (ICC). Medzi vrcholmi radov NVC sa určujú vrcholy falangeálnych procesov (FO). Podporné bunky Deiters (D) a Hensen (G) sú umiestnené na vonkajšom okraji. Orientácia mihalníc IVC v tvare W je šikmá vzhľadom na IVC. Zároveň je sklon odlišný pre každý rad NVC (podľa I.Hunter-Duvar)

Špičky najdlhších vlasov NVC (v rade najďalej od modiolu) sú v kontakte s gélovitou krycou membránou, ktorú možno opísať ako bezbunkovú matricu pozostávajúcu zo solokonov, fibríl a homogénnej látky. Rozprestiera sa od špirálového výbežku k vonkajšiemu okraju retikulárnej platničky. Hrúbka krycej membrány sa zväčšuje od základne slimáka po vrch.

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

Počet stereocílií klesá v smere od základne k vrcholu. Každé stereocílium má tvar palice, ktorá sa rozširuje od základne (pri kutikulárnej platni - 130 nm) až po vrchol (320 nm). Medzi stereocíliami existuje silná sieť dekusácií, takže veľké množstvo horizontálnych spojení je spojených stereocíliami umiestnenými v rovnakom aj v rôznych radoch NVC (laterálne a pod vrcholom). Okrem toho tenký proces siaha od špičky 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 - stereocilia; 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 prebiehajúcom dianí v okolitej realite, jednak ako dôležitý faktor ovplyvňujúci emocionálny a psychický stav nášho tela. V tomto článku sa budeme zaoberať anatómiou ľudského ucha, ako aj vlastnosťami fungovania periférnej časti sluchového analyzátora.

Mechanizmus na rozlíšenie zvukových vibrácií

Vedci zistili, že vnímanie zvuku, čo sú v skutočnosti vibrácie vzduchu v sluchovom analyzátore, sa mení na proces budenia. Za vnímanie zvukových podnetov v sluchovom analyzátore je zodpovedná jeho periférna časť, ktorá obsahuje receptory a je súčasťou ucha. Vníma amplitúdu kmitov, 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 orgánu sluchu.

Oddelenia 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 všetky spoločne vykonávajú procesy prijímania zvukových signálov a ich premenu na nervové impulzy. Cez sluchové nervy sa prenášajú do spánkového laloka mozgovej kôry, kde dochádza k premene zvukových vĺn do podoby rôznych zvukov: hudba, spev vtákov, zvuk morského príboja. V procese fylogenézy biologického druhu "House of Reason" zohral dôležitú úlohu orgán sluchu, ktorý zabezpečil prejav takého fenoménu, akým je ľudská reč. Oddelenia orgánu sluchu sa vytvorili 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 škrupina a vonkajší sluchový meatus. Ako to vyzerá? Vonkajší tvar ušnice má charakteristické krivky - kučery a veľmi sa líši od človeka k človeku. Jeden z nich môže mať Darwinov tuberkulózu. Považuje sa za pozostatkový orgán a má homológny pôvod so špičatým horným okrajom ucha cicavcov, najmä primátov. Spodná časť sa nazýva lalok a je to spojivové tkanivo pokryté kožou.

Zvukovod - štruktúra vonkajšieho ucha

Ďalej. Sluchový kanál je trubica tvorená chrupavkou a čiastočne kosťou. 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 porušení anatómie štruktúry ucha sú fixované v ranom období vývoja žiabrových oblúkov ľudského embrya a môžu mať formu štiepenia laloku, zúženia vonkajšieho zvukovodu alebo agenézy - úplného absencia ušnice.

dutina stredného ucha

Zvukovod končí elastickou fóliou oddeľujúcou vonkajšie ucho od jeho strednej časti. Toto je tympanická membrána. Prijíma zvukové vlny a začína kmitať, čo spôsobuje podobné pohyby sluchových kostičiek - kladivka, nákovy a strmienka, ktoré sa nachádzajú v strednom uchu, hlboko v spánkovej kosti. Kladivo je pripevnené k ušnému bubienku pomocou rukoväte a hlava je spojená s nákovou. Tá sa zase svojim dlhým koncom zatvára strmeňom a je pripevnený k predsieňovému oknu, za ktorým je vnútorné ucho. Všetko je veľmi jednoduché. Anatómia uší odhalila, že na dlhý výbežok malleus je pripojený 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 tlak atmosférického vzduchu na bubienok z dvoch strán: z vonkajšieho zvukovodu a stredoušnej dutiny. Je to nevyhnutné, aby sa vibrácie bubienka preniesli bez skreslenia do tekutiny membránového labyrintu vnútorného ucha. Eustachova trubica je vo svojej histologickej štruktúre heterogénna. Anatómia uší prezradila, že obsahuje nielen kostenú časť. Tiež chrupavka. Rúrka zostupujúca nadol z dutiny stredného ucha končí faryngálnym otvorom umiestneným 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 je v tomto momente rovnaký na oboch stranách. Okolo hltanového otvoru je časť lymfoidného tkaniva, ktorá tvorí uzliny. Nazýva sa to Gerlachova mandľa a je súčasťou imunitného systému.

Vlastnosti anatómie vnútorného ucha

Táto časť periférnej časti sluchového senzorického systému sa nachádza hlboko v spánkovej kosti. Pozostáva z polkruhových kanálikov súvisiacich s orgánom rovnováhy a kostným labyrintom. Posledná uvedená štruktúra obsahuje slimák, vo vnútri ktorého je Cortiho orgán, čo je systém vnímajúci zvuk. Pozdĺž špirály je slimák rozdelený tenkou vestibulárnou doskou a hustejšou hlavnou 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 kanáliky slimáka a hromadí sa v dutine, kde sa nachádzajú nervové zakončenia rovnovážneho orgánu. Pokračujeme v štúdiu anatómie uší a zvažujeme tie časti sluchového analyzátora, ktoré sú zodpovedné za prekódovanie zvukových vibrácií do procesu budenia.

Význam Cortiho orgánu

Vo vnútri slimáka je membránová stena nazývaná bazilárna membrána, ktorá obsahuje súbor dvoch typov buniek. Niektoré plnia funkciu podpory, iné sú zmyslové – vlasy. Vnímajú vibrácie perilymfy, premieňajú ich na nervové impulzy a prenášajú ich ďalej na senzitívne vlákna vestibulocochleárneho (sluchového) nervu. Ďalej sa excitácia dostane do kortikálneho centra sluchu, ktoré sa nachádza v temporálnom laloku mozgu. Rozlišuje medzi zvukovými signálmi. Klinická anatómia ucha potvrdzuje fakt, že na určenie smeru zvuku je dôležité, aby sme počuli dvoma ušami. Ak sa k nim zvukové vibrácie dostanú súčasne, človek vníma zvuk spredu aj zozadu. A ak vlny prichádzajú k jednému uchu pred druhým, potom sa vnímanie vyskytuje vpravo alebo vľavo.

Teórie vnímania zvuku

K dnešnému dňu neexistuje konsenzus o tom, ako presne funguje systém, ktorý analyzuje zvukové vibrácie a prevádza ich do podoby zvukových obrazov. Anatómia štruktúry ľudského ucha zdôrazňuje nasledujúce vedecké myšlienky. Napríklad Helmholtzova teória rezonancie tvrdí, že hlavná membrána slimáka funguje ako rezonátor a je schopná rozložiť zložité vibrácie na jednoduchšie zložky, pretože jej šírka nie je v hornej a dolnej časti rovnaká. Preto, keď sa objavia zvuky, nastáva rezonancia, ako v sláčikovom nástroji - harfe alebo klavíri.

Iná teória vysvetľuje proces objavenia sa zvukov tým, že v tekutine slimáka vzniká putujúca vlna ako odpoveď na kolísanie endolymfy. Vibrujúce vlákna hlavnej membrány rezonujú so špecifickou frekvenciou kmitov a vo vláskových bunkách vznikajú nervové impulzy. Prichádzajú po sluchových nervoch do časovej časti mozgovej kôry, kde prebieha konečná analýza zvukov. Všetko je mimoriadne jednoduché. Obe tieto teórie vnímania zvuku sú založené na znalostiach anatómie ľudského ucha.