Уши, расположенные по обеим сторонам нашей головы, на первый взгляд могут показаться лишь частью внешности. Однако на самом деле это чрезвычайно сложные органы чувств, которые принимают звуковые волны и передают информацию в головной мозг. Большие и мягкие уши слона, острые и покрытые шерстью уши кошки или плоская барабанная перепонка лягушки, расположенная по бокам головы, выглядят совершенно по-разному, но выполняют одну и ту же функцию. Независимо от формы и размера уши всех позвоночных животных воспринимают звуковые волны, усиливают их и преобразуют в электрические сигналы, понятные мозгу. Именно благодаря этому мы можем слышать трубный рев слона, мяуканье кошки, кваканье лягушки или любимую музыку.
Как работает среднее ухо?
Звуковые волны проходят через наружное ухо и достигают барабанной перепонки, которая в медицине называется тимпанической мембраной. Под воздействием звуковых колебаний эта тонкая перепонка начинает вибрировать. Затем вибрации передаются во внутреннее ухо через три маленькие косточки, расположенные в среднем ухе. Эти косточки являются одной из важнейших частей слухового аппарата и играют ключевую роль в усилении звуковых сигналов.
Как работает внутреннее ухо?
Во внутреннем ухе находится улитка (кохлеа) — спиралевидная структура, являющаяся главным центром слухового восприятия. Внутри нее расположены тысячи микроскопических волосковых клеток, которые воспринимают звуковые колебания. При их движении возникают электрические импульсы, передающиеся по слуховому нерву в головной мозг. Именно мозг преобразует эти сигналы в звуки, речь и музыку.
Как звук попадает в ухо?
Звук распространяется в воздухе в виде волн сжатия и разрежения. Достигая тканей уха, эти волны вызывают их колебания. Сначала звуковые волны попадают в наружное ухо. Ушная раковина (pinna или auricula) собирает звук и направляет его в слуховой проход. Благодаря своей особой форме она усиливает звуковые волны и помогает определить направление, откуда исходит звук.
Затем звук проходит по слуховому проходу к барабанной перепонке. У человека длина слухового прохода составляет около 2,5 сантиметра. Однако не у всех животных строение уха одинаково. Например, у многих лягушек отсутствует наружное ухо. Вместо него за глазами расположена круглая мембрана, которая непосредственно выполняет функцию барабанной перепонки.
Роль слуховых косточек
После того как барабанная перепонка начинает вибрировать, эти колебания передаются трем маленьким косточкам среднего уха:
- Молоточек (Malleus)
- Наковальня (Incus)
- Стремечко (Stapes)
Эти три косточки являются самыми маленькими костями человеческого организма. Например, длина молоточка составляет всего около 3 миллиметров. Работая совместно, они усиливают звуковые колебания и передают их во внутреннее ухо.
Однако такая система присутствует не у всех животных. Например, у змей отсутствуют как наружное, так и среднее ухо. У них звуковые вибрации передаются непосредственно во внутреннее ухо через кости нижней челюсти.
Кохлеа и волосковые клетки
Кохлеа представляет собой заполненную жидкостью спиралевидную структуру внутреннего уха. Внутри нее находятся тысячи микроскопических волосковых клеток. На поверхности этих клеток расположены тончайшие волоски, погруженные в желеобразную мембрану.
Когда звуковые волны достигают кохлеи, жидкость и мембрана начинают двигаться, вызывая изгиб волосков. В результате возникают электрические импульсы, которые по слуховому нерву поступают в головной мозг. Мозг анализирует их как звуки различной частоты, благодаря чему мы способны различать речь, музыку и окружающие нас звуки.
Почему с возрастом слух ухудшается?
Волосковые клетки кохлеи чрезвычайно чувствительны. Если они повреждаются или погибают, они уже не восстанавливаются. Именно поэтому с возрастом человек постепенно теряет способность воспринимать звуки определённых частот.
Прежде всего повреждаются волосковые клетки, отвечающие за восприятие высокочастотных звуков. Например, здоровый подросток способен услышать звук частотой около 17 400 Гц, тогда как большинство пожилых людей уже не воспринимают такие высокие частоты. Это является одной из основных причин естественного возрастного снижения слуха.