Уши: слух и равновесие

Три крошечные кости среднего уха передают звук во внутреннее ухо, а человеческий слух охватывает звуки примерно от 20 до 20 000 колебаний в секунду.

Из воздуха в жидкость

Когда кто-то говорит, воздух перед его ртом много раз в секунду сжимается и разрежается. Эти волны давления доходят до твоей головы, а ухо должно превратить их в электрические сигналы, которые может передать нерв. Национальный институт глухоты и других нарушений коммуникации (NIDCD) описывает этот процесс как цепочку этапов, и за каждый отвечает своя часть уха.

Звуковые волны входят в наружное ухо и идут по слуховому проходу к барабанной перепонке, также называемой тимпанической мембраной. Она колеблется и передаёт колебания трём крошечным костям среднего уха: молоточку, наковальне и стремечку. Их латинские названия примерно означают «молоток», «наковальня» и «стремя». Косточки усиливают колебания и передают их улитке внутреннего уха через закрытое мембраной отверстие, овальное окно. Среднее ухо также соединено с глоткой евстахиевой трубой, которая помогает выравнивать давление воздуха по обе стороны барабанной перепонки.

Внутри улитки

Улитка — спиральная трубка, заполненная жидкостью. Вдоль неё проходит упругая перегородка, базилярная мембрана, разделяющая её на верхнюю и нижнюю части. Когда стремечко давит на овальное окно, жидкость колеблется и вдоль базилярной мембраны бежит волна. На ней находятся чувствительные волосковые клетки. У каждой есть пучок крошечных выступов, стереоцилий, расположенных от самых высоких до самых коротких. Когда волна смещает волосковые клетки, стереоцилии упираются в расположенную сверху мембрану и сгибаются. При сгибании на их кончиках открываются каналы, ионы устремляются внутрь и возникает электрический сигнал. Слуховой нерв передаёт сигнал в мозг.

Как ухо отличает высокий звук от низкого? Базилярная мембрана неодинакова по всей длине. Высокочастотные волны смещают участок у основания улитки, близко к овальному окну, а низкочастотные — участок у верхушки. Поэтому положение волосковой клетки сообщает мозгу высоту звука. OpenStax сравнивает это с призмой, разлагающей свет на цвета. Диапазон простирается примерно от 20 Гц у верхушки до 20 000 Гц у основания. Один герц — одно колебание в секунду.

Органы равновесия

Рядом с улиткой, в том же костном лабиринте, находится вестибулярная система. Она использует такие же волосковые клетки, но воспринимает положение и движение головы, а не звук. Маточка и мешочек воспринимают положение головы и прямолинейное движение. Их волосковые клетки входят в гель, поверх которого лежат маленькие кристаллы карбоната кальция, называемые отолитами. Когда ты наклоняешь голову или разгоняешься в машине, тяжёлый слой отстаёт и сгибает стереоцилии.

Три полукружных канала воспринимают вращение. Это заполненные жидкостью петли, расположенные примерно под прямыми углами друг к другу, поэтому вместе они охватывают все направления поворота головы. Внутри каждого канала над группой волосковых клеток находится желеобразный парус, купула. При повороте головы жидкость отстаёт, купула изгибается и волосковые клетки сообщают направление поворота. NIDCD отмечает, что равновесие также зависит от глаз и мышечных и осязательных рецепторов ног, а мозг объединяет все эти сигналы.

Это учебный материал о строении и работе тела. Это не медицинская консультация, и он не предназначен для диагностики или лечения.