Строение уха
Строение ухаПлохая разборчивость речи?
Мы поможем Вам!
ПроизводительAuricaBernafonMicrotechOticonPhonakResoundSiemensUnitronWidexАудиоМагИсток-Аудио
ВидВнутриканальные (CIC)Внутриушные (ITE)Заушные (BTE)КарманныеКостныеМикрозаушные (Micro BTE)Невидимые (IIC)С ресивером в ухе (RIC)
МощностьМощныйСверхмощныйСлабая Средняя
ONLINE
- Вопрос — ответ
Потеря слуха заметнее слухового аппарата. Слух играет важнейшую роль в жизни людей.Он позволяет нам получать информацию, слушать музыку, предупреждать об опасности. Слух является основой общения и имеет большое социальное значение. При снижении слуха необходимо как можно быстрее предпринять меры для оптимизации общения и качества жизни. |
|
1) Наружное ухо концентрирует звуковые колебания и направляет их в наружное слуховое отверстие.
2) В слуховом канале вырабатывается ушная сера — воскообразный секрет сальных и серных желез. Ушная сера служит для защиты кожи слухового канала от бактериальной инфекции и для предотвращения попадания различных насекомых за счет специфического запаха. 3) Барабанная перепонка — это мембрана, которая вибрирует под действием звука. Три миниатюрныe косточки 4 — 6 (самые маленькие кости в человеческом теле) в среднем ухе передают движения от барабанной перепонки к овальному окну. 7) Евстахиева (или слуховая) труба соединяет среднее ухо с носоглоткой. При изменении давления окружающего воздуха давление по обе стороны барабанной перепонки выравнивается через слуховую трубу. 8) Вестибулярная система. Вестибулярная система в нашем ухе — это часть системы поддержания равновесия тела. Сенсорные ячейки предоставляют информацию о положении и движении нашей головы. 9) Улитка — это непосредственно орган слуха, связанный со слуховым нервом. Название улитки определяется ее спирально извитой формой. Это костный канал, образующий два с половиной витка спирали и заполненный жидкостью. Анатомия улитки уха очень сложна, некоторые ee функции до сих пор неисследованы. |
|
Kортиев орган состоит из ряда чувствительных, снабженных волосками клеток (12), которые покрывают базилярную мембрану (13). Звуковые волны улавливаются волосковыми клетками и преобразуются в электрические импульсы. Далее эти электрические импульсы передаются по слуховому нерву (11) в головной мозг. Слуховой нерв состоит из тысяч тончайших нервных волокон. Каждое волокно начинается от определенного участка улитки и передает определенную звуковую частоту. Низкочастотные звуки, передаются по волокнам, исходящим из верхушки улитки (14), а высокочастотные — по волокнам, связанным с ее основанием. |
Спиральная форма ушной улитки помогает слышать низкочастотные звуки
Моделирование формы ушной улитки показало, что её форма не только позволяет экономить пространство в черепе, но и помогает слышать низкочастотные звуки. Как слышали мир древние вымершие животные — теперь можно узнать по их окаменевшим черепам.
В теле каждого из нас живёт улитка — точнее, даже две. Речь идёт, конечно, об улитке уха. Она представляет собой закрученную трубку, заполненную жидкостью, объемом примерно в кубический сантиметр. Именно улитка реализует основную функцию уха — слышать (вторую функцию выполняет вестибулярный аппарат).
Происхождение необычной для организма формы этого главного органа в ушах всех млекопитающих продолжает вызывать споры. До недавнего времени считалось, что спиралевидная форма сформировалась исключительно с целью экономии пространства в черепной коробке, которая не может вместить в себя длинные ушные каналы. Ушной канал улитки имеет большую протяженность, и его свернутый вид существенно облегчает кровоснабжение. Кроме того, организму намного проще упаковать нервные окончания, идущие от компактного органа в пучок.
Однако не так давно появилась теория, согласно которой спираль появилась для улучшения слышимости звуков низкой частоты.
Ученые из американского Национального института здоровья подошли к этой проблеме с математических позиций и показали, что спиралевидная форма улитки помогает нам слышать низкочастотные колебания.
Физический подход к физиологичной проблеме ученые описали в статье, принятой к печати в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Случай, который привел ведущего автора статьи Дафни Мануссаки к работе над человеческой улиткой, довольно курьезен сам по себе. Знаменитый французский математик, иностранный член РАН Ален Конн в своих «Советах начинающим» рекомендует молодым коллегам «сохранять некоторую степень невежества» в той области математики, в работу над которой планируешь включиться. По его мнению, это позволяет взглянуть на проблему с неожиданной стороны.
Неизвестно, следовала ли Мануссаки советам Конна, однако её работа — тот редкий в наше время случай, когда именно невежество в физиологии помогло сделать открытие.
Область интересов учёной лежит в моделировании процессов движения в клетках живых систем. Коллега по институту Ричард Чедвик пригласил её для совместной работы под впечатлением от компьютерной модели формирования кровеносных сосудов, которую Мануссаки построила в годы работы над своей диссертацией.
Когда Мануссаки показали изображение человеческой улитки, её сразу заинтересовало необычное строение органа. Однако, как связана форма улитки со способностью воспринимать звуки различных частот, учёная не знала. Большинство работ в этой области указывали, что спиральная форма улитки не влияет на способность воспринимать звуковые колебания. Существовали несколько работ, в которых ученые наблюдали взаимосвязь между количеством витков улитки и слуховыми способностями млекопитающих, однако дальше подобных наблюдений никто не продвинулся.
close
100%
Ухо
орган слуха и равновесия у позвоночных животных и человека; периферическая часть слухового анализатора. В процессе эволюционного развития ухо возникло у первичноводных предков позвоночных из особых кожных органов чувств. Различают…
Когда звуковые колебания достигают человеческого уха, они заставляют колебаться тонкую мембрану, которую каждый школьник знает как барабанную перепонку. Эта перепонка передает колебания дальше в жидкую среду, заполняющую улитку, посредством маленьких костных выростов.
Как несложно догадаться, звуковые волны разных частот достигают максимума амплитуды в различных участках улитки. Тонкие и короткие волоски, покрывающие базилярную мембрану, улавливают эти движения, отклоняясь в противоположную колебаниям мембраны сторону. Они преобразуют механическую энергию в электрическую, которая и передаются слуховому нерву. Таким образом, те волоски, которые сосредоточены у более широкого конца спиральной трубки, ответственны за восприятие высоких частот. Те же, что находятся у самого узкого её конца, воспринимают глубокие басовые звуки.
Ученые долго полагали, что такой сортировки звуковых колебании — за счёт одних только изменения толщины улитки и эластичности базилярной мембраны вдоль длины улитки — вполне достаточно для слуха млекопитающих. Закрученная же форма её никак не принимает участия в разделении звуков на высокочастотные и низкочастотные. И уж тем более не помогает слышать низкие по амплитуде колебания.
Мануссаки после продолжительного моделирования поведения органа пришла к подобным выводам. Однако её модель позволила сделать еще одно заключение.
Закрученная форма улитки позволяет звуковым колебаниям концентрировать свою энергию по мере продвижения вдоль канала.
Этот эффект можно сравнить с эффектом так называемой шепчущей галереи. В таких залах звуковая волна, отражаясь рикошетом от вогнутой поверхности куполообразной стенки, распространяется на большие расстояния, и человек, находящийся у противоположной стены, может прекрасно различить слова, которые вы ему нашептываете.
close
100%
Такое перераспределение энергии заставляет акустические волны в канале ударяться сильнее о внешнюю стенку канала улитки и сильнее отклонять волоски базилярной мембраны. Наиболее выражен этот эффект в центре спирали, где и происходит детектирование самых низкочастотных колебаний. Ученые подсчитали, что разница в слышимости звуков при помощи спиральной улитки и прямой в таком случае составляет примерно 20 децибел. Эту разницу легко представить, сравнив уровень шума в акустической комнате для звуковых измерений и рокота оживленной городской улицы.
Модель показывает, что ключевым параметром, определяющим усиление громкости, является отношение радиусов кривизны внешней части спирали, в которую входит звук, и того её участка, где он детектируется. Для самых низкочастотных звуков этим участком является центр спирали. Таким образом, чем больше это отношение, тем легче услышать низкочастотные звуки.
close
100%
Экспериментальные данные отлично укладываются в модель. У человека, слона и коровы улитка сильно закручена — внутренний радиус меньше наружного в 8–9 раз, и именно эти животные способны слышать самые низкочастотные звуки. На уровне в 60 дБ человек способен различать звуки частотой около 30–40 Гц (герц, или колебаний в секунду), слон и корова и того ниже — 15–20 Гц. Эти животные способны слышать и более низкие частоты, но в этом случае слуховой порог всё ближе приближается к порогу болевому. Точка, где они сливаются, и считается низкочастотной границей слуха.
В то же время у мыши или крысы внутренний радиус меньше наружного всего в два-три раза, и низкочастотная граница слышимости для них на том же уровне громкости составляет сотни и даже тысячи Гц. Этот эффект можно было бы списать на меньшие размеры животных, однако такая аргументация не подходит, например, для морского льва: у довольно крупного животного со слабо закрученной улиткой граница слуха в воздухе составляет около 180 Гц. Все эти данные хорошо ложатся на единую зависимость на приведённом в статье графике.
Разумеется, внутренний радиус улитки ограничен устройством самого детектирующего аппарата, а внешний не может быть больше, скажем, головы животного. Поэтому размер зверька всё-таки имеет значение.
Результаты учёных можно использовать, чтобы узнать наконец, каким слышался окружающий мир древним вымершим животным.
Отношение внешнего и внутреннего радиусов кривизны можно оценить по окаменевшим черепам, в которых форма улитки часто хорошо сохраняется. Так что, используя теорию Мануссаки и её коллег, оценить низкочастотную границу слуха можно и для наших далёких предков. Правда, с динозаврами такой трюк не пройдёт — исследование относится лишь к млекопитающим.
А вот другое следствие теории напрямую касается каждого из нас. Многие счастливые родители любят говорить с ребёнком, который ещё находится в материнской утробе; некоторые даже читают зародышам сказки. Как показали недавние опыты, отношение внешнего и внутреннего радиуса в процессе эмбрионального развития увеличивается, достигая максимального значения лишь к рождению.
Так что, когда соберётесь читать неродившемуся ребёнку сказку, не говорите басом — он вас просто не услышит.
Физиология, функция улитки – StatPearls
Джаретт Казале; Патрисия Ф. Кэндл; Ян Мюррей; Наджиб Мурр.
Информация об авторе и организациях
Последнее обновление: 9 апреля 2022 года. процесс слуховой передачи. Звуковые волны преобразуются в электрические импульсы, которые мозг может интерпретировать как отдельные частоты звука. Спиральная форма улитки позволяет использовать различные частоты для стимуляции определенных областей вдоль спирали. В результате получается тонотопическая карта, которая позволяет людям воспринимать различные частоты звука. Определенные области вдоль улитки стимулируются вибрациями, переносимыми внутри жидкости, известной как эндолимфа, которая находится в улитковом канале. Затем вибрации преобразуются в электрические импульсы в улитковом канале посредством механической стимуляции волосковых клеток в особой структуре, известной как кортиев орган. Эти нервные импульсы передаются преддверно-улитковым нервом из улитки в мозг для интерпретации.
Вопросы, вызывающие озабоченность
Понимание анатомии улитки необходимо для понимания ее физиологии. Улитковая трубка образована тремя перепончатыми и заполненными жидкостью каналами: вестибулярной лестницей (самая верхняя SV и связана с преддверием), средней лестницей (SM) и барабанной лестницей (ST самой нижней и заканчивается на вторичной барабанной перепонке). и круглое окно), образуя структуру в две с половиной спирали. SV и ST заполнены перилимфатической жидкостью, в то время как эндолимфатическая жидкость циркулирует в SM, включающем кортиев орган, поддерживаемый базилярной мембраной. Слуховая вибрация передается от барабанной перепонки через слуховые косточки в овальное окно, затем перилимфатическая жидкость SV и ST запускает вибрацию базилярной мембраны, которая стимулирует кортиев орган, генерирующий афферентные сигналы кохлеарного нерва.
Клеточный
Волосковые клетки — это специализированные клетки, играющие важную роль в функционировании улитки. Волосковые клетки находятся внутри кортиева органа и делятся на внутренние волосковые клетки (ВВК) и наружные волосковые клетки (ВВК). IHC являются настоящими слуховыми рецепторными клетками, которые образуют синапсы с нейронами биполярного спирального ганглия для отправки афферентных нервных импульсов обратно в мозг через кохлеарный нерв. Актиновые филаменты соединяют стереоцилии на кончиках IHCs, а механически закрытые калиевые каналы открываются в ответ на вибрацию, что приводит к передаче сигналов афферентного кохлеарного нерва. Девяносто процентов к 95% нейронов спиральных ганглиев образуют синапсы на IHC. Оставшиеся от 5 до 10 % нейронов спирального ганглия иннервируют OHC. Функция OHC заключается в увеличении максимальной амплитуды бегущей волны вибрации. Эфферентные нервные волокна от синапсов головного мозга на OHCs и уменьшают их способность увеличивать амплитуду колебательной волны.
Развитие
Внутреннее ухо развивается эмбриологически из эктодермальных клеток на 4 неделе беременности. Впячивание этих клеток образует слуховой пузырек, содержащий дорсальный и вентральный карманы. Дорсальный мешок образует эндолимфатический проток и вестибулярные структуры, тогда как вентральный мешок удлиняется и становится улиткой. Улитка образует спираль в два с половиной витка к 10 неделям беременности и достигает максимальной длины лабиринта к 18 неделям. Кортиев орган развивается из сенсорного нейроэпителия внутри улиткового протока. SOX2 — важный транскрипционный фактор, играющий ключевую роль в развитии улитки. Было показано, что мутации в SOX2 связаны с нейросенсорной тугоухостью.[3][4]
Функция
Улитка отвечает за фазу слуховой передачи, происходящую во внутреннем ухе. Тонотопическая карта, созданная спиралью улитки, позволяет людям одновременно интерпретировать огромное количество различных звуков посредством вибраций, передаваемых от перилимфы к эндолимфе в улитковом канале. Анатомия улитки позволяет ей эффективно проводить вибрации, которые в конечном итоге преобразуются в электрические импульсы и интерпретируются слуховой корой головного мозга.
Механизм
Процесс слуховой передачи начинается со звуковых волн, которые входят в наружный слуховой проход и ударяются о барабанную перепонку, вызывая вибрацию. Затем эти колебания передаются в среднее ухо по цепи слуховых косточек, состоящей из молоточка, наковальни и стремени. Подошва стремени контактирует с овальным окном, совершая поршневое движение, что приводит к передаче вибрации жидкости, называемой перилимфой, внутри улитки. Колебания проходят вверх по улитке к верхушке через полую костную трубку, известную как вестибулярная лестница. Затем колебания передаются от верхушки к основанию через другую полую костную трубку, называемую барабанной лестницей.
В конце барабанной лестницы колебания перилимфы смещают круглое окно. Улитковый проток лежит между вестибулярной лестницей и барабанной лестницей. Это еще одна полая костная трубка, которая содержит жидкость, известную как эндолимфа, которая имеет более высокий положительный потенциал, чем окружающая перилимфа. Этот положительный потенциал является результатом высокой концентрации ионов калия и низкой концентрации ионов натрия по сравнению с окружающей перилимфой. Мембрана Рейсснера поддерживает различия в концентрации ионов между эндолимфой и перилимфой. Мембрана Рейсснера отделяет вестибулярную лестницу от улиткового протока и сосудистой полоски, специализированных клеток, выстилающих латеральную стенку улиткового протока. Структура, отделяющая барабанную лестницу от улиткового канала, известна как базилярная мембрана. Базилярная мембрана содержит специализированную структуру, известную как кортиев орган, который играет ключевую роль в слуховой трансдукции.
Разница в ширине и толщине базилярной мембраны между основанием и верхушкой улитки (БМ узкая у основания и широкая у вершины) позволяет воспринимать звуки с широким частотным диапазоном (от 20 до 20 000 Гц) . Колебания, проходящие через перилимфу вестибулярной лестницы, проходят через мембрану Рейсснера и в эндолимфу улиткового протока, в конечном итоге вызывая вибрацию кортиева органа. Кортиев орган содержит волосковые клетки, которые реагируют на вибрацию, касаясь своими стереоцилиями фиксированной структуры, называемой текториальной мембраной. Результатом изгиба волосковых клеток относительно текториальной мембраны является деполяризация прикрепленных нервных волокон. Частота вибрации, проходящей через перилимфу, будет соответствовать области вдоль улитки, которая максимально стимулируется. Это позволяет интерпретировать различные частоты звука на основе тонотопической области вдоль улитки (высокие частоты у основания и низкие частоты ближе к вершине), что больше всего резонирует с вибрацией. [3][5][6][7]. ]
Связанные тесты
Тесты для определения того, вовлечены ли улитка или связанные с ней структуры в потерю слуха, включают тесты Ринне и Вебера. Эти тесты выполняются с использованием камертона 512 Гц, чтобы определить, является ли причина потери слуха кондуктивной или нейросенсорной. Этиология кондуктивной тугоухости включает в себя больше механических дисфункций, присутствующих в среднем ухе, таких как серная пробка, средний отит и повреждение слуховых косточек или барабанной перепонки. Нейросенсорная тугоухость связана с повреждением специализированной нервной системы, составляющей внутреннее ухо, и затрагивает улитку или нервы, выходящие из улитки.
Тест Вебера проводится путем удара по камертону 512 Гц и помещения его в центр головы. Затем пациента спрашивают, латерализован ли звук в одно или оба уха. Звук будет латерализироваться к дисфункциональному уху с кондуктивной тугоухостью и правильно функционирующему уху с сенсоневральной тугоухостью.
Следующим шагом является выполнение теста Ринне, ударив по камертону 512 Гц и поместив его на сосцевидный отросток каждого уха. Пациента просят указать, когда звук больше не слышен, и в этот момент камертон перемещают к слуховому проходу, и повторяют процесс. Нормальная слуховая функция будет иметь соотношение времени костной и воздушной проводимости 2 к 1. Если тугоухость кондуктивная, костная проводимость слышна дольше или равна воздушной проводимости. Если тугоухость нейросенсорная, воздушная проводимость слышна дольше, чем костная, но меньше, чем нормальное соотношение 2 к 1.[8][9].]
Патофизиология
Многие этиологии потери слуха возникают из-за дисфункции различных частей пути слуховой передачи. Этиология, специфичная для кохлеарной дисфункции, включает шумовое повреждение и болезнь Меньера.
Шумовое повреждение возникает при кратковременном или длительном воздействии очень громкого шума. Воздействие звуков силой 85 децибел или выше в течение восьми часов может привести к необратимому повреждению улитки. Повреждение, связанное с воздействием громкого шума, разрушает волосковые клетки улитки. Потеря волосковых клеток приводит к неспособности стимулировать афферентные нервы и, следовательно, к неспособности слышать звуки различных частот.
Болезнь Меньера вызывается эндолимфатической водянкой. Это происходит, когда объем эндолимфатической жидкости в улитковом протоке увеличивается, вызывая его вздутие. Этиология болезни Меньера связана с нарушением регуляции аквапориновых каналов и нарушением осмотического равновесия, включающим выработку эндолимфы из перилимфы через мембрану Рейсснера и сосудистую полоску.[2][10][11]
Клиническое значение
С клинической точки зрения дисфункция нормальной физиологии улитки будет проявляться в виде потери слуха. Кохлеарная дисфункция должна быть дифференциальной диагностикой для любого пациента с потерей слуха.[3]
Контрольные вопросы
Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.
Комментарий к этой статье.
Рисунок
Иллюстрация поперечного сечения улитки. Создано пользователем Oarih на Wiki Commons, используется в рамках Attribution-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-SA 3.0), https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
Рисунок
Улитка в аксиальной КТ. Предоставлено Сунил Мунакоми, MD
Рисунок
Улитка на коронарной КТ. Предоставлено Sunil Munakomi, MD
Ссылки
- 1.
Hudspeth AJ. Снимок: слуховая трансдукция. Нейрон. 2013 16 октября; 80 (2): 536.e1. [PubMed: 24139050]
- 2.
Йошиока Т., Сакакибара М. Физические аспекты сенсорной передачи при зрении, слухе и обонянии. Биофизика (Нагоя-ши). 2013;9:183-91. [Бесплатная статья PMC: PMC4629681] [PubMed: 27493557]
- 3.
Лим Р., Брихта А.М. Анатомо-физиологическое развитие внутреннего уха человека. Услышьте рез. 2016 авг; 338:9-21. [PubMed: 26
2]- 4.
Pujol R, Lavigne-Rebillard M, Uziel A. Развитие улитки человека. Acta Otolaryngol Suppl. 1991;482:7-12; обсуждение 13. [PubMed: 1897363]
- 5.
Pepermans E, Petit C. Молекулярный комплекс слухового механоэлектрического преобразования. Услышьте рез. 2015 декабрь; 330 (часть А): 10-7. [В паблике: 26049141]
- 6.
Реканзон GH. Восприятие звуковых сигналов. Энн Н.Ю. Академия наук. 2011 Апрель; 1224: 96-108. [PubMed: 21486298]
- 7.
Браун М.Р., Качмарек Л.К. Модуляция калиевых каналов и слуховая обработка. Услышьте рез. 2011 сен; 279 (1-2): 32-42. [Бесплатная статья PMC: PMC3137660] [PubMed: 21414395]
- 8.
Huizing EH. Ранние описания так называемых камертонных тестов Вебера и Ринне. I. «Тест Вебера» и его первое описание Шмальцем. ORL J Оториноларингол Relat Spec. 1973;35(5):278-82. [PubMed: 4584086]
- 9.
Цимер С. [Исследование камертона при глухоте. При этом функционируют тесты Ринне и Вебера]. MMW Fortschr Med. 2006 13 апреля; 148(15):18. [PubMed: 16711196]
- 10.
Foster CA, Breeze RE. Эндолимфатический гидропс при болезни Меньера: причина, следствие или эпифеномен? Отол Нейротол. 2013 сен; 34 (7): 1210-4. [PubMed: 23921917]
- 11.
Пендер DJ. Эндолимфатический гидропс и болезнь Меньера: метаанализ поражений. Ж Ларынгол Отол. 2014 Октябрь; 128 (10): 859-65. [PubMed: 25236508]
Ухо, среднее ухо, улитка, | Улитка
Путешествие в мир слуха
Авторы:
Реми Пужоль
Авторы:
Сэм Ирвинг
Ухо состоит из трех частей: наружное ухо и среднее ухо передают звуковые волны во внутреннее ухо, или улитку, которая преобразует раздражитель в нервный сигнал.
Схема трех частей уха: наружного уха (Е), среднего уха (М) и внутреннего уха (I)
Наружное или наружное ухо (e синий) состоит из ушной раковины (видимой части!) и слухового прохода. Последняя закрыта барабанной перепонкой. В среднем ухе (оранжевый цвет) барабанная перепонка механически связана цепочкой из трех крошечных косточек (косточек) с другой мембраной (овальное окно), которая закрывает внутреннее ухо (красный цвет). Слуховая часть внутреннего уха свернута в спираль, называемую улиткой, так как она похожа на раковину улитки («улитка» — греческое слово, обозначающее улитку).
Примечание. Над улиткой мы можем видеть преддверие, которое является вторым органом чувств внутреннего уха. Он играет главную роль в равновесии.
Наружное и среднее ухо осуществляют передачу звука
Наружное (внешнее) ухо . Он улавливает, усиливает и фокусирует звуки в направлении среднего уха.
Среднее ухо . Он передает звуковые волны от уха к жидкости улитки. Поскольку барабанная перепонка в 20 раз больше, чем овальное окно, закрывающее улитку, это увеличивает силу вибраций, позволяя им проходить к жидкости улитки. Аналогичную передачу силы можно увидеть и с канцелярской кнопкой: при нажатии на головку канцелярской кнопки острие легко вдавливается в стену!
Примечание. Евстахиева труба (на рисунке выше) соединяет полость среднего уха с глоткой, обеспечивая одинаковое давление на обе стороны барабанной перепонки. Это очень удобно, например, при взлете и посадке в самолете.
Звуковые волны передаются из воздуха в улитку жидкости и связанные с ними структуры в нейронный сигнал.
Это происходит в кортиевом органе, который расположен на всем протяжении улитки. Он состоит из сенсорных клеток, называемых волосковыми клетками, которые преобразуют вибрации в нейронные сообщения.