Строение уха человека. Почему и как мы слышим. Особенности и интересные факты. Почему мы воспринимаем звуки неравномерно. Правильный уход за ушами.
Многие считают, что слух является обычной особенностью организма. Это не очень верное мнение. Строение уха человека — это сложный и интересный механизм. Достаточно взять последние медицинские публикации и убедиться в этом. С основным принципом работы этого чувства все понятно. Какой-то объект, событие «волнуют» частицы воздуха. Это колебание улавливается ухом и обрабатывается мозгом.
Для восприятия звука частота вибраций источника возмущения воздуха должна быть велика. В этом случае каждая вновь возмущенная молекула будет приводить в движение близлежащие частицы и так далее. Такое толкание молекул является причиной колебаний давления воздуха, которое распространяется по всем направлениям. В итоге образуются звуковые волны. Сила, с которой молекулы воздуха отскакивают туда и обратно, определяет громкость звука. Количество колебаний молекул воздуха, происходящих в одну секунду, называется высотой звука. Таким образом, звук является не более чем крошечным колебанием давления.
Изучение амплитудно-частотной характеристики
Если взять строение уха человека молодого человека, то для него доступен широкий спектр звуковых колебаний 20-20000 Гц. Надо понимать, что качество восприятия различных звуков разниться. Звуки средней интенсивности мы улавливаем лучше всего. Звук, являющийся таким же громким, как аналог, но более высоким, будет восприниматься человеческим ухом как более тихий.
С каждым годом степень восприятия верхнего диапазона спектра звуковых колебаний ухудшается. Так, человек к 30-35 гадам достигает максимального значения на незначительном уровне в 14 тыс. Гц. Такая особенность нашего организма воплощена в некоторых хитроумных приборах. Ярким примером может служить специальное звуковое устройство, которые мы называем ультразвуковым отпугивателем комаров. Звук данного «репеллента» доступен лишь молодым людям. В качестве другого примера можно привести рингтон. Подростки могут смело отправляют смс с таким сигналом на занятиях, если возраст преподавателя превышает 30 лет. Учитель в таких годах не способен уловить рингтон.
Наружное ухо
Сбор звуковых волн начинается с наружного уха. Легко распознаваемые части наружного уха представляют собой две складки хряща сложной формы, покрытые кожей и украшающие голову с двух сторон. Они называются ушными раковинами и, как правило, получают наибольшее внимание, хотя их значение удивительно несущественно. Единственное их предназначение в том, чтобы направлять звук в слуховой проход, наподобие воронки.
В дополнение ко всему конструкция ушных раковин такова, что помогает предотвратить попадание внутрь нежелательных веществ (мух, грязи и так далее).
Некоторые животные могут двигать ушными раковинами, чтобы лучше захватить звуки, но большинство людей этого не умеют. Если представить, что у вас нет ушных раковин…, вы не сможете носить очки, но слышать будете прекрасно.
Удаление серных пробок
В основном ушная сера с загрязнениями со временем выходит наружу. Этому способствуют жевательные движения. В итоге она высыхает и отпадает. Так очищается слуховой проход.
Не стоит думать, что ушная сера всегда является такой услужливой. У многих из нас ушная сера особенно твердая или вязкая. Сера скапливается внутри слухового прохода и в конечном итоге закупоривает его. Сей факт вызывает боли и негативно сказывается на слухе, так как препятствует проникновению звука. В реальности такая проблема характерна для каждого из нас, так как степень вязкости пробок может меняться резко и безо всяких причин.
Теперь рассмотрим, как справиться с серными пробками? Откажитесь от использования ватных палочек. Они будут безопасными до тех пор, пока будет иметь место только поверхностная чистка. При глубокой чистке возрастает вероятность дополнительного прессования серы, а это станет причиной полной закупорки слухового прохода. Есть и другие причины отказа от ватных палочек – можно повредить барабанную перепонку, палочка может оставить микроцарапины на поверхности внутреннего слухового канал, а это гарант инфицирования и, соответственно, болей.
Как тогда решить проблему? Если для вас нехарактерна проблема с серными пробками, то вам не придется предпринимать каких-либо активных действий. Вам нужно будет понять только одно – сера – это «родное» образование, и она без внешних воздействий покинет слуховой канал.
Другое дело, если вас часто мучают сильно засорившиеся серой уши. В таких случаях важно соблюдать следующие правила и рекомендации. Во-первых, используйте ежедневно минеральные масла. Достаточно закапать по паре капель в каждое ухо. Такая процедура решит проблему за две недели. По истечению этого срока вам останется лишь удалить остатки серы посредством промывания теплой водой. Если ухо полностью «утрамбовано», то решить проблему своими силами будет проблематично. Рациональнее и эффективнее будет помощь врача, который располагает специальными растворами и инструментарием.
Среднее ухо
Это второй отдел слухового аппарата. В нем волны, которые порождаются легкими колебаниями внешнего давления, превращаются в то, что мы привыкли называть звуком. Сначала идет ударение волн о перепонку, находящейся в конце слухового канала. Далее следует вибрация перепонки. После колебания направляются через набор из трех косточек (кстати, это самые маленькие кости). Поскольку косточки переводят звуковые колебания с барабанной перепонки на значительно меньшую поверхность, они усиливают звук по меньшей мере в 22 раза. Без этих крошечных костей для людей не были бы доступны шорохи, шепот.
Внутренняя поверхность этого отдела имеет слизь, а его полость заполнена воздухом. Такая особенность организации второго отдела слухового аппарата сопряжена с определенными проблемами, например, при внезапной смене атмосферного давления. В таком случае существенная разница между внутренним давлением в среднем ухе и внешним атмосферным толкает или тянет барабанные перепонки, вызывает болезненные ощущения. Чтобы избавиться от такой боли нужно выровнять давление посредством проходного отверстия – евстахиевой трубы, которая соединяет внутреннее ухо и заднюю стенку глотки. Чаще она слегка сжата, но в результате жевания, глотания или зевания открывается и тем самым выравнивает давление.
Внутреннее ухо
Этот отдел важен как для нашего слуха, так и для других органов чувств – полукружных каналов. Речь идет о трех трубках, органах чувства равновесия и положения тела. Места расположения трубок – три взаимно перпендикулярные плоскости. Такая топография позволяет им контролировать движение во всех направлениях. В процессе движения жидкость труб смещается, тем самым давит на чувствительные реснички, которые расположены внутри каналов. В результате мозг получает информацию об изменениях положения тела.
Кроме этого во внутреннем ухе расположена улитка, которая имеет форму ракушки. Ее смело можно назвать финишной чертой системы слуха при многократной передаче звуковых волн. Подобно полукружным каналам, в улитке имеется жидкость. На ее стенках присутствуют волосковые клетки (в принципе, это все сходства). Когда косточки среднего уха ударяются об улитку, жидкость, находящаяся внутри, начинает колебаться, приводя в движение крошечные волоски.
Различная высота звука приводит к тому, что жидкость перемещается в разных направлениях и покачивает только определенные чувствительные волоски. В результате электрический импульс поступает в мозг и преобразуется в звук. Отметим, что данные волоски являются самым распространенным источником утраты слуха. Дело в том, что утраченные волоски не восстанавливаются.
Почему мы воспринимаем разные звуки неравномерно
Дело в том, что строение уха человека таково, что расположение микроскопических ресничек на стенке улитки неравномерное. Это обуславливает лучшую слышимость звука определенной частоты. Яркий пример самого доступного для нас звука – человеческая речь.
Одним из важнейших органов чувств считаются уши. Трудно представить жизнь без слуха, он помогает человеку ориентироваться в пространстве, воспринимать происходящее в полном объеме. Со слухом человека связано немало интересных фактов.
Самый широкий диапазон звуков человеческое ухо воспринимает в детском возрасте. Малыши и детки-дошкольники слышат звуковые волны от 20 герц минимум до 20 тыс. герц максимум.
Весьма распространенным заболеванием является возрастная тугоухость или потеря слуха. По данным мировой статистики этим заболеванием страдают 60% пожилых (от 65 до 74 лет) и 72% старых (от 75 и выше) людей. Современны медицинские технологии позволяют улучшать слух с помощью слуховых аппаратов, но только 15% людей с тугоухостью ими пользуются.
Мужчины чаще сталкиваются с потерей слуха еще в молодом возрасте. Причина проста – работа в местах с нарушением санитарных норм шумового загрязнения, а также там, где громкие звуки являются нормой, издержкой профессии.
Необычные факты, о которых не многие знают
Не так давно ученые выяснили, что перед поступлением в мозг, звук проходит «фильтрацию» еще в ушах. Причем, каждое ухо самостоятельно делает эту процедуру, распознавая звуки и отправляя их нужное полушарие головного мозга.
Новорожденным деткам не чистят ушки, ведь они очищаются сами. Производимая порами в ушной раковине сера, выталкивается наружу мелкими волосками (ресничками) или вымывается водой. С возрастом ничего не меняется, уши очищаются самостоятельно на протяжении всей жизни человека.
Использование ушных палочек для удаления серы из ушей часто приводит к образованию серных пробок. Особенно подвержены этому детки до 6 лет. Для сохранения здоровья от использования ватных палочек лучше отказаться.
Прослушивание музыки в наушниках на большой громкости длительное время приводит к нарушению слуха и патологическим изменениям в ушах. К тому же, наушники способствуют размножению бактерий, увеличивая его в 700 раз.
Постоянный шум более 85 дБ приводит к повреждению перепонок и нарушению слуха. Для детей максимально допустимая громкость прослушивания без ущерба здоровью составляет 70 дБ. Звук в 140 дБ и выше повредит слух мгновенно и довольно быстро приводит к смерти.
Ушные инфекции нарушают способность человека держать равновесие и ориентироваться в пространстве. Происходит это из-за поражения канальцев, находящихся рядом с улиткой уха и работающих как гироскоп.
Это сложнейший и удивительно точный механизм, позволяющий воспринимать различные звуки. У одних людей очень тонкий слух от природы, который способен улавливать точнейшие интонации и звуки, другим, как говорят, «медведь на ухо наступил». Но как устроено ухо человека ? Вот что пишут исследователи.
Наружное ухо
Слуховой аппарат человека можно разделить на наружное, среднее и внутреннее ухо. Первая часть составляет всё, что мы видим внешне. Наружное ухо состоит из слухового прохода и ушной раковины. Внутренне ушная раковина устроена так, что человек начинает воспринимать различные звуки. Она состоит из особого хряща, который покрыт кожей. Нижняя часть уха у человека имеет небольшую мочку, состоящую из жировой ткани.
Есть мнение, что именно в области наружного уха и ушной раковины расположены биологически активные точки, но точного подтверждения эта теория не нашла. Именно по этой причине считается, что прокалывать уши можно только у грамотного специалиста, который знает координаты. И это ещё одна загадка - как устроено ухо человека. Ведь, согласно японской теории, если найти биологически активные точки и массировать или воздействовать на них при помощи иглоукалывания, то можно даже лечить некоторые болезни.
Наружное ухо – самая ранимая часть этого органа. Она часто травмируется, поэтому за ней нужно регулярно следить и оберегать от вредных воздействий. Ушную раковину можно сравнить с наружной частью колонок. Она принимает звуки, и их дальнейшее преобразование уже происходит в среднем ухе.
Среднее ухо
Оно состоит из барабанной перепонки, молоточка, наковальни и стремечка. Общая площадь составляет около 1 кубического сантиметра. Вы не сможете увидеть наружно, как устроено человеческое ухо среднее без специальных приборов, так как эта область находится под височной костью. Отделяет среднее ухо от наружного барабанная перепонка. Их функция состоит в образовании и преобразовании звуков, как это происходит внутри акустической колонки. Эта область соединяется с носоглоткой при помощи евстахиевой трубы. Если у человека заложен нос, то это неизменно отражается на восприятии звуков. Многие замечают, что слух во время простуды резко ухудшается. И то же самое происходит, если воспалена область среднего уха, особенно при таких болезнях, как гнойный отит. Поэтому важно во время морозов беречь уши, так как это потом на всю жизнь может отразиться на вашем слухе. Благодаря евстахиевой трубе происходит нормализация давления в ухе. Если звук очень сильный, то может произойти её разрыв. Чтобы этого не случилось, специалисты советуют во время очень громких звуков открывать рот. Тогда звуковые волны не полностью попадают в ухо, что частично снижает риск разрыва. Эту область при помощи специальных приборов может увидеть только врач-отоларинголог.
Внутреннее ухо
Как устроено человеческое ухо , которое находится глубоко внутри? Оно напоминает сложный лабиринт. Эта область состоит из височной части и костной. Внешне этот механизм напоминает улитку. При этом височный лабиринт находится внутри костного. В этой области расположен вестибулярный аппарат, и она заполнена специальной жидкостью - эндолимфой. Внутреннее ухо связано с передачей звуков в мозг. Этот же орган позволяет сохранять равновесие. Нарушения в области внутреннего уха могут привести к неадекватной реакции на громкие звуки: начинает болеть голова, тошнота и даже рвота. Различные заболевания мозга, например, менингит, тоже вызывают похожие симптомы.
Гигиена слуха
Чтобы слуховой аппарат прослужил вам как можно дольше, врачи советуют соблюдать следующие правила:
Держать уши в тепле, особенно, когда на улице мороз, а также не ходить в холодную погоду без головного убора. Помните, что в такой ситуации больше всего может пострадать область ушей;
Избегать громких и резких звуков;
Не пытаться чистить уши самостоятельно острыми предметами;
При ухудшении слуха, головной боли при резких звуках и выделениях из ушей следует обратиться к отоларингологу.
Соблюдая эти правила, вы сможете надолго сохранить свой слух. Однако даже при современном развитии медицины ещё не всё известно о том, как устроено ухо человека. Учёные продолжают исследования и постоянно узнают много нового об этом органе слуха.
Передается при помощи колебаний воздуха, которые производят все движущиеся или дрожащие предметы, а ухо человека – это орган, предназначенный для улавливания этих колебаний (вибраций). Строение уха человека обеспечивает решение этой непростой задачи.
Человеческое ухо имеет три отдела: наружное ухо, среднее и внутреннее. Каждое из них имеет своё строение, а вместе они образуют своеобразную длинную трубку, уходящую вглубь головы человека.
Строение наружного уха человека
Наружное ухо начинается с ушной раковины. Это единственная часть человеческого уха, которая находится вне головы. Ушная раковина имеет форму воронки, которая улавливает звуковые волны и перенаправляет их в слуховой проход (он находится внутри головы, но тоже считается частью наружно уха).
Внутренний конец слухового прохода закрывается тонкой и упругой перегородкой – барабанной перепонкой, которая принимает на себя колебания прошедших по слуховому проходу звуковых волн, начинает дрожать и передает их дальше, в среднее ухо и, кроме того, отгораживает среднее ухо от воздуха. Рассмотрим, как это происходит.
Строение среднего уха человека
Среднее ухо сложено из трёх ушных косточек, которые называются молоточком, наковаленкой и стремечком. Все они соединены друг с другом маленькими суставчиками.
Молоточек примыкает к барабанной перепонке изнутри головы, принимает на себя её колебания, заставляет дрожать наковаленку, а та, в свою очередь, стремечко. Стремечко вибрирует уже значительно сильнее барабанной перепонки и передаёт такие усиленные звуковые колебания внутреннему уху.
Строение внутреннего уха человека
Внутреннее ухо служит для восприятия звуков. Оно крепко прикреплено к костям черепа, почти сплошь закрыто костяным чехольчиком с отверстием, к которому примыкает стремечко.
Слуховая часть внутреннего уха – это спиралеобразная костяная трубка (улитка), имеющая длину около 3 сантиметров и ширину меньше сантиметра. Изнутри улитка внутреннего уха заполнена жидкостью, а стенки её покрыты очень чувствительными волосковыми клетками.
Зная строение внутреннего уха человека, очень просто понять, как оно работает. Примыкающее к отверстию в стенке улитки стремечко передает свои колебания находящейся внутри её жидкости. Дрожание жидкости воспринимается волосковыми клетками, которые при помощи слуховых нервов передают сигналы об этом в мозг. И уже мозг, его слуховая зона, обрабатывает эти сигналы, и мы слышим звуки.
Кроме возможности слышать, строение уха человека обеспечивает и его способность удерживать равновесие. Специальный – полукружные каналы - помещается во внутреннем ухе.
Анатомия уха
Ухо состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.
Наружное ухо
Ушная раковина человека
Наружное ухо человека состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода . Ушная раковина - сложной формы упругий хрящ, покрытый кожей ; его нижняя часть, называемая мочкой , - кожная складка, которая состоит из кожи и жировой ткани. Ушная раковина очень чувствительна к любым повреждениям (поэтому у борцов эта часть тела очень часто деформирована). В свою очередь, ушная раковина состоит из мочки, козелка и противокозелка , завитка и его ножек, противозавитка. Примерно у 10 % людей на задней стороне одного или двух ушей присутствует дарвинов бугорок - рудиментарное образование, оставшееся со времён, когда у предков человека уши были ещё острыми. Также у всех людей есть ушные мышцы - развитые, например, у лошадей , они почти атрофировались у человека, в результате чего подавляющее большинство людей их не использует .
Ушная раковина имеется лишь у млекопитающих . Она работает как приёмник звуковых волн , которые затем передаются во внутреннюю часть слухового аппарата. Значение ушной раковины у человека намного меньше, чем у животных, поэтому у человека она практически неподвижна. Но многие звери, поводя ушами, способны гораздо точнее, чем человек, определить нахождение источника звука. У водных млекопитающих (киты , большинство ластоногих) и некоторых роющих видов (кроты , слепыши) ушные раковины отсутствуют (вторично утрачены). Ряд полуводных зверей (бобры , каланы , ушастые тюлени) имеют ушные раковины, способные замыкаться при нырянии .
Складки человеческой ушной раковины вносят в поступающий в слуховой проход звук небольшие частотные искажения, зависящие от горизонтальной и вертикальной локализации звука. Таким образом мозг получает дополнительную информацию для уточнения . Этот эффект иногда используется в акустике , в том числе для создания ощущения объёмного звука при использовании наушников .
Функция ушной раковины - улавливать звуки; еe продолжением является хрящ наружного слухового прохода, длина которого в среднем составляет 25-30 мм . Хрящевая часть слухового прохода переходит в костную, а весь наружный слуховой проход выстлан кожей, содержащей сальные , а также серные железы, представляющие собой видоизменённые потовые . Этот проход заканчивается слепо: от среднего уха он отделён барабанной перепонкой . Уловленные ушной раковиной звуковые волны ударяются в барабанную перепонку и вызывают её колебания, передающиеся в среднее ухо. Форма же собственно ушной раковины практически индивидуальная у всех людей - уши могут быть в разной степени оттопырены, торчать вперёд, иметь ярко выраженную или сросшуюся мочку, дарвинов бугорок или какие-то врождeнные дефекты.
Среднее ухо
Основной частью среднего уха является барабанная полость - небольшое пространство объёмом около 1 см³, находящееся в височной кости. Здесь находятся три слуховые косточки: молоточек , наковальня и стремечко - они передают звуковые колебания из наружного уха во внутреннее, одновременно усиливая их .
Слуховые косточки являются самыми маленькими фрагментами скелета . Они представляют собой цепочку, передающую колебания. Рукоятка молоточка тесно срослась с барабанной перепонкой, головка молоточка соединена с наковальней, а та, в свою очередь, своим длинным отростком - со стремечком. Основание стремечка закрывает овальное окошечко внутреннего уха. Наличие указанной цепочки позволяет увеличить давление на овальное окошечко в 20 раз по сравнению с давлением на барабанную перепонку .
Полость среднего уха связана с носоглоткой посредством евстахиевой трубы (рудимент брызгальца), через которую выравнивается среднее давление воздуха внутри и снаружи от барабанной перепонки. При изменении внешнего давления иногда «закладывает» уши , что обычно решается тем, что рефлекторно вызывается зевота . Опыт показывает, что ещё более эффективно заложенность ушей решается глотательными движениями , или если в этот момент дуть в зажатый нос.
Чтобы избежать разрыва барабанных перепонок ударной волной, военнослужащим рекомендуют по возможности заранее открывать рот, когда ожидается взрыв или выстрел. В этом случае также работает механизм компенсации давления воздуха на барабанную перепонку со стороны слухового прохода таким же давлением со стороны носоглотки.
Внутреннее ухо
Из трёх отделов органа слуха и равновесия наиболее сложным является внутреннее ухо; его из-за замысловатой формы часто называют перепончатым лабиринтом , который погружён в костный лабиринт каменистой части височной кости. Со средним ухом внутреннее ухо сообщается овальным и круглым окошечками, затянутыми перепонками .
Перепончатый лабиринт состоит из преддверия, улитки и полукружных каналов (расположенных во всех трёх взаимоперпендикулярных плоскостях и заполненных жидкостями - перилимфой и эндолимфой ). Во внутреннем ухе расположена как улитка (орган слуха), так и вестибулярная система , являющаяся органом равновесия и ускорения .
Колебания овального окошечка передаются жидкости, которая раздражает расположенные в улитке рецепторы; те, в свою очередь, формируют нервные импульсы .
Рецепторы вестибулярного аппарата - вторичные механорецепторы, расположенные на кристах каналов. Это волосковые чувствительные клетки двух типов: формы колбы с закруглённым дном и формы цилиндра. Волоски обоих типов на кристах размещены противоположно друг другу: с одной стороны расположены стереоцилии (смещение в их сторону вызывает возбуждение), а с другой - киноцилии (смещение в сторону которых вызывает торможение) .
Собственный голос, воспроизведённый со звукозаписи, значительно отличается от того, что человек слышит при разговоре. Это объясняется тем, что в последнем случае звук достигает уха не только по воздуху, но и через кости черепа, которые лучше передают низкочастотные колебания. Из-за этого люди с некоторыми дефектами развития внутреннего уха могут слышать движение своих глаз в глазницах, а их собственное дыхание звучит для них непереносимо громко .
Эволюция элементов уха
Внутреннее ухо как орган слуха и равновесия возник ещё у первых позвоночных и с тех пор претерпел много усовершенствований в процессе эволюции. Кроме того, аппарат слуха постепенно дополнялся средним ухом (впервые появляется у амфибий) и наружным, имеющимся у птиц и млекопитающих.
Эволюция наружного и внутреннего уха
Внутреннее ухо (лабиринт) у позвоночных животных возникло как орган равновесия. Оно состояло из преддверия, в состав которого входят круглый и овальный мешочки, а также полукружные каналы. У миксин имеется только одна пара полукружных каналов, у миног - две, у всех других позвоночных (то есть у челюстноротых : начиная с хрящевых рыб и кончая птицами и млекопитающими) - три .
Формирование стремечка обеспечено высвобождением гиомандибулярной кости из системы подвески челюстей, что произошло ещё на стадии формирования группы хоановых или лёгочнодышащих позвоночных (Choanata). Эта косточка топографически связана со спиракулюмом , который в дальнейшем стал полостью среднего уха и взял на себя функцию передачи колебаний из покровных образований к собственно уху. Указанная косточка (с названием стремечко , или столбик ) присутствует у всех четвероногих. Она имеет палочковидную форму с острым внутренним концом. Гомологичная кость у рыб (гимандибулярная) выполняла функцию опоры челюстей.
Строение внутреннего уха у различных млекопитающих также несколько отличается. Так, количество поворотов колеблется от четверти у утконоса до четырёх у свиньи и морской свинки. У кита - полтора поворота, у лошади - 2, у человека - 2,75, у кота - 3 .
Особенно тонкий слух имеют звери, активность которых самая большая в ночное время. Верхний частотный предел чувствительности у собак - 45 кГц , у котов - 50 кГц . Некоторые млекопитающие, в частности, летучие мыши и китообразные, обладают способностью к эхолокации, верхний предел частотной чувствительности уха у них достигает 100 кГц .
Органы слуха беспозвоночных животных
Патология
Различают врождённые дефекты, травмы (акустическая травма , баротравма) и заболевания уха (отосклероз , болезнь Меньера , отит , лабиринтит).
Нарушение костной системы уха не даёт полной глухоты за счёт проводимости костей .
Ухо в культуре
Существует три вида украшения ушей - клипсы , каффы и серьги . Серьги обычно вдеваются в проколотые ушные мочки , клипсы же не требуют прокалывания. Пирсинг ушей был широко распространен по всему миру с древних времён, в особенности в племенных культурах, о чём свидетельствуют многочисленные археологические находки. Неоднократно были обнаружены мумифицированные тела с ушными проколами. Так в леднике Симилаун в Австрии была найдена мумия Эци с проколотыми ушами, возраст мумии составляет 5300 лет . Помимо украшения, возможна модификация ушей растягиванием тоннелей.
Операция по изменению формы ушей называется отопластикой . Чаще всего она необходима для изменения формы или размера уха, так как в течение жизни оно не претерпевает значительных изменений.