Как мы слышим?
Чувство слуха — это удивительный процесс. Узнайте о том, как наши уши и головной мозг работают вместе, чтобы мы слышали окружающий мир.
Как мы слышим? Шаг за шагом
Любой звук — это звуковая волна. Достигая наших ушей, звуковые волны превращаются в сигналы, которые распознаются головным мозгом. Каждая часть уха играет важную роль в процессе слуха.
Наружное ухо Среднее ухо Внутреннее ухо Слуховой нерв
Элемент 1.
Наружное ухо
Звуковые волны, представляющие собой колебания, проходят через наружное ухо в среднее и вызывают вибрацию барабанной перепонки.
Outer ear Middle ear Inner ear Auditory Nerve
Элемент 2.
Среднее ухо
Колебания с барабанной перепонки передаются на маленькие слуховые косточки в среднем ухе. А со слуховых косточек — во внутреннее ухо.
Outer ear Middle ear Inner ear Auditory Nerve
Элемент 3.
Внутреннее ухо
Когда эти колебания достигают улитки, они воздействуют на специальные клетки — волосковые. Волосковые клетки преобразуют колебания в электрические нервные импульсы.
Outer ear Middle ear Inner ear Auditory Nerve
Элемент 4.
Слуховой нерв
Слуховой нерв соединяет улитку со слуховыми центрами в головном мозге. Когда электрические нервные импульсы достигают головного мозга, они воспринимаются как звук.
Outer ear Middle ear Inner ear Auditory Nerve
Как мы слышим?
Чудеса слуха
Наши уши функционируют постоянно. Поскольку все этапы в процессе слуха происходят очень быстро, мы слышим звук немедленно. Однако если какая-либо часть этого сложного процесса не функционирует, возможно развитие тугоухости.
Типы тугоухости
Существует четыре основных типа тугоухости. Узнайте больше о каждом из типов и о том, как лечится тугоухость.
О компании MED-EL
Мы являемся мировым лидером в области производства слуховых имплантов; наша миссия — помочь людям с нарушениями слуха ощутить радость звука.
Наши продукты
Частые вопросы о нарушениях слуха
Популярные темы
Наша сеть
Обращайтесь к нам
© 2023 г. Компания MED-EL Medical Electronics. Все права защищены.
Контент настоящего веб-сайта предназначен исключительно для общих справочных целей и не должен рассматриваться как медицинская рекомендация. Обратитесь к своему врачу или сурдологу, чтобы узнать, какое слуховое устройство подойдет именно вам. Не все упомянутые на сайте продукты, функции или показания доступны в вашем регионе.
Как идет звуковая волна в ухо
Путь звуковой волны. Афферентная иннервация улитки.
Звуковой сигнал попадает в наружный слуховой проход, проводится по барабанной перепонке и цепи слуховых косточек, достигая стремени. Основание стременн начинает вибрировать, вызывая ток перилимфы по лестнице преддверия. Перилимфа достигает верхушки улитки и через геликотрему приводит в движение перилимфу барабанной лестницы.
Под действием перилимфатической жидкости происходит сжатие перепончатого протока улитки, смещение эндолимфы, базилярной мембраны и сгибание стереоцилий волосковых клеток. Основная функция улитки заключается в преобразовании механических вибраций в нервный импульс, поступающий к слуховому нерву.
Афферентная иннервация улитки
Афферентная иннервация улитки осуществляется нейронами. передающими информацию к центральной нервной системе. Волосковые клетки посредством синапсов связаны с периферическими отростками биполярных клеток ганглия, расположенного в спиральном канале улитки (I нейрон). Центральные отростки биполярных клеток направляются в улитковый корешок преддверно-улиткового нерва, проходящего во внутреннем слуховом проходе.
В мостомозжечковом углу волокна улиткового корешка вступают в ствол мозга; волокна оканчиваются в наружном углу ромбовидной ямки в вентральном (переднем) и дорзальном (заднем) улитковых ядрах (II нейрон).
От каждого вентрального ядра отходит по два пучка. Длинный пучок переходит на противоположную сторону моста и достигает медиального добавочного ядра оливы и трапециевидного тела (III нейрон). Короткий пучок волокон оканчивается в этих же структурах на одноименной стороне.
Аксоны верхнего оливарного комплекса, часть нейронов от вентрального и дорзального ядер, а также аксоны ядер трапециевидного тела формируют систему передами звуковых раздражений — латеральную петлю,
Латеральная петля поднимается вверх до ядер нижних холмиков крыши среднего мозга, где образует перекрест (перекрест Гудена) с волокнами латеральной петли противоположной стороны. Свой путь латеральная петля завершает в медиальном коленчатом теле (IV нейрон). Аксоны верхнего оливарного комплекса и ядра трапециевидного тела образуют подкорковые центры, отвечающие за пространственный слух.
От медиального коленчатого тела аксоны проходят по задней ножке внутренней капсулы до височной извилины Гешле (V нейрон). Слуховому анализатору принадлежат поля 22,41 и 42, с которыми связаны различные ассоциативные системы.
Как идет звуковая волна в ухо
Физиология слуха на уровне среднего и внутреннего уха
Ухо и различные его части выполняют следующие функции:
• Наружное и среднее ухо участвуют в проведении звука.
• В улитке происходит распределение стимулов.
• Наружные волосковые клетки усиливают сигналы от слабых звуковых колебаний.
• Функция волосковых клеток внутреннего ряда заключается в преобразовании механических колебаний в электрические сигналы.
а) Передача стимула. В наружном слуховом проходе в результате эффекта резонанса порог восприятия звуковых колебаний в диапазоне частот 2000-3000 Гц (основной частотный диапазон человеческой речи) снижается.
Барабанная перепонка воспринимает давление звуковых волн и передает ее на слуховые косточки.
Цепь слуховых косточек ответственна за адаптацию импеданса между средним ухом, которое заполнено воздухом, и внутренним ухом, заполненным жидкостью, и за преобразование давления, которое усиливается в 17 раз. Это связано с тем, что площадь поверхности барабанной перепонки во много раз больше площади основания стремени. Усиление, связанное с несоответствием размеров наковальни и молоточка, образующих наковальне-молоточковый сустав, составляет 1:1,3. Поэтому давление в целом усиливается в 22 раза.
Анатомия уха в трех срезах.
Наружное ухо: 1 — ушная раковина; 2 — наружный слуховой проход; 3 — барабанная перепонка.
Среднее ухо: 4 — барабанная полость; 5 — слуховая труба.
Внутреннее ухо: 6 и 7 — лабиринт с внутренним слуховым проходом и преддверно-улитковым нервом; 8 — внутренняя сонная артерия;
9 — хрящ слуховой трубы; 10-мышца, поднимающая нёбную занавеску;
11 — мышца, напрягающая нёбную занавеску; 12 — мышца, напрягающая барабанную перепонку (мышца Тойнби).
Физическое движение молекул, которое мы воспринимаем как звук, приводит в движение барабанную перепонку. Движение это происходит с той же частотой, что и вибрация воздуха, и с соразмерной амплитудой.
Для передачи звуковых волн из воздушной среды в перилимфатическое и эндолимфатическое пространство необходимо их усиление, так как плотность жидкости в этом пространстве значительно больше, т.е. необходима адаптация импеданса путем усиления давления звука (импеданс — это по существу акустическое сопротивление).
Для нормального проведения звука к внутреннему уху необходимо, чтобы барабанная перепонка имела нормальное расположение и нормальную подвижность, а давление в наружном слуховом проходе и барабанной полости было одинаковым.
Ось, вдоль которой осуществляется движение слуховых косточек.
Наковальне-молоточковый сустав может быть расположен под углом 90° соответственно расположению основания стремени (1).
Само основание стремени может двигаться спереди назад (2) и в латеральном направлении (3).
Наковальне-стременной сустав (4) движется лишь незначительно в латеральном направлении.
Измерение импеданса на уровне барабанной перепонки дает представление о функции звукопроводящего аппарата, и этот метод, известный как импедансная аудиометрия, используется в клинической практике.
Энергия звука достигает улитки как через звукопроводящий аппарат (воздушное проведение), так и через кости черепа, которые начинают вибрировать в акустическом поле. В последнем случае энергия звука передается непосредственно на улитку через капсулу лабиринта (костное проведение).
Для измерения слухового порога при воздушном и костном проведении звука выполняют аудиометрию.
Пространственное изображение колебаний базилярной мембраны.
Бегущая волна движется от основания стремени вдоль базилярной мембраны, покровной мембраны и мембраны Рейсснера к вершине улитки.
Расположение максимального расширения базилярной мембраны аналогично частотно-зависимому распределению максимальной амплитуды волны.
1 — стремя в овальном окне; 2 — круглое окно; 3 — лестница преддверия;
4 — барабанная лестница; 5 — базилярная мембрана с кортиевым органом; 6 — максимальная амплитуда бегущей волны.
б) Распределение стимулов. Основная функция улитки состоит в механическом частотном анализе, который зависит от гидродинамики улитки. Периодические колебания стремени преобразуются в непериодические колебания, вызывающие движущуюся волну на базилярной мембране.
Поскольку жидкость, содержащаяся во внутреннем ухе, несжимаема, смещение объема на уровне основания стремени приводит к равному смещению объема на уровне круглого окна, которое выпячивается настолько, насколько вдавливается основание стремени. Такое смещение объема, вызываемое периодическими колебаниями основания стремени приводит к смещению улиткового протока (scala media, лестница Левенберга, пространство, ограниченное базилярной мембраной и мембраной Рейсснера и расположенное между лестницей преддверия и барабанной лестницей).
Это начальное смещение приводит к образованию волны, которая движется в направлении отверстия улитки. Это непериодическое колебание, или бегущая волна.
По мере приближения волны к отверстию улитки длина волны уменьшается, но амплитуда возрастает. В какой-то определенной точке амплитуда достигает максимума и затем начинает резко уменьшаться, и, не достигнув отверстия улитки, волна гаснет. Бегущая волна в месте, где она достигает максимальной амплитуды, вызывает колебание покровной и базилярной мембран, влекущее за собой отклонение стереоцилий волосковых клеток, которое служит стимулом для этих механорецепторов.
Частотно-зависимое увеличение амплитуды до максимума вызывает образование соответствующего частотно-зависимого локализованного стимула в сенсорных клетках кортиева органа, расположенных на базилярной мембране в том месте, где волна достигает максимальной амплитуды. Таким образом происходит первичный анализ звука в виде определенных частотных стимулов (дисперсия Бекеши, или теория бегущей волны).
Максимальная амплитуда бегущей волны зависит от частоты колебаний, при низкочастотных колебаниях она отмечается вблизи отверстия улитки, при высокочастотных — вблизи основания стремени.
Тонотопическое распределение частоты колебаний улиткового протока означает, что каждой частоте колебаний соответствует определенная точка на базилярной мембране.
Поскольку место, где волна достигает максимальной амплитуды, соответствует месту, в котором кортиев орган возбуждается и тем самым активируются афферентные волокна улиткового нерва, теория бегущей волны является по существу теорией одной точки, предложенной Гельмгольцем. Следовательно, каждая точка базилярной мембраны соответствует определенной частоте колебаний.
Срез улитки (а) и ее канала (6) в аксиальной плоскости.
Улитка представляет собой спиральный канал, который образует вокруг горизонтально расположенного центрального стержня (modiolus) (1) 2,5 завитка.
Основание улитки обращено к латеральному концу внутреннего слухового прохода, а вершина направлена переднемедиально к медиальной стенке среднего уха.
Спиральный орган, т.е. узел улиткового нерва (2), расположенный в центральном стержне, и нервные волокна (3) соединяются, образуя ствол улиткового нерва и улитковую часть преддверно-улиткового нерва (4).
Спиральная пластинка (5) представляет собой костную пластинку спиральной формы, которая тянется от основания улитки к ее вершине (7).
Нервные волокна проходят через каналы спиральной пластинки к спиральному, или кортиеву, органу (12).
Улитковый проток (scala media) (б, 8), содержащий эндолимфу, заключен между расположенной выше лестницей преддверия (9) и находящейся под ним барабанной лестницей (10), которые содержат перилимфу (6).
Спиральная костная пластинка (5) и базилярная пластинка образуют стенку, которая отделяет барабанную лестницу от улиткового протока.
Лестница преддверия и улитковый проток отделены друг от друга преддверной мембраной, или мембраной Рейсснера (11).
Чувствительные клетки кортиева органа покрыты покровной, или кортиевой, мембраной (12).
Сосудистая полоска (14) образует латеральную стенку улиткового протока и содержит густую сеть сосудов.
Она представляет собой слой фиброзной сосудистой ткани, которая продуцирует эндолимфу.
Латеральнее она граничит со спиральной связкой улитки (13).
Перилимфатические пространства улитки, барабанная лестница и лестница преддверия сообщаются между собой через отверстие улитки (геликотрему), расположенное в области верхушки улитки (а, 7),
а также сообщаются с перилимфатическим пространством перепончатого лабиринта преддверия, включающего как маточку, так и сферический мешочек. 
Схема базилярной мембраны человека,
показывающая частотно-зависимое расположение звуковых и анализирующих рецепторов. 
Улитковый проток (а) и кортиев орган (б). Кортиев орган располагается на базилярной мембране (1, 2) в улитковом протоке.
Медиально вблизи края костной спиральной пластинки располагается лимб спиральной пластинки (4), имеющий две губы, которые ограничивают внутреннюю спиральную борозду (5).
Богато васкуляризированная сосудистая полоска (3) с интраэпителиальными капиллярами расположена латеральнее.
Кортиев орган состоит из внутреннего (6) и наружного (7) ряда волосковых клеток, окруженных поддерживающими столбовыми клетками (8, 9), образующими границы внутреннего туннеля, заполненного перилимфой, или кортилимфой (14).
Между наружными столбовыми клетками (9) и наружными фаланговыми клетками Дейтерса (10), которые играют роль поддерживающих клеток кортиева органа, находится пространство Нуэля, заполненное перилимфой (11).
В крайнем латеральном положении проходит наружный туннель (12), который граничит соответственно с наружной спиральной бороздой (15) и сосудистой полоской (3).
Над внутренним и наружным рядом волосковых клеток (6,7) располагается покровная мембрана (13) — желатинозная масса, которая тянется от лимба спиральной пластинки (4).
Межклеточные пространства кортиева органа (11,12,14) содержат перилимфу, которую называют также кортилимфой.
Ультраструктура внутренних и наружных волосковых клеток (в). 1 — внутренние волос-ковые клетки; 2 — наружные волосковые клетки;
3 — афферентные нервные окончания; 4 — эфферентные нервные окончания; 5 — стереоцилии.
в) Усиление механического стимула. Наибольшее отклонение стереоцилий наружных волосковых клеток происходит в том случае, когда колебание достигает максимальной амплитуды.
Под действием силы, давящей на верхушечные связующие микрофиламенты, открываются ионные каналы и изменяется потенциал рецепторов. Наружные волосковые клетки активно вытягиваются и тем самым локально усиливают бегущую волну.
г) Преобразование механического стимула в электрический сигнал. В результате усиление колебаний отклоняются также стереоцилии на внутренних волосковых клетках и открываются их ионные каналы.
Входной кальциевый ток вызывает высвобождение нейромедиатора глутамата, под действием которого афферентные волокна преддверно-улиткового нерва активируются.
г) Отоакустическан эмиссия. Активные сокращения наружных волосковых клеток сопровождаются естественными колебаниями и могут подвергаться искажению. В процессе нормального слухового восприятия улитка испускает слабые звуковые волны определенной частоты. Этот феномен известен как спонтанная отоакустическая эмиссия.
После наружной акустической стимуляции в наружном слуховом проходе можно зарегистрировать вызванную отоакустическую эмиссию.
а — Деполяризация (возбуждение) сенсорных волосковых клеток в результате отклонения стереоцилий (2) и открытия калиевых каналов, чувствительных к растяжению.
Растяжение калиевых каналов связано с натяжением верхушечных связующих микрофиламентов (1). Ионы калия выходят из волосковых клеток через ионные каналы, чувствительные к растяжению, которые расположены в области их основания, что приводит к реполяризации этих клеток.
б — Кортиев орган с его наружными волосковыми клетками, выполняющими роль усилителей электрических сигналов улитки. Изменение длины наружных волосковых клеток (окрашены синим цветом) в зависимости от частоты звуковых колебаний заставляет вибрировать кортиев орган и тем самым стимулирует внутренние волосковые клетки (окрашены красным цветом), которые в норме не контактируют с покровной мембраной (1).
Входной калиевый ток в волосковые клетки необходим для их деполяризации. Это происходит вследствие высокой концентрации ионов К+ в эндолимфе и высокого улиткового потенциала (+85 мВ), который обусловливает высокую разность потенциалов между волосковыми клетками, потенциал покоя которых составляет -70 мВ, и эндолимфой.
Ионы калия выходят из волосковых клеток через ионные каналы в базолатеральной мембране, открывающиеся при возбуждении клетки (2), и проводятся через кортилимфу с помощью К+, Cl—котранспортной системы (3) и нексусных каналов (4) поддерживающих клеток в спиральную связку.
Входной кальциевый ток через Ca2+-каналы, открывающиеся при возбуждении (5), регулирует высвобождение медиаторов во время деполяризации.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
- Анатомия, гистология и физиология улитки (кортиева органа)
- Проводящий путь слухового анализатора — связь кортиева органа с ЦНС
- Проводящий путь органа равновесия (вестибулярного анализатора) в ЦНС
- Ветви и зоны иннервации лицевого нерва (n. facialis, 7 пары ЧМН)
- Физиология слуха на уровне среднего и внутреннего уха
- Физиология слухового проводящего пути (ретрокохлеарного анализа звука) и тонотопия
- Механизмы и причины нарушения слуха (патофизиология)
- Физиология органа равновесия (вестибулярного анализатора)
- Механизмы и причины нарушения функции органа равновесия (вестибулярного анализатора)
- Что видит ЛОР при осмотре уха и какие приборы использует?
Как идет звуковая волна в ухо
Проводящий путь слухового анализатора обеспечивает проведение нервных импульсов от специальных слуховых волосковых клеток спирального (кортиева) органа в корковые центры полушарий большого мозга.
Первые нейроны этою пути представлены псевдоуниполярными нейронами, тела которых находятся в спиральном узле улитки внутреннего уха (спиральный канал). Их периферические отростки (дендриты) заканчиваются на наружных волосковых сенсорных клетках спирального органа.
Спиральный орган, описанный впервые в 1851г. итальянским анатомом и гистологом A Corti представлен несколькими рядами эпителиальных клеток (поддерживающие клетки наружные и внутренние клетки столбов) среди которых помещены внутренние и наружные волосковые сенсорные клетки, составляющие рецепторы слухового анализатора.
* Корт Альфонсо (Сorti Alfonso 1822-1876) итальянский анатом. Родился в Камба-рене (Сардиния) Работал прозектором у И.Гиртля, позднее — гистологом в Вюрцбурге, Утрехте и Турине. В 1951 г. впервые описал строение спирального органа улитки. Известен также работами по микроскопической анатомии сетчатки глаза. сравнительной анатомии слухового аппарата.
Тела сенсорных клеток фиксированы на базилярной пластинке. Базилярная пластинка состоит из 24 000 тонких поперечно распоженных коллагеновых волокон (струн) длина которых от основания улитки до ее верхушки плавно нарастает от 100 мкм до 500 мкм при диаметре 1-2 мкм
По последним данным, коллагеновые волокна образуют эластическую сеть, расположенную в гомогенном основном веществе, которая на звуки разной частоты резонирует в целом строго градуированными колебаниями. Колебательные движения с перилимфы барабанной лестницы передаются на базилярную пластинку, вызывая максимальное колебание тех ее отделов, которые «настроены» в резонанс на данную частоту волны Для низких звуков такие участки находятся вершины улитки, а для высоких у ее основания.
Ухо человека воспринимает звуковые волны с частотой колебаний от 161 ц до 20 000 Гц. Для человеческой речи наиболее оптимальные границы от 1000 Гц до 4000 Гц.
При колебаниях определенных участков базилярной пластинки происходит натяжение и сжатие волосков сенсорных клеток, соответствующих данном) участку базилярной пластинки.
Под действием механической энергии в волосковых сенсорных клетках, изменяющих свое положение всего лишь на величину диаметра атома, возникают определенные цитохимические процессы, в результате чего энергия внешнего раздражения трансформируется в нервный импульс. Проведение нервных импульсов от специальных слуховых волосковых клеток спирального (кортиева) органа в корковые центры полушарий большого мозга осуществляется с помощью слухового пути.
Центральные отростки (аксоны) псевдоуниполярных клеток спирального узла улитки покидают внутреннее ухо через внутренний слуховой проход, собираясь в пучок, представляющий собой улитковый корешок преддверно-улиткового нерва. Улитковый нерв вступает в вещество мозгового ствола в области мостомозжечкового угла, его волокна заканчиваются на клетках переднего (вентрального) и заднего (дорсального) улитковых ядер, где находятся тела II нейронов.
III и IV нейроны слухового пути. Третьи и четвертые нейроны слухового проводящего пути. Ядра слухового анализатора. Признаки поражения слухового пути.
Аксоны клеток заднего улиткового ядра (II нейроны) выходят на поверхность ромбовидной ямки, затем идут к срединной борозде в виде мозговых полосок, пересекая поперек ромбовидную ямку на границе моста и продолговатого мозга. В области срединной борозды основная масса волокон мозговых полосок погружается в вещество мозга и переходит на противоположную сторону, где следует между передней (вентральной) и задней (дорсальной частями моста в составе трапециевидного тела, а затем в составе латеральной петли направляются к подкорковым центрам слуха. Меньшая часть волокон мозговой полоски присоединяется к латеральной петле одноименной стороны.
Аксоны клеток переднего улиткового ядра (II нейроны) заканчиваются на клетках переднего ядра трапециевидного тела своей стороны (меньшая часть) или в глубине моста к аналогичному ядру противоположной стороны, образуя трапециевидное тело.
Совокупность аксонов III нейронов, тела которых лежат в области заднего ядра трапециевидного тела, составляют латеральную петлю. Образовавшийся у латерального края трапециевидного тела плотный пучок латеральной петли резко меняет направление на восходящее, следуя далее вблизи латеральной поверхности ножки мозга в ее покрышке, отклоняясь при этом все более кнаружи, так что в области перешейка ромбовидного мозга волокна латеральной петли лежат поверхностно, образуя треугольник петли.
Кроме волокон, в состав латеральной петли входят нервные клетки, которые составляют ядро латеральной петли. В этом ядре часть волокон, исходящих из улитковых ядер и ядер трапециевидного тела, прерывается.
Волокна латеральной петли заканчиваются в подкорковых слуховых центрах (медиальные коленчатые тела, нижние холмики пластинки крыши среднего мозга), где располагаются IV нейроны.
В нижних холмиках пластинки крыши среднею мозга формируется вторая часть покрышечно-спинномозгового пути, волокна которого, проходя в передних корешках спинного мозга, заканчиваются посегментно на двигательных анимальных клетках его передних рогов. Через описанную часть покрышечно-спинномозгового пути осуществляются непроизвольные защитные двигательные реакции на внезапные слуховые раздражения.
Аксоны клеток медиальных коленчатых тел (IV нейроны) проходят в виде компактного пучка через заднюю часть задней ножки внутренней капсулы, а зачем, веерообразно рассыпаясь, формируют слуховую лучистость и достигают коркового ядра слухового анализатора, в частности, верхней височной извилины (извилины Гешле *).
* Гешль Ричард (Heschl Richard. 1824 — 1881) — австрийский анатом и птолог. родился в Велледорфе (Штирия) Медицинское образование получил в Вене.Профессор анатомии в Оломоуце, патологии — в Кракове, клинической медицины — в Граце. Изучал общие проблемы патологии. В 1855 г. издал руководство по общей и специальной патологической анатомии человека
Корковое ядро слухового анализатора воспринимает слуховые раздражения преимущественно с противоположной стороны. Ввиду неполного перекреста слуховых путей одностороннее поражение латеральной петли. подкоркового слухового центра или коркового ядра слухового анализа юра может не сопровождаться резким расстройством слуха, отмечается лишь снижение слуха на оба уха.
При неврите (воспалении) преддверно-улиткового нерва довольно часто наблюдается снижение слуха.
Снижение слуха может наступать как результат избирательного необратимого повреждения волосковых сенсорных клеток при введении в организм больших доз антибиотиков, обладающих ототоксическим действием.
Учебное видео проводящих путей слухового анализатора
Редактор: Искандер Милевски. Дата последнего обновления публикации: 8.9.2020