Що є слуховими рецепторами

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Як слухові клітини вчаться чути

Слухові клітини та підключені до них нейрони в ході індивідуального розвитку заздалегідь «уявляють» собі звуки, готуючись до того моменту, коли вуха почнуть по-справжньому.

Як відомо, звукова хвиля, потрапивши на барабанну перетинку, передається по системі слухових кісточок середнього вуха (молоточок, ковадло і стремечко) у внутрішнє вухо, заповнене рідиною. Звукові вібрації через цю рідину досягають кортієва органу та розташованих у ньому волоскових клітин, які, власне, і є слуховими рецепторами: вони перетворюють механічний сигнал на електричний нейронний імпульс.

Модель людського внутрішнього вуха, утвореного равликом та півкружними каналами. (Фото Ralph Hutchings/Visuals Unlimited/Corbis.)

Деякий час тому дослідники помітили дивний феномен: у перші дні життя мишей – і відсутність будь-яких звуків – слухові волоскові клітини іноді демонструють активність, порушуючи відповідні нейрони і посилаючи сигнали у різні відділи звукового аналізатора мозку. Також було відомо, що одночасно зі слуховими «активують» ще й особливі службові клітини, які називаються клітинами підтримки, і що тут не обходиться без молекул аденозинтрифосфату (АТФ), які, крім того, що служать для запасання енергії, можуть працювати ще й передавачами біохімічних. сигналів.

Детально розшифрувати механізм самостійної активності слухових рецепторів спробували Дуайт Берглз (Dwight Bergles) та його колеги з Медичного інституту Джонса Хопкінса.Механізм, описаний у статті Cell, виявився досить складним. Все починається з клітин підтримки, які викидають багато АТФ, що діє на рецептори на самих клітинах підтримки - виходить, що вони стимулюють самі себе. Збуджені АТФ-рецептори перемикають кальцієві іонні канали «на вхід»: іншими словами, мембранні білки, що відповідають за транспорт кальцію, починають проводити його із довкілля в клітинну цитоплазму. Підвищення рівня кальцію в клітині змушує вже інші, іонні хлоридні канали відкритися на вихід, і іони хлору відправляються з цитоплазми назовні. Слідом за ними назовні вирушають і іони калію, які збуджують волоскові клітини – від них сигнал передається нейронам.

Тобто вся описана чехарда з АТФ та різними іонами відбувається на клітинах підтримки, і все це потрібно для того, щоб підвищити рівень калію поряд із власне рецепторними клітинами. Спонтанна активність волоскових клітин, що передають «звукові» сигнали в мозок, спостерігається у гризунів у перші два тижні життя, коли їх вуха ще не чують (середнє вухо зі слуховими кісточками заповнене рідиною та звук не сприймає).

Навіщо потрібна така репетиція? За тим самим, навіщо взагалі потрібне будь-яке тренування, тобто щоб підготуватися до справжньої роботи, у разі – підготуватися до сприйняття реальних звуків. Такі спонтанні сигнали, які «уявляють» собі слухові рецептори, зміцнюють зв'язок між ними, нейронами та відповідними областями мозку.Зокрема, клітини можуть вчитися не плутати звуки різної висоти: відомо, що високі та низькі частоти сприймаються різними волосковими клітинами, і важливо, щоб сигнали від них йшли правильними нейронами і приходили в правильні зони мозкового «звукового департаменту».

Хоча експерименти виконувалися на тваринах, схожий «аудіотренувальний» механізм, швидше за все, є й у людини. Більше того, автори роботи припускають, що деякі розлади слуху можуть бути пов'язані як із недостатньо активною «репетицією» слухових клітин під час розвитку мозку, так і з раптовим пробудженням таких сигналів вже у дорослому стані – наприклад, після травми. Скажімо, легко уявити, що нав'язливий дзвін у вухах, або тинітус, відбувається саме через автономну активацію слухових рецепторів, так що подальше дослідження цієї системи має не лише загальнофундаментальне, а й практичне значення.

Автор: Кирило Стасевич

Що таке орган слуху?

Що таке орган слуху (слуховий аналізатор)

Орган слуху, званий також слуховий аналізатор – одне із найскладніших органів чуття. Його влаштуванню, роботі, порушенням слуху та їх компенсації присвячені тисячі наукових досліджень, статей та книг. Ми обговоримо лише деякі аспекти, необхідні для розуміння того, як людина чує, порушень слуху, діагностики слуху та слухопротезування.

ЗМІСТ

Периферичний відділ органу слуху (вухо)

Периферичний відділ слухового аналізатора (вухо) перетворює звукові коливання на нервове збудження. Вухо під поділяють на зовнішнє, середнє та внутрішнє, що показано на спрощеній схемі вуха.

Зовнішнє вухо

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини та зовнішнього слухового проходу.Зовнішнє вухо виконує дуже важливу роль. Воно концентрує і дещо посилює звуки на кшталт звукового ріжка. Причому це посилення однаково на різних частотах. Завдяки акустичному резонансу зовнішнє вухо посилює середньочастотні звуки, які становлять основну частину спектра мовлення, і таким чином допомагають людині чути мову. Крім того, зовнішнє вухо робить великий внесок у розпізнавання напрямку, з якого прийшов звук – праворуч або зліва (горизонтальна локалізація), зверху або знизу (вертикальна локалізація). Ось чому здатність локалізувати напрямок на джерело звуку значно зменшується при слухопротезуванні завушними слуховими апаратами та ще більше - кишеньковими СА, тому що при цьому звук приймається мікрофоном СА і зовнішнє вухо виключається з проведення звуку.

Ще одна важлива функція зовнішнього слухового проходу – захисна. Маючи довжину у дорослої людини приблизно 2,5 сантиметра та діаметр приблизно 0,3-1,0 сантиметр, він оберігає від пошкоджень барабанну перетинку та підтримує постійну температуру та вологість біля неї. Зовнішній слуховий прохід поділяється на хрящовий (зовнішній) відділ та кістковий (внутрішній) відділи. Залози у шкірі хрящового відділу зовнішнього слухового проходу виділяють сірку, також виконує захисну функцію. Більшість людей сірка мимоволі видаляється із зовнішнього слухового проходу. У деяких людей у ​​зв'язку з підвищеною секрецією сірчаних залоз або через анатомічні особливості зовнішнього слухового проходу сірка накопичується, утворюючи сірчану пробку, яка може повністю перекрити зовнішній слуховий прохід і запобігти проходженню звуку.У цьому випадку сірчану пробку видаляє лікар-отоларинголог або лікар-сурдолог. Шкіра кісткового відділу дуже тонка та чутлива до пошкоджень. Тому, і щоб не пошкодити барабанну перетинку, самостійно видаляти сірчану пробку та інші предмети, що потрапили туди (сторонні тіла, наприклад, комахи), ні в якому разі не можна. Закопувати, закладати в зовнішній слуховий прохід нічого, крім ліків, призначених лікарем.

При слухопротезуванні стандартними завушними та індивідуальними раковинними СА вушна раковина утримує СА. За відсутності вушної раковини їх застосування стає неможливим. Можливими залишаються лише канальні та глибококанальні СА, а також СА з кістковим телефоном. За відсутності зовнішнього слухового проходу (атрезії) стає неможливим застосування СА з повітряним телефоном.

Середнє вухо

Основною частиною середнього вуха є барабанна порожнина – щілинна порожнина неправильної форми об'ємом 1-2 см³, розташована у скроневій кістці. Від зовнішнього слухового проходу барабанна порожнина відокремлена барабанною перетинкою – тонкою овальною мембраною товщиною 0.1 мм та площею 0,5 – 0,9 см2. У барабанній порожнині знаходяться три з'єднані між собою слухові кісточки: молоточок, ковадло і стремечко. Молоточок щільно з'єднаний з барабанною перетинкою. Кавадла розташовується між молоточком і стремечком. Стремінце з'єднане за допомогою спеціальної сполучної зв'язки з внутрішнім вухом. Усі структури середнього вуха мініатюрні. Стремечко - найменша кісточка організму людини, її середня вага дорівнює 2,86 мГ (менше трьох тисячних грама). Барабанна перетинка коливається під вплив звукових коливань, що надходять через слуховий прохід.Її коливання передаються через ланцюг слухових кісточок у внутрішнє вухо.

Важливою особливістю середнього вуха є те, що барабанна порожнина з'єднана з носоглоткою за допомогою анатомічного каналу – слуховий (Євстахієва) труба. Слухова труба виконує дуже важливу функцію – вентиляційну (пропускає гази навколишнього повітря та випускає гази з барабанної порожнини) та барометричну (вирівнює тиск повітря в порожнині середнього вуха з навколишнім повітрям). Якщо її функція порушена, оскільки тканини середнього вуха засвоюють кисень з повітря барабанної порожнини, то тиск у середньому вусі знижується. Це спричиняє відчуття закладеності вуха, зниження слуху, біль, тубоотит. Виявити такий стан допомагають тести акустичної імпедансометрії. тимпанометрія і дослідження функції слухової труби.

У середньому вусі є ще два маленькі, але дуже важливі м'язи - м'яз, що натягує барабанну перетинку, і м'яз стремена. Вони виконують захисну функцію – захищають внутрішнє вухо від надмірно гучних звуків. При сильному різкому звуку вони скорочуються та послаблюють проходження коливань через ланцюг слухових кісточок. Це ослаблення пов'язане зі зміною акустичної провідності середнього вуха, або, навпаки, збільшення його акустичного опору – так званого акустичного імпедансу. А оскільки скорочення м'язів середнього вуха викликається відповіддю нервових структур стовбура головного мозку і безпосередньо управляється лицьовим нервом, воно може свідчити про їх функції. Скорочення цих м'язів при дії звуку отримало назву акустичний рефлекс внутрішньовушних м'язів. А вид обстеження, за якого реєструють АР, отримало назву акустична рефлексометрія. Водночас тимпанометрія та акустична рефлексометрія називаються акустична імпедансометрія, чи спрощено «імпедансометрія».

У цілому нині, середнє вухо виконує унікальну роботу – воно узгодить дуже низький акустичне опір навколишнього повітря, у якому поширюється звук, і дуже високий акустичне опір рідини, якої заповнено внутрішнє вухо. Крім того, середнє вухо посилює звукові коливання приблизно 1000 разів (близько 60 дБ). Саме тому захворювання середнього вуха, такі як середній отит, призводять до зниження слуху. Середнє вухо лише проводить звукові коливання до внутрішнього вуха. Тому його разом із зовнішнім вухом часто називають звукопровідним апаратом вуха. Захворювання середнього вуха спричиняють порушення такого звукопроведення або порушення звукопровідного апарату. Від англійського слова conduction (проведення) його називають кондуктивним порушенням або кондуктивною втратою слуху.