Группа учёных из Массачусетского технологического института (MIT) под руководством Рузбеха Гаффари подвела итоги исследования внутреннего уха. В ходе работы специалисты обратили особое внимание на строение такого сложного отдела органов слуха человека, как внутреннее ухо, или лабиринт.
Как известно, внутреннее ухо представляет собой структуру, состоящую из двух основных частей: улитки, отвечающей за восприятие аудиальных импульсов, и вестибулярного аппарата, напрямую связанного с чувством равновесия. В данном случае учёных интересовала улитка — полая трубка, получившая своё название из-за сходства со спиралевидной раковиной моллюска.
периферическая часть звуковоспринимающего аппарата (рецептор слухового анализатора) у млекопитающих и человека. Открыт итальянским гистологом Корти в XIX веке.
Кортиев орган располагается в спирально завитом костном канале внутреннего уха - улитковом ходе, заполненном эндолимфой. Верхняя стенка хода прилегает к так называемой лестнице преддверия и называется рейснеровой перепонкой; нижняя стенка, граничащая с так называемой барабанной лестницей, образована основной перепонкой, прикрепляющейся к спиральной костной пластинке. Лестницы преддверия и барабанная заполнены перилимфой. Наружная стенка улиткового хода, или сосудистая полоска, содержит много кровеносных сосудов.
Кортиев орган расположен на основной перепонке и состоит из внутренних и наружных волосковых клеток, внутренних и наружных опорных клеток (столбовых, клеток Дейтерса, Клаудиуса, Гензена), между которыми находится туннель, где проходят направляющиеся к основаниям волосковых клеток отростки нервных клеток, лежащих в спиральном нервном ганглии. Воспринимающие звук волосковые клетки располагаются в нишах, образуемых телами опорных клеток, и имеют на поверхности, обращенной к покровной перепонке, по 30-60 коротких волосков. Опорные клетки выполняют также трофическую функцию, направляя поток питательных веществ к волосковым клеткам.
Функция кортиева органа - преобразование энергии звуковых колебаний в процесс нервного возбуждения. Звуковые колебания воспринимаются барабанной перепонкой и через систему косточек среднего уха передаются жидким средам внутреннего уха - перилимфе и эндолимфе. Колебания последних приводят к изменению взаиморасположения волосковых клеток и покровной перепонки кортиева органа, что вызывает сгибание волосков и возникновение биоэлектрических потенциалов, улавливаемых и передаваемых в центральную нервную систему отростками нейронов спирального ганглия, подходящими к основанию каждой волосковой клетки.
По другим представлениям, волоски звуковоспринимающих клеток - лишь чувствительные антенны, деполяризующиеся под действием приходящих волн за счёт перераспределения ацетилхолина эндолимфы. Деполяризация вызывает цепь химических превращений в цитоплазме волосковых клеток и возникновение нервного импульса в контактирующих с ними нервных окончаниях. Различающиеся по высоте звуковые колебания воспринимаются различными отделами кортиева органа: высокие частоты вызывают колебания в нижних отделах улитки, низкие - в верхних, что связано с особенностями гидродинамических явлений в ходе улитки.
Именно эти вдающиеся в жидкость клетки улавливают вибрацию, которая передается от слуховых косточек среднего уха на овальное окно улитки.
В результате колебания воздействуют на разные участки базилярной мембраны, каждый из которых, представленный волосковыми клетками, реагирует на звук определённой частоты. Отвечая вибрацией, волосковые клетки преобразуют колебания в нервные импульсы, которые по нервному волокну поступают в мозг. При этом чем громче звук, тем сильнее оказывается возбуждение нервных клеток базилярной улитки. Именно поэтому мозг воспринимает более громкий звук яснее и отчетливее, нежели более тихий.
Однако преобразование акустической волны, бегущей в каналах внутреннего уха, в электрические сигналы не завершается в кортиевом органе. Над этим органом находится покровная, или текториальная, мембрана, которая также погружена в эндолимфу. По словам учёных, именно эта мембрана воспринимает колебания, отличающиеся от других звуковых волн.
Вибрация также может стимулировать волосковые клетки и даже приводить к увеличению их чувствительности.
Именно эта способность клеток варьировать свою чувствительность в зависимости от типа звуковых волн, а также воспринимать сигналы различной частоты, считает Гаффари, и позволяет мозгу отчетливо воспринимать чуть слышимые сигналы — тихую речь или даже шепот.
Как сообщили в октябре прошлого года учёные Гарвардской медицинской школы, прослушивание громкой (от 80% громкости) музыки при помощи наушников больше 90 минут в день приводит к потере слуха. К такому выводу исследователи пришли после проведения исследования на 100 студентах.
Руководитель группы исследователей Брайн Флигор (Brian Fligor) уточнил, что отрицательный эффект проявится, только если регулярно слушать музыку на большой громкости. Если выставить громкость в музыкальном плеере на 100%, и слушать его в течение 5 минут, то риск потери слуха резко возрастает, уверяет Флигор. По его словам, беда в том, что потерять слух можно и через 10 лет после подобной травмы.
Так, ныне уже известный механизм расшифровки шепота позволит создать такие слуховые аппараты, которые смогут различать звуки не вполне доступные даже здоровому уху.
«Большая часть существующих на сегодняшний день устройств работает по принципу усиления любого поступающего сигнала. Наши же уши гораздо «умнее» всех приборов и знают, каким образом отличать звуки. Именно это позволяет нам воспринимать разные звуки по-разному. Получается, что лучшим слуховым аппаратом станет тот, который максимально повторит строение и механику улитки внутреннего уха», — резюмирует Рузб Гаффари.
