В. Шекспир. Король Лир
Когда-то на заре цивилизации люди получали посредством слуха значительно больше информации, чем с помощью зрения. Ухо было основной "линией связи" с окружающим миром. Для современного читающего и созерцающего индивида это не совсем так, но преуменьшать роль слуха все же не следует - мы воспринимаем звуки всегда: и днем, и ночью, при свете и без него. В отличие от зрения органы слуха функционируют даже у человеческого зародыша. Сразу после рождения младенцы хорошо слышат и отдают предпочтение женским голосам, а в первые недели жизни ребенок уже узнает голос своей матери.
Устройство уха поражает сложностью и красотой. Оно представляет собой настоящее чудо природы - инструмент для преобразования колебаний воздуха в нервные импульсы и прибор для сохранения равновесия.
Ушная раковина - это своеобразная воронка, собирающая и усиливающая звуковые волны. В древности форме ушной раковины придавали особенное, даже магическое значение. Римский писатель Плиний считал: у кого большие уши, тот глуп, но достигнет глубочайшей старости, а Аристотель расценивал большую раковину как признак хорошей памяти. На величину оттопыренности ушной раковины обращают внимание буддисты при отборе ребенка, которому надлежит стать не только воплощением бодхисатвы, но и далай-ламой.
Ушная раковина устроена очень сложно - в ней есть потовые и сальные железы, разнообразные возвышения и углубления, некоторые из которых имеют занятные анатомические названия: "завиток" и "противозавиток", "бугорок", "ладья", "козелок" и "противокозелок". В верхней части ушной раковины у людей иногда встречается так называемый сатиров бугорок. Все эти выступы и впадины нужны для улучшения качества звука. В частности, "козелок" понижает частоту резонанса, усиливая громкость звука.
Раковина уха представляет собой хрящевую ткань. В нижней части, так называемой мочке, хряща нет. Интересно, что мочка - исключительно человеческая часть тела, ни у одного из животных мочек нет. Полностью приросшая мочка уха встречается у 10% мальчиков и 21% девочек.
На наружном ухе "сходятся" различные нервы: тройничный, промежуточный, языкоглоточный, блуждающий и отростки шейного сплетения. Поэтому ушная раковина чрезвычайно чувствительна, на нее как бы спроецированы внутренние органы. Неудивительно, что уже в III веке нашей эры наружное ухо начали использовать в качестве зоны лечебного воздействия на организм - для иглоукалывания. Только на мочке иглотерапевты насчитывают 11 точек, связанных с зубами, глазами, языком, мышцами лица, половыми органами.
Форма ушной раковины индивидуальна: людей с одинаковыми ушами не существует. А вот температура ушей у всех обычно ниже температуры тела на 1,5-2 градуса. Мышцы ушной раковины развиты слабо, поэтому двигать ими могут лишь немногие: 19,9% мужчин и 9,6% женщин. Среди них - французская королева Мария Антуанетта и российская императрица Екатерина II. Но это, конечно, не отличительный признак царственных особ. Умел шевелить ушами и Робеспьер.
Полость ушной раковины переходит в воронкообразный извилистый наружный слуховой проход, который перекрывает барабанная перепонка. Длина прохода - около 24 мм, а диаметр - в среднем 7 мм. В наружном проходе происходит усиление поступающего звукового сигнала за счет резонанса стенок. Проход не только предохраняет барабанную перепонку от механических и термических воздействий, но и способствует (вне зависимости от атмосферных условий) поддержанию в ухе постоянной температуры и влажности. В стенках этого прохода имеются церуминозные (от латинского слова "cera" - воск) железы, выделяющие ушную серу. Барабанная перепонка, толщина которой около 0,1 мм, представляет собой пластинку из соединительной ткани.
Среднее ухо почти целиком располагается в пирамиде височной кости. Это - полость неправильной формы объемом 0,8-1,0 см3. Она заполнена воздухом и связана с носоглоткой при помощи специального канала длиной 30-40 мм и диаметром просвета 1-2 мм, описанного в 1564 году итальянским врачом и анатомом Евстахием. Канал выполняет вентиляционную, дренажную (удаляет из среднего уха ненужные жидкости) и защитную функции. Кроме того, он поддерживает равенство давления с обеих сторон барабанной перепонки.
В полости среднего уха залегают слуховые косточки: "молоточек", "наковальня" и "стремечко" - самая маленькая кость нашего организма. Интересно, что они окончательно формируются у эмбриона и после рождения человека больше не растут. "Молоточек" похож на колотушку. "Наковальня" своим видом смахивает на коренной зуб. "Молоточек" способен ударять по "наковальне". Эти три маленькие косточки соединены между собой столь же маленькими суставчиками, в результате чего образуется подвижная цепь между барабанной перепонкой и специальным окном во внутреннем ухе. Благодаря такому рычажному механизму давление, передаваемое во внутреннее ухо, возрастает приблизительно в полтора-два раза.
Теперь поговорим о внутреннем ухе. "Стремечко" воздействует на жидкость внутреннего уха, толкая ее в такт своему движению. Различают наружный (костный) и лежащий внутри него (так называемый перепончатый) лабиринты. Еще во внутреннем ухе есть система полукруглых каналов, которые предназначены для реагирования на изменение положения тела в пространстве, и преддверие (как бы общий вход, с которого начинается передняя часть костного лабиринта - "улитка"). Итак, у человека орган слуха анатомически совмещен с органом равновесия. Вот почему полукружных каналов три, и они располагаются под прямым углом в разных плоскостях по отношению друг к другу.
Анатомические лабиринты уха лежат в толще каменистой части височной кости. В них происходят весьма сложные процессы, поскольку в зависимости от силы толчка "стремечка" меняется характер тока жидкости, заполняющей лабиринт. "Улитка" действительно внешне похожа на раковину садовой улитки: широкий костный канал, ход которого, сужаясь, закручивается, сделав чуть меньше двух с половиной оборотов вокруг костной оси - стержня, в котором проходят нервные волокна.
Внутри костной "улитки" располагается перепончатая "улитка", между ними - две полости, называемые лестницами: преддверная и барабанная . Такой термин не совсем точен: в этих лестницах нет ступеней. Они заполнены жидкостью - перилимфой, а между ними лежит улитковый проток, наполненный эндолимфой. Благодаря движениям перилимфы колеблются мягкие стенки "улитки". Затем колебания передаются в перепончатый лабиринт внутри "улитки". Колебания эндолимфы воздействуют на клетки так называемого кортиевого органа.
Этот орган, лежащий в улитковом ходе и представляющий собой своеобразную ленту, закрученную в спираль, описал итальянский анатом маркиз А. Корти (1822-1876). Кортиев орган находится на конце ветви слухового нерва. Его структуру открыл американский физик венгерского происхождения Дьерд Бекеши. В 1961 году за эту работу он был удостоен Нобелевской премии. Оказалось, что кортиев орган представляет собой сверхчувствительный механоэлектрический передатчик, который преобразует механическое раздражение волосков в электрический нервный импульс. Кровеносных сосудов в кортиевом органе нет, поэтому на его работе не сказываются сердечные сокращения.
Распространяющиеся по жидкости "улитки" механические колебания возбуждают слуховые рецепторы на нервных окончаниях (их у нас около 17 000), затем импульсы передаются в кору головного мозга.
Участок, куда поступает электрический сигнал из кортиева органа, так называемый слуховой анализатор, располагается в височной доле коры головного мозга. С его помощью мы воспринимаем различные тоны, шумы, формируем музыкальные мелодии, оцениваем звучание слов, фраз, песен.
В наше время для глухих разработан имплантат, представляющий собой миниатюрный электронный протез внутреннего уха. В него вводится тонкий электрический проводок, который в зависимости от частоты и уровня колебаний воздуха по-разному возбуждает слуховой нерв. Перевод нервного сигнала в слуховой анализатор осуществляется в электронном процессоре величиной с сигаретную пачку, встроенном в протез. Человек способен воспринимать звуковые колебания с частотой от 16-20 Гц до 20 кГц. Но мы не в состоянии услышать ни инфра-, ни ультразвуки. Животные (к примеру, летучие мыши, грызуны, хищные млекопитающие) часто способны улавливать акустические колебания как выше, так и ниже указанных величин.
Сальвадор Дали был прав, когда назвал ухо "самой совершенной частью на голове у женщины". Но великий каталонец немножко ошибался: ухо, без сомнения, самая совершенная часть и на голове мужчины.
См. в номере на ту же тему
Доктор физико-математических наук А. ВЯЛЫШЕВ - Шум вокруг нас.
