Функции слуховых косточек. Какую роль играют слуховые косточки среднего уха: назначение и функции

Три крохотные косточки среднего уха – молоточек, наковальня и стремечко – давно приковывают внимание палеонтологов, ведь формирование этой конструкции связывают с эволюцией древнейших млекопитающих.

И вот, авторы новой статьи на сайте журнала PNAS сообщают об очередных замечательных находках. Первая – три полностью сохранившихся правых слуховых косточки , (извлеченных из фрагментарного черепа SKW 18, Сварткранс, возраст 1,8 млн. лет). Уникальность находки можно оценить, если учесть, что до сегодняшнего дня для ископаемых гоминид были известны только два случая сохранности всех трех косточек – и оба раза это (ребенок Ла Феррасси и подросток Ле Мустье 2…). Интересно, что, как говорится в приложении к статье, левое стремечко от этого черепа тоже имеется, косточку можно увидеть в полости среднего уха, но оно там замуровано, и попыток его извлечь пока что не предпринималось.

Комментарий Научного редактора АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ : На самом деле, эти косточки здорово сохраняются, они же защищены височной костью. Только обычно они теряются, когда череп от земли чистят. Видать, разок решили аккуратно почистить. Впервые не отвёрткой! Изобрели супер-кисточку из шерсти мексиканского тушкана для чистки ушей австралопитеков!

Вторая находка - левый молоточек и часть правого стремечка (фрагмент черепа Stw 255 из Стеркфонтейна, 2.0-2.5 миллиона лет назад).

Каковы же результаты? (нелюбителям анатомических подробностей – то есть всем нормальным людям:) - можно пропустить эту часть текста и сразу переходить к выводам).

Молоточек

Главная особенность молоточка среднего уха современного человека, в сравнении с человекообразным обезьянами – укорочение и утолщение «рукоятки» и сопутствующее удлинение корпуса (головки). Такое изменение формы в процессе эволюции сочеталось с уменьшением размеров барабанной перепонки.

Авторы статьи детально описывают морфологию этой косточки у двух ранних гоминид, указывают на некоторые различия между ними (форма рукоятки и головки, наличие переднего отростка у африкануса и его отсутствие у робустуса и т.д.), но делают главный вывод: по всем основным измерениям оба молоточка ранних гоминид чрезвычайно похожи на человеческие. При этом африканус – более человечен, а молоточек робустуса всё-таки имеет некоторые специфические черты. Логично!

Наковальня

Отличительная черта наковальни современного человека – больший размер длинного отростка и больший угол между длинным и коротким отростками, в сравнении с прочими человекообразными.

К сожалению, наковальня африкануса не найдена, поэтому исследователи рассматривают только парантропа. Авторы обращают внимание на то, что даже на имеющихся двух находках видны вариации морфологии – например, углубление вдоль нижнего края короткого отростка есть у SKW 18, но отсутствует у SK 848. И здесь налицо определенная специализация парантропа – суставная фасетка ориентирована иначе, чем у человека и у человекообразных обезьян (хотя и тут есть вариации), тело наковальни имеет своеобразную «вздутую» форму. В целом же по своим метрическим характеристикам наковальня парантропа примитивна, и ближе всего к шимпанзе.

Стремечко

В отличие от молоточка и наковальни, по своему строению стремечки человекообразных обезьян и человека различаются мало. Разница между ними - лишь в размерах: у человека стремечко крупней.

Маленькие размеры стремечек P. robustus и A. africanus сближают их с человекообразными обезьянами.

Выводы:

• Несмотря на некоторые различия, в целом слуховые косточки двух гоминид похожи друг на друга.
• Молоточек P. robustus и A. africanus схож с человеческим. Вероятно, он был таковым уже у общего предка рассматриваемых гоминид. Как давно молоточек приобрел человеческую форму? Чтобы выяснить это, нужны слуховые косточки какого-нибудь .
• Напротив, в строении наковальни парантропа мы видим особенности, характерные для человекообразных обезьян. Про африканусов, увы, сказать ничего нельзя…
• Стремечко P. robustus и A. africanus маленькое, как у обезьян.

У современных приматов длина молоточка и наковальни, а также площадь овальной пластинки стремечка – важные характеристики, влияющие на чуткость слуха. Видимо, благодаря сочетанию «человеческого» молоточка и «обезьяньей» наковальни слух парантропа имел некоторые промежуточные, «обезьяно-человеческие» особенности.

В заключение авторы указывают, что у большинства приматов (кроме человека!) существует некоторый провал чувствительности к звукам на средних частотах, а эту особенность слуха связывают с функциональной длиной наковальни. По данному признаку слух парантропа, видимо, отличался от человеческого. Разговор о прочих тонкостях слуха австралопитеков авторы оставляют на будущее…

Важным элементом человеческого организма являются слуховые косточки. Эти миниатюрные образования играют чуть ли не основную роль в процессе восприятия звука. Без них невозможно представить передачу волновых колебаний и вибрации, поэтому важно беречь их от болезней. Сами по себе эти косточки имеют интересное строение. Об этом, а также о принципе их функционирования следует поговорить более подробно.

Виды слуховых косточек и их расположение

В полости среднего уха производится восприятие звуковых колебаний и их дальнейшая передача во внутреннюю часть органа. Все это становится возможным благодаря наличию специальных костных образований.

Косточки покрыты слоем эпителия, поэтому они не травмируют барабанную перепонку.

Их объединяют в единую группу – слуховые косточки. Чтобы понимать принцип их работы, нужно знать, как называются эти элементы:

• молоточек;
• наковальня;
• стремечко.

Несмотря на их крошечные размеры, роль каждой просто неоценима. Свои названия они получили благодаря особенной форме, напоминающей соответственно молоток, наковальню и стремя. Для чего конкретно служит каждая слуховая косточка рассмотрим далее.

Что касается расположения, косточки находятся в полости среднего уха. Посредством скрепления мышечными образованиями, они примыкают к барабанной перепонке и выходят в окно преддверия. Последнее открывает проход из среднего уха во внутреннее.

Все три косточки образуют целостную систему. Они соединяются между собой с помощью суставов, а их форма обеспечивает идеальную стыковку. Можно выделить следующие связки:

• в теле наковальни имеется суставная ямка, которая стыкуется с молоточком, а точнее, с его головкой;
• чечевицеобразный отросток на длинной ножке наковальни соединяется с головкой стремечка.
• задняя и передняя ножка стременной косточки объединяются с помощью её основания.

В итоге образуются два суставных соединения, а крайние элементы стыкуются с мышцами. Мышца, напрягающая барабанную перепонку, захватывает рукоятку молоточка. С её помощью он приводится в движение. Ее мышца-антагонист, которая соединяется с задней ножкой стремени, регулирует давление на основание косточки в окне преддверия.

Выполняемые функции

Далее, нужно выяснить какую роль в процессе восприятия звуков играют слуховые косточки. Их адекватная работа необходима для полноценной передачи звуковых сигналов. При малейших отклонениях от нормы возникает кондуктивная тугоухость.

Следует выделить две основные задачи этих элементов:

• костная проводимость звуковых волн и вибраций;
• механическая передача внешних сигналов.

При поступлении звуковых волн в ухо возникают колебания барабанной перепонки. Это возможно благодаря сокращению мышц и приведению в движение косточек. Чтобы не допустить повреждений в полости среднего уха, контроль за реакцией мобильных элементов частично осуществляется на рефлекторном уровне. Сокращение мышц удерживает косточки от чрезмерных колебаний.

За счет того, что рукоятка молоточка достаточно длинная, при напряжении мышцы возникает эффект рычага. В итоге даже небольшие звуковые посылы вызывают соответствующую реакцию. Ушная связка из молоточка, наковальни и стремечка передает сигнал в преддверие внутреннего уха. Далее ведущая роль по передаче информации принадлежит сенсорам и нервным окончаниям.

Связь с другими элементами

Слуховые косточки тесно связаны между собой с помощью суставных узлов. Кроме этого, они соединяются с другими элементами, формируя беспрерывную цепочку системы звукопередачи. Связь с предыдущими и последующими звеньями осуществляется с помощью мышц.

Первое направление – это барабанная перепонка и мышца, которая её напрягает. Тонкая мембрана образует связку благодаря отростку мышцы, соединенной с рукояткой молоточка. Рефлекторные сокращения предохраняют перепонку от разрыва при резких громких звуках. Однако, чрезмерные нагрузки способны не только повредить столь чувствительную мембрану, но и сместить саму косточку.

Второе направление – выход основания стремечка в овальное окно. Стременная мышца удерживает его ножку и ослабляет давление на окно преддверия. Именно в этой части происходит передача сигнала на следующий уровень. От косточек среднего уха импульсы переходят во внутреннее ухо, где происходит преобразование сигнала и его дальнейшая передача по слуховому нерву в головной мозг.

Таким образом, косточки выполняют роль связующего звена в системе приема, передачи и обработки звуковой информации. Если средняя ушная полость подвержена изменениям вследствие патологий, травм или болезней, функционирование элементов может быть нарушено. Важно не допустить смещения, блокирования и деформации хрупких косточек. В некоторых случаях на помощь приходит отохирургия и протезирование.

Наковальня слуховая косточка - см. Слуховые косточки.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. - С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890-1907 .

Смотреть что такое "Наковальня слуховая косточка" в других словарях:

Наковальня … Википедия

В анатомии слуховая косточка среднего уха у млекопитающих животных и человека. Сочленяется наружным концом с молоточком, внутренним со стремечком, участвуя в передаче звука из наружного уха во внутреннее … Большой Энциклопедический словарь

Наковальня, средняя слуховая косточка у млекопитающих животных и человека. Н. гомолог квадратной кости низших позвоночных. Расположена в полости среднего уха; сочленяется наружным концом с молоточком, внутренним со стремечком и вместе с ними… …

- (incus), слуховая косточка ср. уха млекопитающих, передающая колебания от молоточка к стремечку. В филогенезе возникают из квадратной кости черепа пресмыкающихся. Масса, форма и подвижность сочленения Н. с молоточком варьирует (у летучих мышей и… … Биологический энциклопедический словарь

И; мн. род. лен, дат. льням; ж. 1. Железная подставка особой формы для ковки металла. Положить подкову на наковальню. Бить кувалдой по наковальне. 2. Анат. Одна из слуховых косточек, расположенных в полости среднего уха (у млекопитающих и… … Энциклопедический словарь

I Наковальня стационарный опорный Кузнечный инструмент, применяемый при свободной ручной ковке (См. Ковка). Представляет собой стальную массивную отливку со шлифованной рабочей поверхностью, крепится обычно на деревянной тумбе. В… … Большая советская энциклопедия

- (анат.), слуховая косточка ср. уха у млекопитающих животных и человека. Сочленяется паруж. концом с молоточком, внутр. со стремечком; участвует в передаче звука из паруж. уха во внутреннее … Естествознание. Энциклопедический словарь

Наковальня в анатомии слуховая косточка среднего уха … Википедия

А; мн. род. чек, дат. чкам; ср. 1. Уменьш. к Стремя (1.С.; 1 зн.). 2. Спец. Внутренняя слуховая косточка среднего уха у человека и большинства млекопитающих, участвующая с молоточком и наковальней в передаче звука во внутреннее ухо. * * *… … Энциклопедический словарь

1) у человека и большинства млекопитающих внутренняя слуховая косточка среднего уха (См. Среднее ухо). Вместе с молоточком (См. Молоточек) и наковальней (См. Наковальня) С. участвует в передаче звука во Внутреннее ухо. Костная пластинка… … Большая советская энциклопедия

И морфологи эту структуру называют органелуха и равновесия (organum vestibulo-cochleare). В нем выделяют три отдела:

• наружное ухо (наружный слуховой проход, ушная раковина с мышцами и связками);
• среднее ухо (барабанная полость, сосцевид­ные придатки, слуховая труба)
• (перепон­чатый лабиринт, располагающийся в костном лабиринте внутри пирамиды кости).

1. Наружное ухо концентрирует звуковые колебания и направляет их в наружное слуховое отверстие.

2. В слуховой канал проводит звуковые колебания к барабанной перепонке

3. Барабанная перепонка – это мембрана, которая вибрирует под действием звука.

4. Молоточек своей рукояткой прикреплен к центру барабанной перепонки при помощи связок, а его головка соединяется с наковальней (5), которая, в свою очередь, прикреплена к стремени (6).

Крошечные мышцы способствуют передаче звука, регулируя движение этих косточек.

7. Евстахиева (или слуховая) труба соединяет среднее ухо с носоглоткой. При изменении давления окружающего воздуха давление по обе стороны барабанной перепонки выравнивается через слуховую трубу.

Kортиев орган состоит из ряда чувствительных, снабженных волосками клеток (12), которые покрывают базилярную мембрану (13). Звуковые волны улавливаются волосковыми клетками и преобразуются в электрические импульсы. Далее эти электрические импульсы передаются по слуховому нерву (11) в головной . Слуховой нерв состоит из тысяч тончайших нервных волокон. Каждое волокно начинается от определенного участка улитки и передает определенную звуковую частоту. Низкочастотные звуки, передаются по волокнам, исходящим из верхушки улитки (14), а высокочастотные – по волокнам, связанным с ее основанием. Таким образом, функцией внутреннего уха является преобразование механических колебаний в электрические, так как мозг может воспринимать только электрические сигналы.

Наружное ухо является звукоулавливающим аппаратом. Наружный слуховой проход проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Барабанная перепонка, отделяющая наружное ухо от барабанной полости, или среднего уха, представляет собой тонкую (0,1 мм) перегородку, имеющую форму направленной внутрь воронки. Перепонка колеблется при действии звуковых колебаний, пришедших к ней через наружный слуховой проход.

Звуковые колебания улавливаются ушными раковинами (у животных они могут поворачиваться к источнику звука) и передаются по наружному слуховому проходу к барабанной перепонке, которая отделяет наружное ухо от среднего. Улавливание звука и весь процесс слушания двумя ушами - так называемый бинауральный слух - имеет значение для определения направления звука. Звуковые колебания, идущие сбоку, доходят до ближайшего уха на несколько десятитысячных долей секунды (0.0006 с) раньше, чем до другого. Этой ничтожной разницы во времени прихода звука к обоим ушам достаточно, чтобы определить его направление.

Среднее ухо является звукопроводящим аппаратом. Оно представляет собой воздушную полость, которая через слуховую (Евстахиеву) трубу соединяется с полостью носоглотки. Колебания от барабанной перепонки через среднее ухо передают соединенные друг с другом 3 слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремячко, а последнеe через перпонку овального окна передает эти колебания жидкости, находящейся во внутреннем ухе, - перилимфе.

Благодаря особенностям геометрии слуховых косточек стремечку передаются колебания барабанной перепонки уменьшенной амплитуды, но увеличенной силы. Кроме того, поверхность стремечка в 22 раза меньше барабанной перепонки, что во столько же раз усиливает его давление на мембрану овального окна. В результате этого даже слабые звуковые волны, действующие на барабанную перепонку, способны преодолеть сопротивление мембраны овального окна преддверия и привести к колебаниям жидкости в улитке.

При сильных звуках специальные мышцы уменьшают подвижность барабанной перепонки и слуховых косточек, адаптируя слуховой аппарат к таким изменениям раздражителя и предохраняя внутреннее ухо от разрушения.

Благодаря соединению через слуховую трубу воздушной полости среднего уха с полостью носоглотки возникает возможность выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки, что предотвращает ее разрыв при значительных изменениях давления во внешней среде - при погружениях под воду, подъемах на высоту, выстрелах и пр. Это барофункция уха.

В среднем ухе расположены две мышцы: напрягающая барабанную перепонку и стременная. Первая из них, сокращаясь, усиливает натяжение барабанной перепонки и тем самым ограничивает амплитуду ее колебаний при сильных звуках, а вторая фиксирует стремечко и тем самым ограничивает его движения. Рефлекторное сокращение этих мышц наступает через 10 мс после начала сильного звука и зависит от его амплитуды. Этим внутреннее ухо автоматически предохраняется от перегрузок. При мгновенных сильных раздражениях (удары, взрывы и т. д.) этот защитный механизм не успевает сработать, что может привести к нарушениям слуха (например, у взрывников и артиллеристов).

Внутреннее ухо является звуковоспринимаюшцм аппаратом. Оно расположено в пирамидке височной кости и содержит улитку, которая у человека образует 2.5 спиральных витка. Улитковый канал разделен двумя перегородками основной мембраной и вестибулярной мембраной на 3 узких хода: верхний (вестибулярная лестница), средний (перепончатый канал) и нижний (барабанная лестница). На вершине улитки имеется отверстие, соединяющее верхний и нижний каналы в единый, идущий от овального окна к вершине улитки и далее к круглому окну. Полость его заполнена жидкостью - пери-лимфой, а полость среднего перепончатого канала заполнена жидкостью иного состава - эндолимфой. В среднем канале расположен звуковоспринимаюший аппарат- Кортиев орган, в котором находятся механорецепторы звуковых колебаний - волосковые клетки.

Основным путем доставки звуков к уху является воздушный. Подошедший звук колеблет барабанную перепонку, и далее через цепь слуховых косточек колебания передаются на овальное окно. Одновременно возникают и колебания воздуха барабанной полости, которые передаются на мембрану круглого окна.

Другим путем доставки звуков к улитке является тканевая или костная проводимость . При этом звук непосредственно действует на поверхность черепа, вызывая его колебания. Костный путь передачи звуков приобретает большое значение, если вибрирующий предмет (например, ножка камертона) соприкасается с черепом, а также при заболеваниях системы среднего уха, когда нарушается передача звуков через цепь слуховых косточек. Кроме воздушного пути, проведения звуковых волн существует тканевый, или костный, путь.

Под влиянием воздушных звуковых колебаний, а также при соприкосновении вибраторов (например, костного телефона или костного камертона) с покровами головы кости черепа приходят в колебание (начинает колебаться и костный лабиринт). На основании последних данных (Бекеши - Bekesy и др.) можно допустить, что звуки, распространяющиеся по костям черепа, только в том случае возбуждают кортиев орган, если они, аналогично воздушным волнам, вызывают выгибание определенного участка основной мембраны.

Способность костей черепа проводить звук объясняет, почему самому человеку его голос, записанный на магнитофонную пленку, при воспроизведении записи кажется чужим, в то время как другие его легко узнают. Дело в том, что магнитофонная запись воспроизводит ваш голос не полностью. Обычно, разговаривая, вы слышите не только те звуки, которые слышат и ваши собеседники (т. е. те звуки, которые воспринимаются благодаря воздушно-жидкостной проводимости), но и те низкочастотные звуки, проводником которых являются кости вашего черепа. Однако слушая магнитофонную запись собственного голоса, вы слышите только то, что можно было записать, - звуки, проводником которых является воздух.

Бинауральный слух . Человек и животные обладают пространственным слухом, т. е. способностью определять положение источника звука в пространстве. Это свойство основано на наличии бинаурального слуха, или слушания двумя ушами. Для него важно и наличие двух симметричных половин на всех уровнях . Острота бинаурального слуха у человека очень высока: положение источника звука определяется с точностью до 1 углового градуса. Основой этого служит способность нейронов слуховой системы оценивать интерауральные (межушные) различия времени прихода звука на правое и левое ухо и интенсивности звука на каждом ухе. Если источник звука находится в стороне от средней линии головы, звуковая волна приходит на одно ухо несколько раньше и имеет большую силу, чем на другом ухе. Оценка удаленности источника звука от организма связана с ослаблением звука и изменением его тембра.

При раздельной стимуляции правого и левого уха через наушники задержка между звуками уже в 11 мкс или различие в интенсивности двух звуков на 1 дБ приводят к кажущемуся сдвигу локализации источника звука от средней линии в сторону более раннего или более сильного звука. В слуховых центрах есть с острой настройкой на определенный диапазон интерауральных различий по времени и интенсивности. Найдены также клетки, реагирующие лишь на определенное направление движения источника звука в пространстве.

Ухо - это сложный орган, выполняющий две функции: слушание, посредством которого мы воспринимаем звуки и интерпретируем их, таким образом общаясь с окружающей средой; и поддержание равновесия тела.

Ушная раковина - улавливает и направляет звуковые волны во внутренний слуховой канал;

Задний лабиринт , или полукружные каналы - направляет движения к голове и головному мозгу для регулирования равновесия тела;

Передний лабиринт , или улитка - содержит сенсорные клетки, которые, улавливая вибрации звуковых волн, трансформируют механические импульсы в нервные;

Слуховой нерв - направляет общие нервные импульсы к головному мозгу;

Косточки среднего уха : молоточек, наковальня, стремечко - получают вибрации от слуховых волн,усиливают их и передают во внутреннее ухо;

Внешний слуховой проход - улавливает звуковые волны, приходящие извне, и направляет их к среднему уху;

Барабанная перепонка - мембрана, вибрирующая от попадания на нее звуковых волн и передающая вибрации по цепи косточек в среднем ухе;

Евстахиева труба - канал, соединяющий барабанную перепонку с глоткой и позволяющий поддерживать
в равновесии давление, создающееся в среднем ухе, с давлением окружающей среды.

Ухо делится на три отдела, функции которых различны.

;наружное ухо состоит из ушной раковины и внешнего слухового канала, его назначение состоит в улавливании звуков;
;среднее ухо находится в височной кости, отделено от внутреннего уха подвижной мембраной - барабанной перепонкой - и содержит три суставные косточки: молоточек, наковальню и стремечко, принимающие участие в передаче звуков улитке;
;внутреннее ухо, также называемое лабиринтом, сформировано из двух отделов, выполняющих различные функции: передний лабиринт, или улитка, где находится кортиев орган, ответствен за слух, и задний лабиринт, или полукружные каналы, в котором вырабатываются импульсы, принимающие участие в поддержании равновесия тела (статья "Равновесие и слух ")

Внутренне ухо, или лабиринт, состоит из очень прочного костного скелета, ушной капсулы, или костного лабиринта, внутри которого находится мембранный механизм со структурой, подобной костному, но состоящий из мембранной ткани. Внутреннее ухо полое, но заполнено жидкостью: между костным лабиринтом и мембраной находится перилимфа, в то время как сам лабиринт заполнен эндолимфой. Передний лабиринт, костная форма которого называется улиткой, содержит структуры, генерирующие слуховые импульсы. Задний лабиринт, принимающий участие в регулировании равновесия тела, имеет костный скелет, состоящий из кубической части, преддверия и трех каналов в форме дуги - полукружных, каждый из которых включает пространство с ровной плоскостью.

Улитка, названная так из-за своей спиральной формы, содержит мембрану, состоящую из каналов, наполненных жидкостью: центральный канал треугольного сечения и завиток, содержащий эндолимфу, который расположен между лестницей преддверия и барабанной лестницей. Эти две лестницы частично разделены, они переходят в большие каналы улитки, покрытые тонкими мембранами, отделяющими внутреннее ухо от среднего: барабанная лестница начинается с овального окна, тогда как лестница преддверия достигает округлого окна. Улитка, имеющая треугольную форму, состоит из трех граней: верхней, которая отделена от лестницы преддверия мембраной Рейснера, нижней, отделенной от барабанной лестницы основной мембраной, и боковой, которая прикреплена к раковине и является сосудистой бороздой, вырабатывающей эндолимфу. Внутри улитки находится особый слуховой орган - кортиев (механизм восприятия звука подробно описан в статье "