Периферичний відділ органу слуху (вухо)
Периферичний відділ слухового аналізатора (вухо) перетворює звукові коливання в нервове збудження. Вухо поділяють на зовнішнє, середнє і 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 трохи підсилює звуки на зразок звукового ріжка. Причому це посилення не однаково на різних частотах. Завдяки акустичному резонансу зовнішнє вухо підсилює середньочастотні звуки, які складають основну частину спектру мови, і таким чином допомагають людині чути мова. Крім того, зовнішнє вухо (робить великий внесок в розпізнавання напрямки, з якого прийшов звук - справа або зліва (горизонтальна локалізація), зверху чи знизу (вертикальна локалізація). Ось чому здатність локалізувати напрямок на джерело звуку значно зменшується при слухопротезуванні завушними слуховими апаратами та ще більш - кишеньковими СА, оскільки 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 і діаметр приблизно 0,3-1,0 сантиметр, він оберігає від пошкоджень барабанну перетинку і підтримує постійну температуру і вологість близько неї. Зовнішній слуховий прохід підрозділяється на хрящовій (зовнішній) відділ і кістковий (внутрішній) відділи. Залози в шкірі хрящового відділу зовнішнього слухового проходу виділяють сірку, також виконує захисну функцію. У більшості людей сірка мимовільно видаляється з зовнішнього слухового проходу. У деяких людей у зв'язку з підвищеною секрецією сірчаних залоз, або в силу анатомічних особливостей зовнішнього слухового проходу сірка накопичується, утворюючи сірчану пробку, яка може повністю перекрити зовнішній слуховий прохід і запобігти проходження звуку. В цьому випадку сірчану пробку видаляє лікар-отоларинголог або лікар-сурдолог. Шкіра кісткового відділу дуже тонка і чутлива до пошкоджень. Тому, і щоб не пошкодити барабанну перетинку, самостійно видаляти сірчану пробку та інші потрапили туди предмети (чужорідні тіла, наприклад, комахи), ні в якому разі не можна. Як не можна і закапувати, закладати в зовнішній слуховий прохід нічого, крім ліків, призначених лікарем.
При слухопротезуванні стандартними завушні та індивідуальними раковини СА вушна раковина утримує СА. При відсутності вушної раковини їх застосування стає неможливим. Можливими залишаються тільки канальні та глибококанальні СА, а також СА з кістковим телефоном. При відсутності зовнішнього слухового проходу (атрезії) стає неможливим застосування СА з повітряним телефоном.
Середнє вухо
Основною частиною середнього вуха є барабанна порожнина - щілиновидна порожнина неправильної форми об'ємом 1-2 см³, розташована в скроневої кістки. Від зовнішнього слухового проходу барабанна порожнина відділена барабанною перетинкою - тонкою овальною мембраною товщиною 0.1 мм і площею 0,5 - 0,9 см2. У барабанній порожнині знаходяться три з'єднаних між собою слухові кісточки: молоточок, ковадло і стремінце. Молоточок щільно з'єднаний з барабанною перетинкою. Ковадло розташовується між молоточком і стремінцем. Стремінце з'єднане за допомогою спеціальної сполучної зв'язки з внутрішнім вухом. Всі структури середнього вуха мініатюрні. Стремінце - найменша кісточка організму людини, її середня вага дорівнює 2,86 мГ (менш як три тисячних грама). Барабанна перетинка коливається під вплив звукових коливань, що приходять 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 (євстахієвою) трубою. Слухова труба виконує дуже важливу функції - вентиляційну (пропускає гази навколишнього повітря і випускає гази з барабанної порожнини) і барометричну (вирівнює тиск повітря в порожнині середнього вуха з навколишнім повітрям). Якщо її функція порушена, то оскільки тканини середнього вуха засвоюють кисень з повітря барабанної порожнини, то тиск в середньому вусі знижується. Це викликає відчуття закладеності вуха, зниження слуху, біль, тубоотит. Виявити такий стан допомагають тести акустичної імпедансометрії - тимпанометрія і дослідження функції слухової труби.
В 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 звуці вони скорочуються і 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, то воно може свідчити про їх функції. Скорочення цих м'язів при дії звуку отримало назву акустичний рефлекс внутрішньовушних м'язів. А вид обстеження, при якому реєструють АР, отримало назву акустична рефлексометрія. Разом тимпанометрія та акустична рефлексометрія називаються акустична імпедансометрія, або спрощено «імпедансометрія».
В цілому, середнє вухо виконує унікальну роботу - воно узгоджує дуже низький акустичний опір навколишнього нас повітря, в якому поширюється звук, і дуже високий акустичний опір рідини, якої заповнений внутрішнє вухо. Крім того, середнє вухо підсилює звукові коливання приблизно в 1000 разів (близько 60 дБ). Ось чому захворювання середнього вуха, такі як середній отит, призводять до зниження слуху. Середнє вухо тільки проводить звукові коливання до внутрішнього вуха. Тому його разом із зовнішнім вухом часто називають звукопровідним апаратом вуха. Захворювання середнього вуха викликають порушення такого звукопроведення чи порушення звукопровідного апарату. Від англійського слова conduction (проведення) його називають кондуктивним порушенням або кондуктивною втратою слуху.
Внутрішнє вухо
Внутрішнє вухо можна назвати одним із чудес світу. Отримуючи від стременця звукові коливання, воно перетворює їх в електричні нервові імпульси - подібно до того, як мікрофон перетворює звук в коливання електричного струму.
Внутрішнє вухо розташоване в товщі скроневої кістки та складається зі складної системи сполучених між собою каналів і порожнин, званої лабіринтом. Кістковий лабіринт складається з присінка, завитки, півколових каналів. Присінок і півколові канали належать до вестибулярного апарату (органу рівноваги). Кісткова завитка є частиною органу слуху.
Кісткова завитка є спірально закрученою навколо центрального кісткового стрижня (веретена - модіолюса) кістковим каналом. Вона утворює 2,5 завитка довжиною близько 35 мм. Кісткова завитка заповнена рідиною - перилімфою. За допомогою двох отворів (вікон) кісткова завитка з'єднується з барабанною порожниною - овальним і круглим вікнами. Овальне вікно завитки закрито підніжною пластинкою стремінця, а кругле вікно - тонкою мембраною. При передачі звуків до внутрішнього вуха рух стремена в овальному вікні викликає переміщення лабіринтової рідини (перилімфи), яке викликає також рух мембрани круглого вікна.
Всередині кісткового лабіринту, як у футлярі, знаходиться перетинчастий лабіринт і повторює більш-менш точно обриси кісткового. Його стінки утворені тонкої сполучнотканинною мембраною. Частина перетинкового лабіринту, розташована в кістковій завитці, називається завиткосим ходом і заповнена рідиною - ендолімфою, що відрізняється за складом від перилімфи.
Підстава завиткового каналу називається бацилярною мембраною. Вона найвужча біля основи й найширша у верхівці. Коли стремінце середнього вуха коливається, від нього по базилярній мембрані до верхівки завитки поширюється коливальна хвиля - хвиля, що біжить, схожа за формою на хвилю на поверхні води. Причому амплітуда (розмах коливань) цієї хвиля стає багаторазово більше строго в певних місцях відповідна до частоти сприйманого звуку. Ці місця базилярної мембрани як би резонують на певні частоти - як, наприклад, струни гітари або арфи. Більш детально структура завитки показана на малюнку.
На базилярній мембрані по всій довжині завиткового ходу розташований рецепторний апарат вуха - кортів орган (орган Корті). Кортів орган - надзвичайно складно влаштований рецепторний прилад, що складається з декількох рядів слухових клітин з волосками на їх верхівках. Завдяки цій особливості чутливі клітини отримали назву волоскових клітин. Чутливі волоскові клітини укріплені на складній підтримувальній структурі та покриті покривною пластинкою, з якої вони стикаються.
Волоскові клітини розташовані в чотири ряди - три ряди зовнішніх волоскових клітин (НВК) по периферії від осі равлики та один ряд внутрішньоволоскових клітин (ВВК) ближче до осі завитки. Зовнішні та внутрішні волоскові клітини виконують абсолютно різну роботу.
Рухи стремена в овальному вікні викликають зміщення базилярної мембрани та розташованого на ній кортиєвого органу. Зсув кортиєвого органу викликає зміщення волосків зовнішніх волоскових клітин, з'єднаних з покривною мембраною. Зсув волосків ініціює виникнення в зовнішніх волоскових клітинах електрофізіологічних реакцій, в результаті яких в клітинах генерується рецепторний потенціал. Під впливом рецепторного потенціалу зовнішні волоскові клітини змінюють свою довжину - вони подовжуються і коротшають на зразок гармонії або концертино. Це властивість властива тільки зовнішнім волоскові клітини й називається електрорухливістю.
Таким подовженням і укороченням зовнішні волоскові клітини виконують роль своєрідного електромеханічного підсилювача. Вони підсилюють коливання базилярної мембрани приблизно в 100 разів (40 дБ), причому на дуже вузькій ділянці довжини базилярної мембрани, відповідальному за сприйняття тієї частоти звуку, за яку відповідає дана група зовнішніх волоскових клітин. Внаслідок цього, кожна ділянка базилярної мембрани виявляється дуже гостро налаштованою на певну частоту. Саме тому пошкодження зовнішніх волоскових клітин призводить як до зниження слуху, так і до порушення гостроти настройки базилярної мембрани та здатності точно розрізняти звуки по частоті. Зовнішні волоскові клітини пошкоджуються як правило першими при впливі таких факторів як шум, ототоксичні речовини, недолік кисню в крові.
Коли зовнішні волоскові клітини виробляють посилення коливань базилярної мембрани в місці резонансу, вони виробляють і спотворення підсилюються коливань, як і електронний підсилювач. Спотворення в вигляді нових коливань базилярної мембрани поширюються по ній від місця резонансу назад до стремінця. Від нього, через середнє вухо вони потрапляють в зовнішній слуховий прохід у вигляді дуже слабких звуків. Ці звуки були відкриті та вперше опубліковані англійським ученим Девідом Кемпом (David Kamp) в 1978 році, який назвав їх отоакустичною емісією (ОАЕ).
В Україні перші дослідження по ОАЕ були проведені на початку-середині 1980-х років одним із засновників Центру слухової реабілітації АВРОРА™. З того часу реєстрація ОАЕ стала стандартним видом аудіологічного обстеження з метою з'ясування функції зовнішніх волоскових клітин - дуже важливим для діагностики слуху і визначення місця порушення. Зрозуміло, що ОАЕ вкрай послаблюється і не реєструється при порушеннях середнього вуха, і таким чином також побічно може свідчити про кондуктивні порушення.
Порушення зовнішніх волоскових клітин – звичайна причина сенсорної втрати слуху. Компенсувати їх підсилювальну функцію може слуховий апарат.
Посилені зовнішніми волосовими клітинами «резонансні» коливання базилярної мембрани запускають дуже складний механічно-електро-хімічний процес у внутрішніх волоскових клітинах. Результатом цього процесу є перетворення механічного коливання базилярної мембрани на викиди особливої речовини в синапси - тонкі простору між підставою внутрішньої волоскової клітини та коротким відростком клітини слухового нерва - нейрона. Таки чином, саме внутрішні волоскові клітини виконують роль своєрідного «мікрофона» вуха. Їх пошкодження призводить до зниження слуху, а повна їх втрата - до повної глухоти.
Компенсувати функцію повністю втрачених внутрішніх волоскових клітин слуховим апаратом неможливо. В такому випадку єдиним рішенням стає кохлеарний імплантат.
Повітряне та кісткове звукопроведення
Звукова енергія надходить до структур внутрішнього вуха шляхом повітряного звукопроведення і кісткового звукопроведення.
Повітряне звукопроведення - звичайний шлях надходження звукових коливань в вухо - через вушну раковину і зовнішній слуховий прохід звук приходить до барабанної перетинки. Далі, коливання барабанної перетинки через ланцюг слухових кісточок передаються рідинами слухової завитки - пери- і ендолімфою, призводять в коливальний стан основну мембрану і структури кортиєвого органу.
Кісткове звукопроведення - це проведення звукової вібрації від поверхні голови прямо в завитку внутрішнього вуха, минаючи середнє вухо. При надходженні звуків у вухо шляхом кісткового звукопроведення звукові коливання поширюються по кістках і тканинам голови. Під впливом кістковопроведенних звуків відбувається вібрація стінок завитки внутрішнього вуха, яка передається рідинам, що її наповнюють. Це, своєю чергою, викликає коливальні рухи базилярної мембрани та кортиєвого органу. Далі все відбувається, так само як при повітряному звукопроведенні.
Власний голос ми чуємо саме за допомогою кісткового звукопроведення: звуки голосу проходять до завитки внутрішнього вуха через тканини голови. Саме тому ми чуємо свій голос інакше, ніж в запису. Це викликано тим, що кістки черепа проводять низькі частоти краще, ніж високі. Тому під час звуковимови люди сприймають власний голос нижчим і глибоким, ніж його сприймають оточуючі.
Оскільки кісткове звукопроведення практично виключає середнє вухо з процесу передачі звуку, то дослідження слухового сприйняття повітряно і кістковопроведенних звуків при проведенні аудиометрії є дуже важливим при діагностиці слуху.
Крім того, у випадках неможливості слухопротезування по повітряному звукопроведенню, зокрема, при певних захворюваннях і після деяких операцій на середньому вусі, лікар розглядає можливість слухопротезування по кістковому звукопроведенню.
Проміжний (провідниковий) відділ орган слуху
Проміжний (провідникової) відділ органу слуху починається зі слухового нерва і закінчується в корі головного мозку. Тіла нейронів слухового нерва розташовані спірально по осі завитки та утворюють так званий спіральний ганглій. А їх довгі відростки - аксони - утворюють слуховий нерв, що передає нервові імпульси «нагору» у мозок. Правий і лівий слухові нерви отримали назву восьмої (VIII) пари черепно-мозкових нервів.
Аксони слухового нерва, як і інших нейронів, покриті шаром особливої тканини - мієліновою оболонкою, в якій є «перехоплення» - оголені ділянки аксона. Ця оболонка і її «перехоплення» грають ключову роль у передачі нейроном нервового імпульсу.
Нейрони слухового нерва перемикаються на нейрони довгастого мозку - завиткові ядра. Причому завиткові ядра - останні утворення слухового аналізатора, які отримують нервові імпульси тільки від одного вуха.
Провідні шляхи та підкіркові центри слухового аналізатора є частиною центральної нервової системи (ЦНС) і включають висхідну (афферентну) і спадну (еферентну) системи. Анатомічно, вони знаходяться в стовбурі головного мозку, підкіркових структурах головного мозку. Спрощена схема висхідною слухової системи показана на схемі.
Як видно зі схеми, кількість нервових клітин (нейронів) багаторазово зростає в міру підвищення від слухового нерва до кори головного мозку. У слуховому нерві їх приблизно 35 тисяч, а в слуховій корі - понад 12 мільйонів. Крім того, у міру піднесення до слухової кори зростає і зв'язок слухових нейронів як між обома сторонами мозку, так і з нейронами інших сенсорних систем, зонами пам'яті, мови та багатьма іншими.
Примітно, що вище правого слухового нерва і ядер завитки, в яких його нейрони перемикаються на наступний рівень, основна частина висхідних слухових нейронів переходять з боку цього вуха на ліву сторону мозку. І навпаки. Таким чином, відбувається «перехрещення» провідних шляхів слухового аналізатора, що добре видно і зі схеми стовбура головного мозку.
Центральний відділ органа слуху
Центральний (корковий) відділ слухового аналізатора розташований у скроневих долях кори головного мозку. Нервові імпульси від правого вуха потрапляють головним чином в ліву півкулю мозку, і навпаки, від лівого вуха - в праве. Це має велике значення при слухопротезуванні, і ось чому. Слухові зони обох півкуль виконують хоча й аналогічну, але різну роботу.
Дослідження 1960-70-х років показали, що у більшості правшів ліва півкуля краще обробляє високочастотні, швидко змінюються звуки, і краще сприймає окремі звуки, склади та слова мови. Саме тому ліва півкуля і відповідно праве вухо назвали домінантними по сприйняттю мови. І саме тому, у більшості правшів в разі неможливості бінаурального слухопротезування переважним є слухопротезування правого вуха. У лівшів - як правило навпаки. Але оскільки існує багато індивідуальних відмінностей, при аудіометричному обстеженні необхідно визначити яке вухо краще сприймає словесні тести. Оцінка ж сприйняття цілісної мови є досить довгим і непростим психоакустичним дослідженням і в сурдологічній практиці не застосовується.
Пізніші дослідження в 1970-80-і роки, показали, що з мовною домінантністю півкуль не все так просто.
Експерименти багатьох вчених показали, що півкуля, протилежне домінантним при сприйнятті окремих слів, (у більшості правшів - праве) набагато краще сприймає інтонацію, ритм мови, які необхідні для розуміння того, стверджує щось говорить або запитує, чи серйозно говорить або жартує. Тобто воно краще розуміє пропозиції в цілому. Більш того, саме протилежне мовному домінантним півкуля пов'язує все пропозиції в загальний зміст усього сказаного, наприклад, весь розповідь, вся розмова в цілому. Таким чином, вважалося «домінантним» півкуля (ліве у правшів) здійснює послідовний аналіз окремих звуків, а яке вважалося «Не домінантним» - цілісне сприйняття мовних повідомлень.
Звідси стало ясно, що для повноцінного розуміння мови і мовного спілкування, як і для їх розвитку у дитини, необхідна участь обох півкуль головного мозку. Саме тому повноцінне сприйняття мови та освоєння всіх її аспектів, що розвиваються дитиною можливо тільки при бінауральному слухопротезуванню і не можливо при монауральному слухопротезуванню.
Хоча більшість нейронів висхідній слуховий системи переходить на протилежну сторону, між правою і лівою стороною мозку існує безліч зв'язків і відбувається постійна взаємодія на декількох рівнях - верхнього оліварного комплексу (трапециевидное тіло), нижніх горбів четверохолмия (інтерколлікулярная коміссуру), медіального колінчастого тіла (коміссуру Гудді ) і кори головного мозку (мозолисте тіло). Саме ці зв'язки забезпечують бінауральне злиття сигналів від правого і лівого вуха в єдиний слуховий образ і бінауральний слух.
Важливою особливістю центрального відділу органу слуху є його здатність заповнювати відсутню інформацію - наприклад повністю розуміти мову навіть у випадках, коли звук переривається або мови заважає шум або спотворення звуку. Прикладами можуть бути розмова по мобільному телефону або по Скайпу з поганим зв'язком. Але таке заповнення не "безкоштовно» для людини - воно викликає підвищену напруженість, втома і прискорює загальна втома. Але ще більше стомлення викликає слухання одним вухом. І нарешті, ще набагато більше - при зниженні слуху. Тоді центральному відділу доводиться працювати з великим навантаженням.
Різні ділянки (зони) кори головного мозку виконують різні функції і мають властивість пластичності (нейропластічності) - можуть навчатися виконувати інші функції. Мозок новонародженого недорозвинений і продовжує інтенсивно розвиватися у дитини під впливом багатьох сенсорних сигналів. Зокрема, слухова кора розвивається під впливом сигналів, що надходять в неї від нижчих відділів органу слуху. Причому нейропластічності властива мозку в ранньому віці і сильно сповільнюється приблизно до віку 2-4 років.
У разі вродженого або настав в дитинстві порушення слуху слухові сигнали не надходять в слухову кору дитину. А завдяки нейропластичности слухова кора починає виконувати якусь іншу функцію, не пов'язану зі слухом. Після досягнення 2-4-річного віку нейропластічності сповільнюється, якісь інші функції слухової кори закріплюються, і вона вже не в змозі обробляти слухову інформацію.
Ось чому цей вік називають критичним - якщо надходження слухової інформації в слухову кору відновлюється за допомогою слухових апаратів або кохлеарного імплантату, то розвиток слуху і слухомовленнєвого спілкування стає не лише можливим, а й надає практично рівні можливості слухомовленнєвого розвитку і спілкування з нормально чуючими однолітками. Після цього періоду слухомовленнєвий розвиток і слухомовленнєве спілкування вкрай утруднено.
Бінауральний слух
Бінауральний слух - слухання одночасно правим і лівим вухом одночасно. Але це зовсім не просте «сума» як 1 + 1 = 2, а якісно інше слухове сприйняття, ніж при монауральному слуханні (одним вухом). Спрощена схема бінаурального слуху показана на малюнку.
Гучність однакових по силі звуків, що надходять в праве і ліве вухо, дійсно підвищується, але не у два рази, а приблизно в півтора. Ця, здавалося б, невелика додаткова гучність дає можливість застосовувати меншу потужність СА на правому і лівому вусі (приблизно у два рази, або 6 дБ). Це розширює можливості вибору СА для пацієнта - наприклад, не тільки завушні, але і внутрівушні СА. Також, дозволяє розширити динамічний діапазон посиленого звуку, підвищити розуміння мови та комфортність слухання, знизити стомлюваність, а також краще оберігати слух від подальшого зниження. При важкому і глибокому зниженні слуху - дає можливість досягти більшої ефективності апаратами наявної потужності, ніж при монауральному слухопротезування.
Крім додаткової гучності, бінауральний слух створює і якісно нові результати для слухача в порівнянні з монауральним (одним вухом), і ось які. Він забезпечує просторовий слух - здатність визначати напрям звуку, відчуття об'ємності звукового простору. Це відбувається внаслідок так званого «тіньового ефекту голови» і спрямованості зовнішнього вуха, які створюють затримки по фазі та різниці сили звуків, що приходять з різних сторін. Ці різниці фази та сили звуку залежать від частоти звуку і невеликі, але центральний відділ слухової системи здатний їх виявити, миттєво проаналізувати, і з високою точністю визначити напрям на звук.
Здатність локалізації насамперед важлива для уникнення людиною небезпек, наприклад, наближається транспорту. Але бінауральний слух відіграє найважливішу роль також для виділення корисного звуку, який людина хоче чути, з навколишнього небажаного шуму. Іншими словами, він у великій мірі забезпечують стійкість слухової системи. Завдяки бінауральному слуху слухач як би налаштовується на мову співрозмовника і може набагато краще розуміти її в навколишньому шумі. Це ще одна важлива причина того, що бінауральне слухопротезування дає набагато кращі результати, ніж монауральне.
Злагоджена робота обох сторін органу слуху, включаючи обидві півкулі кори головного мозку, по цілісному сприйняттю мови та забезпеченню завадостійкості слухової системи з'являється не відразу при народженні, а поступово розвивається з віком. Крім того, якщо одне з вух не отримує звукову інформацію, то ця злагодженість поступово втрачається при довгій відсутності надходження звуку в одне вухо. Тому дуже важливо, щоб слухопротезування дітей було бінауральним - у всіх випадках, коли це можливо.
За додатковою інформацією про діагностику слуху звертайтеся в Медичний центр АВРОРА©.
Останні статті
Слухові апарати Oticon для дітей: суперпристрої, які витримують будь-які випробування
Слухові апарати: коли варто носити й коли не потрібно
