72. Рассмотрите рисунок, изображающий строение органа слуха и вестибулярного аппарата. Напишите названия структур, обозначенных цифрами.
73. Заполните таблицу.
74. Опишите, как работает слуховой анализатор.
ОТВЕТ: Ушная раковина улавливает звуковые колебания и направляет их в слуховой проход. По нему колебания направляются в среднее ухо и, достигнув барабанной перепонки, вызывают её колебания. Через систему слуховых косточек (молоточек, наковальня, стремечко) колебания передаются дальше - во внутреннее ухо. В пластинке, разделяющей полости среднего и внутреннего уха имеются два окна, затянутых тонкими перепонками. В одно из них - овальное - упирается стремя, передавая звуковые колебания перепонке. Её колебания вызывают движение жидкости в улитке. Улитка, в свою очередь, заставляет колебаться волоконца базальной мембраны. При движении волоконец волоски рецепторных клеток касаются покровной мембраны. В рецепторах возникает возбуждение, которое по слуховому нерву передаётся в слуховую зону коры больших полушарий. Здесь происходит различение характера, тона, силы звука и т.п.
75. Рассмотрите рисунок, изображающий структуры внутреннего уха. Напишите названия частей, обозначенных цифрами.
- полукружные каналы.
- преддверие.
- улитка.
- слуховой нерв.
- жидкость внутреннего уха.
- рецепторы.
- кость.
- покровная мембрана.
- чувствительные волосковые клетки.
- волокна слухового нерва.
76. Опишите, как работает орган равновесия.
ОТВЕТ: Когда голова человека находится в вертикальном положении, кристаллики, расположенные в зоне рецепторов преддверия внутреннего уха, определенным образом давят на волоски чувствительных клеток. При повороте головы вправо или влево ампулярные гребешки в полукружных каналах смещаются, соответственно меняется давление на чувствительные клетки - то с правой стороны, то с левой. Давление кристалликов и наклон гребешков вызывает возбуждение рецепторов, и возникшие нервные импульсы передаются в головной мозг. Из мозга ответные импульсы передаются к различным группам скелетных мышц.
Мир человека наполнен звуками. Слушая и воспринимая звуки, человек узнает о том, что вокруг него происходит, общается с людьми, чувствует опасность, оценивает расстояния, наслаждается музыкой. Человек также постоянно ощущает свое положение в пространстве.
Строение органа слуха. Звук - это колебания воздуха. Наш орган слуха улавливает колебания частотой 16-20 тыс. в секунду. Путь, который проходит звук в ухе, значительно сложнее, чем путь луча света в глазу.
Орган слуха подразделяют на наружное, среднее и внутреннее ухо.
Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход. Ушная раковина приспособлена для улавливания звуков, у человека она неподвижная. Слуховой проход соединяет ушную раковину со средним ухом. Наружное ухо отделено от среднего барабанной перепонкой, которая преобразует звуковые волны в механические колебания и передает их в среднее ухо.
Среднее ухо находится в толще височной кости и представляет собой узкую полость (1-2 см 3), в которой расположены три слуховые косточки. Полость среднего уха (барабанная полость) продолжается в слуховую трубу, которая открывается в глотку. Это позволяет уравнивать давление в полости среднего уха с атмосферным, благодаря чему барабанная перепонка не искажает звуковые колебания.
Слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко - самые маленькие косточки нашего тела, их масса всего около 0,5 г. Они образуют систему рычагов, которая в 50 раз усиливает слабые колебания барабанной перепонки и передает их во внутреннее ухо.
Внутреннее ухо представляет собой сложную систему тонких изогнутых каналов и полостей, расположенных в толще височных костей. Внутри этого костного лабиринта заключен перепончатый лабиринт, повторяющий форму костного. Внутри перепончатого лабиринта находятся чувствительные приборы, воспринимающие колебания - звуковые волны и положение тела в пространстве. Во внутреннем ухе выделяют орган слуха - улитку и орган равновесия - преддверие и три полукружных канала, которые анатомически взаимосвязаны друг с другом. Внутри перепончатого лабиринта находится жидкость - эндолимфа, а в щелевидном пространстве между стенками костного лабиринта и поверхностью перепончатого лабиринта также имеется жидкость- перилимфа. Улитка, похожая на речную улитку-прудовика, представляет собой спирально закрученный костный канал, образующий 2.5 завитка. Одна из стенок перепончатой части улитки (базальная мембрана) состоит из 24 тыс. упруго натянутых волоконец разной длины. Каждое волоконце отвечает за звук определенной высоты. На базальной мембране располагаются клетки с волосками на верхушке. Это слуховые рецепторы. Над рецепторами находится покровная мембрана. К каждому рецептору подходят окончания слухового нерва.
Работа органа слуха. Давайте рассмотрим, как же работает слуховой анализатор. Ушные раковины улавливают звуковые колебания и направляют их в слуховой проход. По нему колебания направляются в среднее ухо и, достигнув барабанной перепонки, вызывают ее колебания. Через систему слуховых косточек колебания передаются дальше - во внутреннее ухо. В пластинке, разделяющей полости среднего и внутреннего уха, имеется два «окна», затянутых тонкими перепонками. В одно из них - овальное - упирается стремечко, передавая звуковые колебания перепонке.
Ее колебания вызывают движение жидкости в улитке, она, в свою очередь, заставляет колебаться базальную мембрану. При движении волоконец волоски рецепторных клеток касаются покровной мембраны. В рецепторах возникает возбуждение, которое по слуховому нерву в конечном итоге передается в головной мозг, где через средний мозг и промежуточный мозг возбуждение попадает в слуховую зону коры больших полушарий, расположенную в височных долях. Здесь происходит окончательное различение характера звука, его тона, ритма, силы, высоты и, наконец, его смысла.
Орган равновесия. Большинство животных имеют специальные органы равновесия. Они могут быть простыми, как у некоторых раков. Помните: эту функцию у них выполняет отолитовый орган; находящиеся в нем песчинки раздражают чувствительные клетки, и благодаря этому рак ощущает положение своего тела в пространстве.
У человека функцию органа равновесия (его еще называют вестибулярным аппаратом) выполняет часть внутреннего уха - это два маленьких мешочка (преддверие) и три полукружных канала. Каналы представляют собой кольцевидно изогнутые трубки, лежащие в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Полости преддверия и полукружных каналов заполнены жидкостью.
В стенках полостей полукружных каналов располагаются рецепторы, их строение сходно с чувствительными волосковыми рецепторами органа слуха. В стенках преддверия находятся мелкие кристаллики углекислого кальция.
Механизм работы вестибулярного аппарата довольно прост. Когда голова человека находится в вертикальном положении, кристаллики, расположенные в зоне рецепторов преддверия внутреннего уха, определенным образом давят на волоски чувствительных клеток. При повороте головы вправо или влево ампуляр-ные гребешки в полукружных каналах смещаются, соответственно меняется и давление на чувствительные клетки - то с правой стороны, то елевой.
Давление кристалликов и наклон гребешков вызывает возбуждение рецепторов. Возникшие нервные импульсы проводятся в головной мозг (средний мозг, мозжечок, кору полушарий большого мозга). Из мозга ответные импульсы поступают к различным группам скелетных мышц. Происходит их рефлекторное сокращение, и равновесие тела, если оно было нарушено, восстанавливается.
Вестибулярный аппарат постоянно информирует центральную нервную систему о положении тела (головы) в пространстве.
- Слуховой проход не совсем прямой, а слегка изогнут; его стенки выделяют особое липкое вещество - ушную серу. Ушная сера не дает проникнуть в слуховой проход пыли и мелким насекомым.
- Уровень энергии звуковых колебаний измеряется в децибелах (дБ). Собственно говоря, это и есть громкость звука. Шепот человека оценивается приблизительно в 15 дБ, а шелест падающих с дерева листьев - в 10 дБ. Разговор двух людей ведется па уровне 60 дБ, а вот шум интенсивного дорожного движения достигает 90 дБ. Шум выше 100 дБ практически невыносим для человека. Звук выше 140 дБ опасен для человеческого уха и может привести к повреждению барабанной перепонки. Любопытно, что шум, издаваемый рок-группой во время концерта, составляет около 110 дБ и может вызвать у многих людей болевые ощущения. Длительные сильные звуковые воздействия приводят к неминуемому снижению остроты слуха. Особенно опасны периодические усиления громкости звука. Недаром рабочих-клепальщиков, работающих пневматическими молотками, звали «глухарями». Шум в 200 дБ может очень быстро убить человека.
- Эмбрион ощущает звуковые колебания еще в утробе матери. Будущий человек прекрасно запоминает звуки биения материнского сердца и радуется, услышав их запись после рождения. Этим пользуются в практических целях: биение сердца матери, записанное на звуковой носитель, дают слушать младенцу для того, чтобы он успокоился и уснул.
- У самых примитивных позвоночных - миног есть только два полукружных канальца. Возможно, их предки жили у самого дна моря и передвигались только в одной плоскости: влево - вправо, вперед -- назад, а вот вверх - вниз они не перемещались никогда. Поэтому-то, живя в «двухмерном пространстве», предки миног прекрасно обходились без третьего полукружного канала, который появился в процессе эволюции у настоящих рыб, живущих в трехмерном мире.
- Как и любой другой анализатор, вестибулярный нуждается в тренировке. Так, космонавты длительное время тренируются для того, чтобы иметь возможность работать в условиях невесомости. Людей может укачать, причем не только в море во время его волнения, но и в транспорте. Во время качки жидкость в полукружных каналах постоянно перемещается и возбуждает рецепторы, а мозговые центры большинства людей реагируют на это неприятными ощущениями.
Проверьте свои знания
- Каково значение органа слуха?
- Как устроен слуховой анализатор?
- Как передаются звуковые колебания в органе слуха?
- Что такое слуховая труба, в чем ее значение?
- Какую роль играют слуховые косточки?
- Где расположена барабанная перепонка, каково ее значение?
- Каково строение внутреннего уха?
- Как функционирует внутреннее ухо?
- Где расположен орган равновесия?
- Как устроен вестибулярный аппарат?
Подумайте
- Почему у человека мышцы, приводящие в движение ушные раковины, утратили свое первоначальное значение?
- Почему артиллеристы, стреляя из орудий, закрывают уши и открывают рот?
Орган слуха состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо улавливает звуковые колебания и направляет их в среднее ухо. Система слуховых косточек передает звуковые колебания дальше - во внутреннее ухо. Колебания жидкости в улитке вызывают колебания базальной мембраны и касания волосковых клеток покровной мембраны, что приводит к раздражению соприкасающихся с ней рецепторов. Возникшее возбуждение передается в слуховую зону полушарий головного мозга, где происходит различение звука. Часть внутреннего уха - вестибулярный аппарат - выполняет функцию органа равновесия.
Мы все с вами двигаемся: ходим, прыгаем или качаемся на качели. Но независимо от того, в каком положении наше тело, мы всегда можем определить, где низ, а где верх, с какой стороны право или лево. А ещё более удивительное явление - то, что мы с вами можем отлично сохранять равновесие. И наше тело всегда знает, как распределить свой вес, чтобы, например, идти прямо и не падать. За всё это отвечает крошечная, но очень непросто устроенная система - вестибулярный аппарат!
Все наши движения вестибулярный аппарат оценивает мгновенно. Благодаря ему мы можем ориентироваться в любом пространстве, даже не имея опоры. В обычной жизни вестибулярному аппарату помогают наши глаза и кожные рецепторы. Так, давление на подошвы ног, сообщает о силе земного притяжения. Наклон головы ощущается за счёт чувствительности шеи.
Для надёжности, вестибулярных аппарата у нас два. Располагаются они во внутреннем ухе, правом и левом. Каждый состоит из трёх полукружных трубочек, называемых каналами, которые заполнены жидкостью. За счёт неё они реагируют на наклоны нашей головы или всего туловища. В основании каждой такой трубочки есть чувствительные волоски и желеобразный колпачок.
Чтобы тебе было легче понять, как это выглядит, представь себе наполненную водой трубку, которая с одной стороны плотно закрыта. С другой её стороны натянут воздушный шарик. Если такую трубку наклонять вверх-вниз, шарик будет периодически колебаться. Примерно так работает и вестибулярный аппарат. Мы наклоняемся вправо - жидкость перетекает в правую сторону, колпачок, похожий на шарик, склоняется вниз, чувствительные волоски дают сигнал в мозг, что тело наклонилось. И мозг мгновенно понимает, что мир перед нашими глазами нужно воспринимать искажённо, с наклоном. Ведь тебе не кажется, что земля покосилась - ты точно знаешь, что наклонилось твоё тело.
Другой орган вестибулярного аппарата реагирует на ускорение нашего тела, то есть он понимает, что мы бежим или едем в автобусе. Не будь такого органа, мы бы впадали в панику, видя, что картинка за окном транспорта меняется так быстро. Этот орган называется ОТОЛИТОВЫМ. Он состоит из двух мешочков, которые тоже заполнены вязкой жидкостью, и в них тоже есть рецепторные клетки с ресничками. Но здесь на реснички действуют мелкие, но довольно тяжёлые кристаллики. При ускорении в том или ином направлении кристаллы смещаются, а реснички дают сигнал, как быстро происходит движение и в какую сторону.
Вся информация в сочетании с сигналами от глаз, рецепторов давления в подошвах ног, рецепторов в мышцах и суставах даёт мозгу полное представление о дви жении тела и его положении в пространстве. Мозг посылает мышцам команды, как изменить положение тела, чтобы сохранить равновесие.
ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ ОБЯЗАТЕЛЬНО НУЖНО ТРЕНИРОВАТЬ . Его развитие заканчивается к 15 годам. И тут подойдёт любой спорт. Ну а самые выносливые аппараты должны быть у космонавтов, ведь в космосе нет ни силы притяжения, ни гравитации. И люди со слабым вестибулярным аппаратом совсем запутаются, где они находятся.
Исследование вестибулярного аппарата
Чтобы проверить, как работает твой вестибулярный аппарат, воспользуемся простым опытом.
Вытяни руку с повернутой к лицу ладонью на расстояние примерно 30 сантиметров. Взгляд зафиксируй на ладони и одновременно в течение полуминуты качай головой сбоку набок со скоростью двух качаний в секунду. Если твой вестибулярный аппарат работает нормально, ты будешь чётко различать кожные складки на ладони. Это значит, что вестибулярный аппарат посылает приказ глазным мышцам совершить поворот глаз в направлении, противоположном повороту головы.
Проведём другой опыт. Держи голову неподвижно, а ладонь перемещай в одной плоскости со скоростью двух взмахов в секунду. Складки на ладони будут не такими чёткими. На этих простых опытах мы убедились, что контроль за положением глаз и нашей ориентацией в пространстве гораздо лучше, когда мы одновременно получаем информацию от вестибулярного аппарата и нашего зрения. А если же мы положимся лишь на наши глаза, мозг теряет чёткость изображения, потому что не может так быстро следить за двигающимися предметами.
В костном лабиринте внутреннего уха и в преддверии полукружного канала находится орган равновесия. Он образован двумя мешочками: ампулярным и эллиптическим, расположенными в вестибулярной части перепончатого лабиринта и тремя ампулярными гребешками, расположенными в нижней части перепончатых полукружных каналов. В стенке каждого мешочка имеются возвышения (пятна или макулы), а в стенке расширенной части полукружных каналов (ампул) возвышения называются гребешками. Макулы и гребешки являются теми чувствительными приборами, в которых возникают сигналы при изменениях положения головы и тела в пространстве.
Эти специализированные участки вестибулярного аппарата выстланы эпителием с двумя видами клеток рецепторные (волосковые) сенсоэпителиальные и опорные. Волосковые клетки бывают грушевидной и столбчатой формы. Они располагаются между опорными и не достигают базальной мембраны. Их основание контактирует с нервными окончаниями нейронов вестибулярного ганглия. На апикальной поверхности чувствительных клеток находятся по 60-80 волосков (ворсинок или стереоцилий) и одна подвижная ресничка (киноцилия). На поверхности макул расположена столитовая мембрана с кристаллами карбоната Cа. Макулы или пятна воспринимают гравитацию (силу тяжести) и линейные ускорения, под действием которых мембрана смещается относительно волосков рецепторных клеток. Возникает импульс, передающийся на нервное окончание, которое на грушевидных рецепторных клетках имеет форму чаши, а на столбчатых в виде нескольких мелких окончаний. Пятно сферического мешочка воспринимает, кроме того, вибрацию.
Ампулярные гребешки состоят из тех же клеток, что и макулы. Волоски рецепторных клеток направлены в желатинозный купол, который отклоняется при движении эндолимфы относительно стенок полукружных каналов. Гребешками воспринимаются угловые ускорения, т.е. повороты тела, головы.
Орган обоняния
Располагается в обонятельной области носовой полости. Обонятельная область желтоватой окраски, покрыта многорядным мерцательным эпителием, состоящим из клеток 3-х видов. Обонятельные клетки веретеновидной формы. Они нейрального происхождения. Их насчитывается свыше 100 млн. Это биполярные нейроны. Дендриты их имеют на конце утолщения в виде булавы, покрытые волосками (реснички или киноцилии). Аксоны выходят в соединительную ткань и формируют нервы. Нейроны окружают поддерживающие клетки.
Концевые отделы простых альвеолярно-трубчатых желез выделяют секрет. Он увлажняет эпителиальную поверхность слизистой оболочки обонятельной области. На увлажненную поверхность попадают различные пахучие вещества и, растворяясь, раздражают обонятельные клетки. По обонятельным нервам раздражение передается в обонятельные центры коры полушарий, где происходит анализ, вызывая ощущение соответствующего запаха. У животных с хорошим обонянием насчитывается до 250 млн. обонятельных клеток.
Орган вкуса (вкусовые почки)
Как и орган слуха и равновесия содержит поддерживающие и сенсорные клетки эктодермального происхождения.
Вкусовые почки располагаются в эпителии боковых поверхностей грибовидных, желобоватых (валиковидных) и листовидных сосочков языка. На нитевидных сосочках их нет.
Вкусовая почка состоит из удлиненных клеток, плотно прилегающих друг к другу и расположенных на базальной мембране. В ротовую полость выходит вкусовая пора и вкусовая ямка. Вкусовая почка построена из вкусовых и поддерживающих эпителиальных клеток. Во вкусовых клетках ядра овальные, расположены в базальной части, множество митохондрий. На мембране апикального полюса клетки имеются ворсинки (стереоцилии). Между ворсинками находится вещество, играющее важную роль в процессе вкусовой рецепции. Оно способствует взаимодействию молекул вкусовых компонентов с рецепторами мембран микроворсинок.
В опорных клетках более крупные ядра. Они расположены между вкусовыми клетками. Между клетками проходят нервные окончания, которые заканчиваются на боковых поверхностях вкусовых клеток. Возбуждение в виде нервного импульса из вкусовой почки переходит через нервное окончание по нервным волокнам в центральные звенья анализатора вкуса.
Орган равновесия, благодаря которому человек не падает на ровном или не очень ровном месте, расположен в его .
Как устроен орган равновесия
Над улиткой внутреннего уха человека поднимаются три дужки, которые называются полукружными каналами. Один из каналов расположен горизонтально (лежит), а два других расположены вертикально (стоят), причём под прямым углом друг к другу, подобно двум сторонам кубика. Внутри каналов находится жидкость и выстелены они очень чувствительными клетками.
Кроме полукружных каналов во внутреннем ухе расположены два своеобразных мешочка - сферический и эллиптический. Дно мешочков тоже устлано чувствительными волосковыми клетками, но кроме них в этих отделах органа равновесия присутствуют крошечные песчинки – отолиты.
Как работает орган равновесия
Когда человек поворачивается, то смещается жидкость в лежачем полукружном канале, а когда нагибается – в одном из стоячих. Смещение жидкости фиксируется чувствительными клетками, и сигнал об этом событии они отправляют в мозг. Так мозг узнает о «маневрах» нашего тела.
Кроме того, положение тела человека мозг определяет при помощи сферического и эллиптического мешочков. Когда мы стоим, то песчинки-отолиты лежат на дне мешочков, на волосковых клетках и сигнал об этом они постоянно посылают в мозг. Когда положение тела человека меняется, то меняется и давление отолитов на чувствительные клетки и информация об этом сразу поступает в соответствующий центр мозга.
Вот так устроен и работает расположенный во внутреннем ухе человека орган равновесия. Но он не единственный, кто контролирует положение нашего тела. Чувствительные клетки в коже ступней контролируют давление на них и сразу подают сигнал в мозг, когда мы, например, падаем или бежим. Точно также «работают» нервные окончания в мышцах ног и спины.