Біологія. Повторне видання. 8 клас. Соболь (2025)

§ 12.4. Слухова і гравітаційна сенсорна система

Qui habet aures audiendi, audiat.

(Той, хто має вуха, нехай почує).

Євангеліє від Матвія, 13.9.

Аналізуємо! Чому протитуманний гудок, який чути на багато миль у морі, практично нечутний у каюті корабля? Чому промивання вуха у пацієнта часто викликає запаморочення і втрату відчуття рівноваги? Ці запитання стали початком досліджень, що привели до Нобелівських премій: «за роботу з фізіології вестибулярного апарату» (Роберт Барані, 1914) та «за відкриття механізму збудження у завитці» (Георг фон Бекеші, 1961). Відповіді на свої запитання науковці відшукали після вивчення будови та процесів внутрішнього вуха. То вухо людини — це орган слуху чи рівноваги?

ЗМІСТ

Як функції органа слуху пов’язані з його будовою?

Вухо людини складається з трьох частин: зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо.

Зовнішнє вухо проводить звукові коливання. У ньому розрізняють вушну раковину, зовнішній слуховий прохід та барабанну перетинку. Вушна мушля вловлює звукові коливання та спрямовує їх у зовнішній слуховий прохід, що має довжину до 2,5 см, вистилається шкірою з волосками і залозами, які виділяють вушну сірку для захисту від пилу й води. Поступове звуження проходу дає змогу концентрувати хвилі та підсилювати звук. Барабанна перетинка — це тонка сполучнотканинна мембрана (товщина 0,1 мм), ззовні вкрита шкірою, а зсередини — слизовою оболонкою. Така будова забезпечує сприймання і передавання звукових коливань на слухові кісточки.

Іл. 84. Будова вуха людини. Зовнішнє вухо: 1 — вушна мушля; 2 — слуховий прохід; 3 — барабанна перетинка. Середнє вухо: 4 — барабанна порожнина; 5 — молоточок; 6 — коваделко; 7 — стремінце; 8 — слухова труба. Внутрішнє вухо: 9 — завитка зі спіральним органом; 10 — слуховий нерв

Середнє вухо складається з барабанної порожнини, заповненої повітрям (близько 1 см³), слухових кісточок та слухової (євстахієвої) труби. Слухова труба сполучає барабанну порожнину з носоглоткою, завдяки чому тиск повітря з обох сторін перетинки дорівнює атмосферному. У середньому вусі розташовані три послідовно з’єднані суглобами слухові кісточки (молоточок, коваделко, стремінце), які зв’язують барабанну перетинку з внутрішнім вухом. Ці кісткові утвори передають коливання, зменшуючи їх амплітуду та збільшуючи силу.

Внутрішнє вухо в людини розташоване у скроневій кістці. Цей кістковий утвір має завитку, яка і є органом слуху. Завитка — спірально закручений у 2,5 оберту канал, що містить усередині завитковий лабіринт. На перетинці цього лабіринту розташований звукосприймальний апарат — спіральний (кортіїв) орган. Він містить звукові рецептори (волоскові клітини), які перетворюють коливання рідини, зумовлені дією звукових хвиль, на нервові імпульси. Через завитковий нерв імпульси надходять до слухових полів кори півкуль. Інша частина внутрішнього вуха — вестибулярний апарат.

Біологія + Фізика • Звук — коливальний рух частинок пружного середовища, що поширюється у вигляді хвиль у газі, рідині чи твердому тілі. Більшість явищ у природі супроводжуються характерними звуками, що сприймаються та розпізнаються вухом людини і використовуються для орієнтування та спілкування. А які звуки людське вухо не сприймає?

Як відбувається сприйняття звукової інформації людиною?

Людина сприймає звукові коливання в діапазоні від 16 до 20 000 герц (Гц), і для неї характерний просторовий бінауральний слух (сприймання звуків парними органами слуху). А ось інфразвуки (частота менша ніж 16 Гц) і ультразвуки (частота більша ніж 20 000 Гц) для нас недоступні. Слухова сенсорна система сприймає інформацію про напрямки та джерела звуків, дозволяє орієнтуватися в просторі та здійснює формування в корі півкуль слухових відчуттів. Слухові відчуття в процесі розвитку людини дуже тісно пов’язані з мовою. Дитина, яка втратила слух у ранньому віці (до того, як навчилася говорити), втрачає здатність до мовлення, хоча її мовленнєвий апарат неушкоджений.

Таблиця 24. ВІДДІЛИ СЛУХОВОЇ СЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ

Відділ	Характеристика
Рецепторний	Перетворення звуків у нервові імпульси здійснюють фонорецептори (волоскові клітини) спірального органу, розташованого в завитці
Провідниковий	Проведення імпульсів здійснюють правий і лівий слухові нерви у складі присінково-завиткової пари черепно-мозкових нервів (VIII пара)
Мозковий	Обробка слухової інформації відбувається у слухових полях скроневої частки кори півкуль великого мозку

Звукові хвилі, потрапляючи за допомогою вушної раковини у зовнішній слуховий прохід, підсилюються у 2-2,5 раза і спричиняють коливання барабанної перетинки. Її вібрації передаються на слухові кісточки, що діють як важелі, зменшуючи амплітуду коливань і збільшуючи їхню силу (до 50 разів). Стремінце поєднане з мембраною овального вікна і здійснює через неї передачу коливань на рідину каналів завитки, яка проводить їх до основної мембрани спірального органу. Уся ця сукупність процесів називається механічним звукопроведенням. Далі волоскові клітини спірального органу під час коливання мембрани збуджуються і в них виникають нервові імпульси. Відбувається рецепторне звукосприймання. Далі нервові сигнали передаються слуховим нервом (нервове проведення збудження). Інформація про зміни в довкіллі надходить до слухової зони, де відбувається кіркове формування слухових відчуттів. Звукові коливання надходять до завитки також через кістки черепа. Цей шлях сприйняття звуків малоефективний, тому застосовується в окремих випадках. Так сприймаються звуки людиною у воді або при використанні слухового апарата.

Біологія + Медицина • Як називається розділ медицини, що вивчає вухо?

Яке значення має гравітаційна сенсорна система?

Гравітаційна сенсорна система (або сенсорна система рівноваги) сприймає прискорення, розташування тіла в просторі, зміни положення голови й тулуба, координує рухи та зберігає рівновагу тіла.

Таблиця 25. ВІДДІЛИ ГРАВІТАЦІЙНОЇ СЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ

Відділ	Характеристика процесів
Рецепторний	Рецепторні клітини, що сприймають впливи гравітації, — це волоскові клітини внутрішнього вуха (гравітаційна механорецепція)
Провідниковий	Нервове проведення збудження здійснює вестибулярний нерв
Мозковий	Кіркове формування відчуттів відбувається за участю мозочка, стовбура головного мозку та кори півкуль

Перший етап сприйняття — гравітаційну механорецепцію — здійснюють волоскові клітини (вестибулярні рецептори), у яких виникає збудження після механічного подразнення рідиною внутрішнього вуха. Волоскові клітини отолітового апарату, що розташовані на внутрішніх ділянках присінка, сприймають прямолінійні прискорення під час горизонтальних і вертикальних рухів. А в ампулах півколових каналів, розташованих взаємоперпендикулярно в трьох різних площинах, містяться гребінці. Волоскові клітини цих утворів сприймають обертальні рухи тіла й голови.

Іл. 85. Вестибулярний апарат

Нервове проведення збудження здійснюється гілкою присінково-завиткового нерва (вестибулярний нерв). Інформація потрапляє через сітчастий утвір до мозочка для забезпечення підсвідомої координації рухів. Частина сигналів надходить до гіпоталамуса, де формується відчуття закачування, і до кори півкуль, де створюються свідомі відчуття розташування тіла в просторі.

Кіркове формування відчуттів відбувається в єдності із зоровими, слуховими та іншими відчуттями й відіграє важливу роль у пізнанні людиною просторових зв’язків.

Біологія + Фізика • Ходіння, їзда на велосипеді, стрибання, катання на ковзанах, плавання, біг і падіння були б неможливі без цієї фізичної фундаментальної сили. Назвіть її.

Коротко про головне

• Вухо людини — це орган чуття, що забезпечує слух та рівновагу.

• СЛУХОВА СЕНСОРНА СИСТЕМА — це сукупність анатомічних утворів, які забезпечують сприймання звукових коливань і формування слухових відчуттів.

• ГРАВІТАЦІЙНА СЕНСОРНА СИСТЕМА — це функціональна система, що здійснює сприйняття гравітаційної інформації та формування відчуттів рівноваги й розташування тіла в просторі.

Діяльність

Навчальне завдання. Як сприймається звукова інформація? Самостійне перетворення знань з використанням схеми «Функціонування». СЛУХОВА та ГРАВІТАЦІЙНА СЕНСОРНІ СИСТЕМИ.

Розвивальне завдання. У чому взаємозв’язок функцій та будови вуха людини? Практична вправа. Будова внутрішнього вуха.

Ціннісне завдання. «Учені Манчестерського центру аудіології і глухоти у Великій Британії виявили зв’язок між проблемами слуху та рівноваги і Covid-19». Цікаво, яким чином віруси можуть впливати на слух та рівновагу? Вправа для переконаності. Зв’язок слуху та рівноваги у людини.

Результат

Очікувані результати навчання (Учень / учениця...)

• аналізує знання: про СЛУХОВУ та ГРАВІТАЦІЙНУ СЕНСОРНІ СИСТЕМИ людини

• аналізує результати: ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ щодо взаємозв’язку будови та функцій органа слуху

• виявляє ставлення на рівні переконаності та обґрунтовує: твердження про зв’язок слуху і рівноваги та їх роль у пізнанні

Саморозвиток

Самонавчання. Пізнавальне завдання. Правило-орієнтир. Як покращити навички аудіювання?

Самооцінювання. Продуктивно-конструктивне завдання. Тест-конструювання. Слухова та гравітаційна сенсорні системи.