Периферическая нервная система

Главными компонентами периферической нервной системы являются нервы, которые соединяют центральную нервную систему с другими частями тела, и ганглии—груп­пы нервных клеток, расположенных в раз­ных точках нервной системы.

Нерв—это пучок двигательных и чувст­вительных волокон вместе с соединитель­ной тканью и кровеносными сосудами. Крупные нервы (их 43) идут фактически из центральной нервной системы: 12 пар выходят из нижней части головного мозга (черепно-мозговые нервы) и 31 пара—из спинного мозга (спинномозговые нервы).

Черепно-мозговые нервы обслуживают главным образом органы чувств и мыш­цы головы, хотя очень важный черепной нерв—блуждающий нерв — обслужива­ет органы пищеварения, сердце и воздуш­ные проходы в легких. Некоторые череп­но-мозговые нервы, такие, как зритель­ный нерв, идущий к глазу, содержат только чувствительные волокна. Спинномозговые нервы отходят от спинного мозга через определенные про­межутки и всегда содержат как двигатель­ные, так и чувствительные волокна. Они обслуживают все части тела ниже шеи. Каждый спинномозговой нерв соединен со спинным мозгом двумя корешками, один из которых содержит двигательные волок­на, а другой—чувствительные волокна. Сразу по выходе из спинного мозга чувст­вительные и двигательные волокна соеди­няются, образуя нерв, но каждая группа волокон действует независимо от другой, как два провода в электрическом проводе. (Хотя черепно-мозговые нервы также со­единены с нижней частью головного мозга корешками, чувствительные и двигатель­ные волокна образуют разные нервы.)

На небольшом расстоянии от спинного мозга каждый спинномозговой нерв раз­ветвляется, и каждое ответвление делит­ся, в свою очередь, на множество еще более мелких, образуя сеть, охватыва­ющую весь организм.

И чувствительные, и двигательные во­локна являются частью чувствительных и двигательных нейронов. Чувствитель­ные и двигательные волокна перифери­ческой нервной системы — всего лишь са­мые длинные волокна соответствующих нейронов. Например, двигательное воло­кно из нейрона в спинном мозге может не прерываясь, тянуться до мышцы в стопе.

Соматическая и вегетативная системы

Периферическая нервная система имеет два главных подразделения: соматичес­кую нервную систему, находящуюся под постоянным контролем человека, и веге­тативную систему, находящуюся под его бессознательным контролем.

Соматическая система выполняет двой­ственную задачу. Во-первых, она собира­етинформацию об окружающем мире от органов чувств, таких, как глаза, в кото­рых находятся специальные рецепторные клетки. Сигналы от этих рецепторов пере­носятся в центральную нервную систему по чувствительным волокнам. Во-вторых, соматическая система передает сигналы по двигательным волокнам от централь­ной нервной системы к скелетным мыш­цам, вызывая таким образом движение.

Вегетативная система ответственна, главным образом, за поддержание автома­тических(происходящих без специальных умственных или других усилий со сторо­ны человека) функций таких органов, как сердце, легкие, желудок, кишечник, моче­вой пузырь, половые органы и кровенос­ные сосуды. Вегетативная система состоит исключительно из двигательных нервов, действующих как реле между спинным мозгом и различными мышцами.

Вегетативная нервная система делится на две части—симпатическую и парасим­патическую. Каждая из них использует свой медиатор, каждая устроена по-своему и каждая оказывает свое особое действие на орган, который обслуживает. Напри­мер, парасимпатические нервы, обслуживающие бронхиальные пути, идущие в легкие и обратно, заставляют их сжи­маться (сужаться). Симпатические нервы, идущие в тот же участок тела, вызывают расширение бронхиальных проходов.

Вся вегетативная система контролирует­ся участком головного мозга, называемый гипоталамус. Он получает информацию о любом изменении, к примеру, изменении в химическом балансе организма, и коррек­тирует вегетативную систему с целью вер­нуть организм к правильному балансу. Ес­ли, например, уровень содержания кисло­рода падает из-за физической нагрузки, гипоталамус дает команду вегетативной нервной системе увеличить частоту сердеч­ных сокращений для снабжения организма более богатой кислородом кровью.

Центральная нервная система

Периферическая нервная система служит только для передачи сенсорных и двига­тельных сигналов от центральной нервной системы к мышцам тела, железам и орга­нам чувств. Она не играет фактически ни­какой роли ни в анализе чувствительных импульсов, ни в возбуждении двигатель­ных сигналов. Оба эти процесса и еще ог­ромное количество других процессов про­исходят в центральной нервной системе.

Головной мозг и спинной мозг образуют центральный процессор нервной системы. Они получают импульсы по чувствитель­ным волокнам от органов чувств и рецеп­торов тела, отбирают и анализируют их, а затем по двигательным волокнам посылают команды, вызывающие соответству­ющую реакцию в мышцах и железах.

Аналитический, или обрабатывающий информацию, процесс может быть отно­сительно простым для некоторых функ­ций, выполняемых спинным мозгом, но анализ в головном мозге — это в высшей степени сложный процесс, требующий участия тысяч самых разнообразных нейронов. Хотя многие чувствительные нейроны заканчиваются, а многие двига­тельные нейроны возникают в головном мозге, все же большинство нейронов го­ловного мозга являются объединенными; их задача—отбирать, анализировать и хранить информацию. Вся центральная нервная система долж­на поддерживаться обильным кровоснаб­жением, так как с кровью поступают кис­лород и питательные вещества. Система защищена также двумя видами покрытия. Первое покрытие—костное: головной мозг находится в черепе, а спинной мозг—в позвоночнике. Второе покрытие представ­ляет собой три мозговые оболочки из воло­книстой ткани. Такими оболочками покрыты весь головной мозг и весь спинной мозг.

Спинномозговая жидкость—это про­зрачная, неплотная жидкость, обтекающая оболочки мозга (головного и спинно­го) и проходящая через желудочки голов­ного мозга. Эта жидкость может оказывать амортизирующее действие и помогает та­ким образом защищать от повреждений жизненно важные ткани мозга.

Жидкость беспрерывно образуется из крови специализированными клетками в сосудистой оболочке желудочков голов­ного мозга. В противоположность сердеч­ным желудочкам, имеющим собственные названия, желудочки головного мозга но­сят свои номера. Нумерация идет с верх­ней части вниз, а первый и второй желу­дочки (известные как боковые желудоч­ки)— самые большие.

Спинномозговая жидкость течет из бо­ковых желудочков через узкое отверстие в маленький третий желудочек и затем через еще более узкий канал, церебраль­ный проток, в четвертый желудочек (чуть более широкий, чем третий желудочек). Отсюда через отверстия в верхней части желудочка жидкость проходит в особые накопительные полости (цистерны), кото­рые окружают ствол головного мозга у ос­нования мозга. Затем жидкость движется вверх через верхнюю часть головного моз­га (по полушариям) и вновь абсорбируется специальн ыми наростами, называемыми арахноидальными грануляциями и находящимися на паутинной оболочке- одной из трех оболочек головного мозга.

Спинной мозг

Спинной мозг представляет собой столб нервной ткани, примерно цилиндриче­ской формы, длиной около 40 см, кото­рый тянется внутри позвоночника от го­ловного мозга до нижней части спины. Мозг состоит из скоплений нейронов и пучков нервных волокон. Серое веще­ство— так называются скопления нер­вных клеток — имеет в поперечном сече­нии форму буквы Н, с задним и передним отростками в каждой половине. Передний отросток состоит из двигательных нейро­нов, задний — содержит ганглии соедини­тельных и чувствительных нейронов.

Серое вещество окружено белым веще­ством. Это белое веществоразделено на три столба и содержит восходящие и нис­ходящие нервы, которые соединяют го­ловной мозг и спинной мозг в общих на­правлениях. Нисходящие нервыпосылают двигательные импульсы из головного мозга в периферическую нервную систе­му, в то время как восходящие нервы проводят сенсорные импульсы от органов чувств в головной мозг.

Функции спинного мозга

У спинного мозга есть две главныефункции. Во-первых, он служит двусторонней проводящей системой между головным моз­гом и периферической нервной системой. Это достигается с помощью чувствительных и двигательных нейронов, чьи волокна вы­тягиваютсядлинными пучками из частей головного мозга. Они тянутся на разные рас­стояния вдоль спинного мозга и на концах, наиболее удаленных от головного мозга, вступают в контакт с волокнами или уз­лами чувствительных и двигательных ней­ронов, принадлежащих к периферической нервной системе. Сигналы передаются через синапсы между периферическими нервны­ми клетками и нейронами спинного мозга.

Вторая функция спинного мозга—кон­троль над простой рефлекторной деятельностью. Он осуществляетсянейронами, чьи волокнатянутся на небольшое рас­стояние вверх и вниз по спинномумозгу, и интернейронами, которые транслируют импульсы непосредственно между чувствительными и двигательными нейронами.

Если, например, человек случайно положил руку на горячую плиту, болевые рецепторы в коже пошлют импульсы по чувствительным волокнам к спинному

мозгу.Часть этих импульсов немедленно передается нервными клетками в двига­тельныенейроны, которые контролируют движения мышц рук икистей, и человек быстро автоматически отдергивает руку. Другая часть импульсов движется вверх по спинному мозгу и передается интернейронами к двигательным нейронам, контро-лирующим движение шеи. Голова автома­тически поворачивается к источнику бо­ли. Еще одна группа импульсов доходит до головного мозга и вызывает осознанное чувство горячего и боли.

Головной мозг

В основном головной мозг можно разделить на три различных отдела: задний мозг, средний мозг и передний мозг. Каждый из этих отделов, в свою очередь, делится на участки, которые имеют вполне конкретные функции и в то же время связаны сложными отношениями с другими частями мозга.

Самая большая структура заднего моз­га— мозжечок. Этот участок имеет отноше­ние, главным образом, к двигательной активности человека. Мозжечок рассылает сигналы, которые вызывают бессознатель­ные движения в мышцах, способствующие сохранению положения тела и равновесия; мозжечок действует согласованно с двигательными участками головного мозга для координации движений тела.

Ствол мозга, который соединяет головной мозг со спинным мозгом, включает в себя часть заднего мозга, весь средний мозг и часть переднего мозга. Именно здесь, в стволе мозга, все входящие и исходящие импульсы встречаются и перекрещиваются, ибо левой стороной тела управляет правая сторона головного мозга и наоборот.

Различные структуры в стволе мозга, включая и такие, как продолговатый мозг, а также мост заднего мозга и ретикулярная формация (иногда называемая активирую­щей ретикулярной системой) среднего моз­га, отвечают за саму жизнь. Они контролируют частоту сердечных сокращений, кровяное давление, глотание, кашель, ды­хание и бессознательное состояние.

Одна из самых важных функций го­ловного мозга — контроль над уровнем сознания. Именно ретикулярная форма­ция просеивает всю массу входящей ин­формации и решает, что именно является достаточно важным для подключения го­ловного мозга. Нервные пути со всего тела имеют ответвления к ретикулярной формации и питают ее беспрерывным по­током электрических сигналов, которые возникают в нервных клетках. В свою очередь, под воздействием этих импуль­сов ретикулярная формация рассылает сигналы в разные точки по всему головному мозгу, в соответствующие центры, где сигналы собираются, сопоставляются и вызывают ответную реакцию.

Если скорость этого движущего про­цесса замедляется или что-то мешает его осуществлению, часть мозга, известная как кора головного мозга, утрачивает ак­тивность, и человек теряет сознание.

Головной мозг и гипоталамус

Самая большая часть всего головного мо­зга— собственно мозг, расположенный в переднем мозге. У человека он развит в большей степени, чем у любого живот­ного, и играет главную роль в процессах мышления, памяти, сознания и высшей умственной деятельности. Именно сюда другие части мозга передают поступаю­щие импульсы для их дифференциации.

Мозг разделен как раз посередине на две половины, называемые полушариями головного мозга. Они соединяются у ос­нования толстым пучком (тяжем) нер­вных волокон — мозолистым телом. Хо­тя оба полушария являются зеркальным отражением друг друга, они выполняют совершенно разные функции и работают друг с другом через мозолистое тело.

В центре мозговых полушарий находится скопление серого вещества (нервных кле­ток), называемое базальным ядром. Эти клетки образуют сложную контрольную систему, координирующую мышечную дея­тельность, которая позволяет телу совер­шать определенные типы движения свобод­но и бессознательно. Такого рода мышечная деятельность проявляется в размахивании руками во время ходьбы, в изменении выражения лица и в расположении конечностей перед вставанием и ходьбой.

Гипоталамус лежит в основании мозга, под двумя полушариями. Он находится непосредственно под другой важной структурой в переднем мозге—таламусом, который работает подобно теле­фонному коммутатору между спинным мозгом и полушариями головного мозга.

Гипоталамус представляет собой скоп­ление специализированных нервных центров, соединенных с другими важны­ми участками мозга, а также с гипофи­зом. Этот участок головного мозга отвеча­ет за контроль над такими жизненно важ­ными функциями организма, как еда, сон и регулирование температуры тела. Он также тесно связан с эндокринной (гор­монной) системой.

Гипоталамус соединен нервными про­водящими путями с лимбической систе­мой, которая тесно связана с центрами обоняния в головном мозге. Эта часть мозга имеет также связи с участками, управляющими другими органами чувств, поведением и организацией памяти.

Кора головного мозга

Кора головного мозга—это слой серого вещества, толщиной три миллиметра, весь в извилинах, лежащий поверх внешней стороны головного мозга. Эта часть голов­ного мозгадостигла такого высокого раз­вития у человека, что ей приходится укладываться, все больше извиваясь, чтобы уместиться внутри черепа. Если распря­мить этот слой, он займет площадь в 30 раз большую, чем занимает в свернутом виде.

Среди всех этих складок находятся определенные очень глубокие борозды, которые делят каждое полушарие коры на четыре участка, называемые долями. Каждая доля выполняет одну или не­сколько специфических функций. Височ­ные доли связаны со слухом и обоняни­ем, теменные доли—с осязанием и вку­сом, затылочные доли — со зрением, а лобные доли — с движением, речью и сложным мышлением человека.

В пределах каждой из этих долей есть специальные сегменты, принимающие чувствительные импульсы из какого-ли­бо одного участка тела. Например, осяза­ние в теменной доле представлено кро­шечной зоной, принимающей только ощущения от колена, и большой зоной— для большого пальца кисти руки. Вот почему участки тела, подобные большо­му пальцу, гораздо чувствительнее, чем участки типа колена. Этот же принцип применяется в других чувствительных, а также и в двигательных частях тела. Именно в коре головного мозга инфор­мация, полученная от пяти органов чувств — зрительная, слуховая, осяза­тельная, вкусовая и обонятельная,— ана­лизируется и обрабатывается с тем, что­бы другие части нервной системы могли при необходимости ее использовать. К тому же преддвигательные и двига­тельные участки коры взаимодействуют с другими участками центральной нер­вной системы и периферической нервной системы с целью обеспечить скоординированность движений, жизненно необхо­димую для всех видов сознательной дея­тельности человеческого тела.

Глаза

Когда люди хотят объяснить, как они видят, глаз обычно сравнивают с пре­красно сконструированным фотоаппара­том, однако, чтобы полностью понять, как внешний мир отражается в крошеч­ной камере глаза, нужно обратиться к первоосновам этого процесса.

Для понимания природы света лучше всего считать его передающей средой. Ис­ходя из любого источника, свет отража­ется от предметов во всех направлениях, унося с собой возможность для предметов быть видимыми.

Другой важный фактор, касающийся
характеристики света,— это способность обычно прямых лучей света преломляться при прохождении через определенную среду, например, через стеклянную линзу специальной формы в фотоаппарате или через линзу, состоящую из тканей, в человеческом глазе.

Более того, степень преломления мож­но регулировать с помощью формы лин­зы. Лучи света можно сконцентрировать, чтобы получить крошечные, но точные изображения крупных предметов.

Роговица

Когда луч света падает на глаз, вначале он встречает это круглое прозрачное окно, называемое роговицей: роговица— первая из двух линз глаза. Это сильная линза с неподвижным фокусом. Опти­ческая сила роговицы составляет до двух третей общей оптической силы глаза. При этом роговица имеет толщину всего полмиллиметра в центре и один миллиметр в том месте, где она соединяется с белком глаза, называемым склерой.

Роговица состоит из пяти слоев. Снару­жи находится слой, толщиной в пять кле­ток, называемый эпителием, он соот­ветствует коже тела. Подним находится эластичный, похожий на волокно слой, известный как слой Боумана. Затем идет основной слой (строма), состоящий из коллагена. Это самая плотная часть рого­вицы. Строма помогает уберечь роговицу от инфекции за счет содержащихся в ней различных антиинфекционных антиге­нов: считается, что строма контролирует возможные воспаления в роговице.

За слоем стромы находится другой слой, толщиной в одну клетку, называ­емый эндотелием. Этот тонкий слой обес­печивает прозрачность роговицы и под­держивает баланс водного обмена между глазом и роговицей. Однажды сформиро­вавшись, клетки этого слоя не могут об­новляться, и поэтому травма или заболе­вание эндотелия могут вызвать постоян­ное нарушение зрения. Последний слой, который называется мембраной Десцемета, является эластичным.

Слезная пленка покрывает эпителий. Без слез роговица не имела бы защиты против бактериальных микроорганизмов, загрязне­ния и пыли. Слезная пленка создает также оптический слой—без слез эпителий поте­рял бы свою прозрачность и помутнел.

Пройдя сквозь роговицу, луч света по­падает в первую из двух камер внутри глаза — переднюю камеру. Она наполнена водянистой — внутриглазной — жид­костью, которая постоянно обменивается.

Сосудистая оболочка глазного яблока

Сосудистая оболочка глазного яблока— это участок, который состоит из трех четко различимых структур, располо­женных в центре глазного яблока: соб­ственно сосудистая оболочка глаза, рес­ничное (цилиарное) тело и радужная оболочка глаза. Эти структуры вместе иногда называют увеальным трактом.

Собственно сосудистая оболочка представляет собой тонкий покров из мембран между внешней защитной склерой и сет­чаткой. Эта мембрана богата кровеносны­ми сосудами, которые питают сетчатку и создают сложную решетчатую структу­ру во всем глазе. В такой решетке есть опорная ткань, содержащая разное коли­чество пигмента, что не позволяет свету метаться по задней стенке глаза, создавая спутанные образы.

Ресничное тело состоит из заострен­ных участков увеального тракта в самой передней части глаза. Его роль — изме­нять форму хрусталика движением цилиарной мышцы, позволяя человеку сфоку­сировать взгляд на ближайших объектах, а также вырабатывать внутриглазную жидкость, которая циркулирует в камере между хрусталиком и внутренней поверхностью роговицы.

К ресничному телу подходит третья спе­циализированная зона — радужная обо­лочка, образующая заднюю часть в перед­ней камере. Это та часть глаза, пигмент которой дает глазу его цвет. Она действует как диафрагмальное отверстие в фотоап­парате; ее мышечные волокна расширяют или сужают зрачок, контролируя интен­сивность света, попадающего на сетчатку.

Если в зрачок попадает сильный свет, зрачок уменьшается без осознанного уси­лия человека. При сумеречном свете зра­чок увеличивается. Возбуждение, страх и использование некоторых лекарств также заставляют зрачок глаза расши­ряться или сужаться.

Сразу позади радужки находится мяг­кий, эластичный, прозрачный хрусталик. Он сравнительно невелик, так как боль­шую часть работы за него делает роговица.

Стекловидное тело и сетчатка

Позади хрусталика находится главная — внутренняя — камера глаза. Она напол­нена веществом, которое называется стек­ловидным телом, имеющим желеподобную структуру; это вещество делает глаз твердым и эластичным. Через центр ка­меры проходит стекловидный канал — остатки канала, несшего артерию в пе­риод внутриутробного развития. Изогнутая внутренняя часть глазного яблока выстлана по всей внутренней ка­мере светочувствительным слоем, кото­рый называется сетчаткой. Она состоит из двух различных типов светочувстви­тельных клеток, называемых по их форме палочками и колбочками.

Палочки чувствительны к малоинтен­сивному свету и не различают цвета, что делают за них колбочки. Колбочки также отвечают за прозрачность; их особенно много в задней части глаза, на участке, из­вестном как ямка, или пятно. Тут же хру­сталикфокусирует самый четкий образ, и именно там человек видит лучше всего.

Поддерживающие связки

Фокусирование

Окружающая ямку, или пятно, сетчат­ка дает четкие образы, но ближе к ее краям появляется периферическое зре­ние, когда человек видит «наполовину».

Вместе центральное зрение и перифе­рическое зрение создают целостную кар­тину окружающего мира.

Зрительный нерв

Каждая светочувствительная клетка в сетчатке соединена нервом с головным мозгом, где вся информация об образах, цвете и форме собирается и обрабатыва­ется. Все эти нервные волокна собирают­ся вместе в задней части глаза и образу­ют один главный «кабель», известный как зрительный нерв. Он выходит из глазного яблока через костный туннель в черепе и вновь возникает чуть ниже головного мозга в области гипофиза, что­бы присоединиться ко второму зритель­ному нерву.

Справа: Правый и левый глаза имеют слегка отличающиеся друг от друга поля зрения. Каждое поле зрения разделено на правую и левую стороны. Когда лучи света достигают сетчаток, они меняются местами и поворачиваются. Эти лучи путешествуют по зрительным нервам к зрительному перекрестку, где происходит перекрещивание. Вся информация с левой стороны каждого глаза идет по зрительному нерву через латеральное коленчатое тело и область зрительной лучистости к правой зрительной зоне коры головного мозга и наоборот. Потом изображения совмещаются и интерпретируются головным мозгом.

Нервы с обеих сторон затем пересе­каются, так что часть информации от левого глаза поступает в правую поло­вину мозга и наоборот. Нервы височной стороны каждой сетчатки не пересекаются и остаются на той же половине головного мозга, тогда как волокна из той части глаза, которая выполняет основную ра­боту зрения, идут в разные стороны мозга.

Зрительный нерв — не что иное, как пучок нервных волокон, несущих мель­чайшие электрические импульсы по кро­шечным кабелям, каждый из которых изолирован от соседнего слоем миелина. В центре главного кабеля находится крупная артерия, идущая по всей его длине. Ее называют центральной ретинальной артерией. Эта артерия возникает в задней части глаза, и ее капилляры покрывают всю поверхность сетчатки. Существует соответствующая вена, кото­рая идет в обратном направлении по зри­тельному нерву рядом с центральной ретинальной артерией и уносит кровь с сет­чатки.

Нервы, идущие от сетчатки,— чувствительные нервы; в отличие от двигатель­ных нервов, которые имеют только одно соединение на своем пути к головному мозгу, зрительные нервы соединяются несколько раз. Первая встреча происхо­дит как раз позади той точки, где сенсор­ная информация от разных глаз меняется местами. Эта точка называется зритель­ным перекрестом, она находится близко к гипофизу. Непосредственно за этим пе­рекрестком находится первый узел связи, он называется латеральным коленчатым телом. Здесь информация из левого глаза и правого глаза меняется местами еще раз. Функция этого соединения связана с рефлексами зрачков.

Из латерального коленчатого тела нер­вы веером расходятся на обе стороны вокруг височной части головного мозга, образуя зрительную лучистость. Затем они слегка поворачиваются и собираются вместе, чтобы пройти через главный «коммутатор»—внутреннюю капсулу, где концентрируется вся двигательная и сенсорная информация, снабжающая тело. Отсюда нервы проходят в заднюю часть головного мозга к зрительной зоне коры головного мозга.

Уши

Ухо не только обеспечивает нам чувство слуха, но и чувство равновесия. Ухо — сложный орган; оно делится на три час­ти: наружное ухо, которое улавливает звук как радар; среднее ухо, в котором комплект косточек, похожий на меха­низм, усиливает полученный звук; и внутреннее ухо, которое превращает звуковые колебания в электрические им­пульсы и определяет, в каком положении находится голова.

Импульсы передаются в головной мозг парой нервов, которые находятся рядом друг с другом: вестибулярный нерв для равновесия и улитковый нерв для звука. Наружное и среднее ухо отвечают глав­ным образом за слух; структуры внут­реннего уха, которые интерпретируют положение головы и звуки, являются разными структурами, хотя и находятся в одном органе.

Слух

То, что человек слышит—это звуковые волны, возникающие при колебании молекул воздуха. Длина и сила этих волн определяет громкость звука; громкость измеряется децибелами (dВ). Число коле­баний, или циклов, в секунду составляет частоту: чем больше колебаний, тем вы­ше звук. Частота звука выражается чис­лом циклов в секунду, или в герцах (Нz).

У молодых людей амплитуда слышимой частоты от 20 до 20 ООО Нz в секунду, хотя ухо наиболее чувствительно к звукам в средней частоте от 500 до 4000 Нг. С воз­растом или в случае длительного пребыва­ния в шумной обстановке слух человека становится менее чувствительным к высо­ким частотам. Для измерения степени поте­ри слуха нормальные уровни слуха опре­деляются международным стандартом. Уровень слуха человека—это разница в децибелах между самым слабым чистым звуком, услышанным человеком, и стан­дартной нотой, воспроизведенной специ­альной машиной—аудиометром.

Ухо действует как приемник (наружное ухо), усилитель (среднее ухо) и передат­чик (внутреннее ухо). Приемник представляет собой «мясис­тую» часть уха, называемую ушной ра­ковиной (наружное ухо). В центре рако­вины есть костный канал, ведущий к ба­рабанной перепонке. Стенки канала выделяют воскообразное вещество, пре­дохраняющее кожу от высыхания и ше­лушения.

Усилитель представляет собой систему, состоящую из трех косточек, называе­мых слуховыми. Первая из них—моло­точек, прикрепленная к барабанной перепонке; вторая — стремечко, действитель­но похожая на стремя косточка, прикрепленная к внутреннему уху; и на­ковальня— маленькая косточка, соеди­няющая две первых. Это передающее устройство усиливает движение барабан­ной перепонки в 20 раз.

Из среднего уха узенькая трубочка — евстахиева труба — выходит к миндалинам, что помогает уравновесить давление воздуха с обеих сторон барабанной пере­понки. Щелканье в ушах, когда человек быстро опускается в лифте, вызвано мелкими движениями барабанной перепонки из-за изменений давления воздуха в сред­нем ухе.

Передающая часть уха очень сложна. Механизмы слуха и равновесия образуют общую камеру, наполненную жид­костью, называемой эндолимфой, волны давления передаются через эту жидкость из среднего уха к стремечку.

Механизм слуха расположен в одном конце этой камеры и имеет форму завит­ка, похожего на раковину улитки. Он и называется улиткой; по всей его длине идет тонкая базилярная мембрана, от ко­торой отходят тысячи нервных волокон к улитковому нерву. Изменения в высоте или громкости звуков улавливаются кро­шечными волосками на базилярной мем­бране, как волны от изменения давления, которые передает вверх и вниз по всей длине улитки эндолимфа. Улитковый (кохлеарный) нерв соединяется со спе­циализированным участком мозга, назы­ваемым слуховым центром.

Способ превращения волн в электри­ческие импульсы и их интерпретирова­ние в головном мозге еще не до конца изучены. Современная наука считает, что клетки улитки измеряют волны давления в эндолимфе и превращают их в электри­ческие импульсы. Не ясно также, как ухо различает громкость и высоту звуков.

Равновесие

В качестве органа равновесия ухо несет ответственность за постоянное регулиро­вание положения и движений головы. И если точное положение головы отрегу­лировано правильно, тело приспосабливается к нему, сохраняя равновесие.

Тонкие и высокочувствительные орга­ны равновесия расположены в самой глу­бине уха, в той части, которая называет­ся внутренним ухом и хорошо защищена костями черепа. Здесь находится лаби­ринт трубочек, заполненных жидкостью до разной высоты и под разными углами. Из всех этих трубочек те, что прямо участвуют в контроле за равновесием, называются эллиптическим мешочком (маточкой), сферическим мешочком и костными полукружевными каналами. Эллиптический мешочек и сфериче­ский мешочек заняты в процессе опреде­ления положения головы. Каждая из двух этих полостей содержит мягкую прокладку из клеток, покрытую желеоб­разным веществом с вкрапленными в не­го гранулами мела.

Когда тело находится в вертикальном положении, сила тяжести заставляет эти гранулы нажимать на чувствительные волоски в желе. Волоски посылают в го­ловной мозг сигналы, которые говорят «вертикально».

Когда голова наклоняется вперед, на­зад и вбок, гранулы мела толкают воло­ски, сгибая их по-другому. Это иницииру­ет новые импульсы в головной мозг, ко­торый в случае необходимости может выслать команды мышцам для приведения в соответствие положения тела.

Эллиптический мешочек бывает задей­ствован также, когда тело начинает дви­гаться вперед или назад. Если, например, ребенок бросается бежать, гранулы мела отклоняются назад на волоски, как если бы ребенок падал назад. Как только го­ловной мозг получает эту информацию, он посылает сигналы мышцам, которые заставляют тело наклоняться вперед, вос­станавливая равновесие. Все эти реакции происходят в другом направлении, если ребенок, сидя на стуле, отклоняется назад.

Начало движения и его окончание

Как раз над эллиптическим мешочком в ухе находятся три наполненных жид­костью полукружных канала. У основания каждого канала имеется овальная масса студенистого вещества. В этой массе за­ключены окончания чувствительных во­лосков, которые сгибаются от движения жидкости в каналах при движении головы.

Полукружные каналы подхватывают информацию о том, когда голова начинает и заканчивает движение, что особенно важ­но в момент быстрых, сложных движений.

Когда голова начинает двигаться в ка­ком-либо направлении, жидкость в кана­лах, сохраняя по инерции состояние по­коя, колеблет чувствительные волоски. Волоски посылают импульс в мозг, кото­рый может отреагировать действием. Но когда голова перестает двигаться, особен­но когда она перестает вращаться туда-сюда, жидкость по инерции продолжает двигаться внутри полукружных каналов в течение минуты и более, вызывая у че­ловека чувство головокружения.

Контролирующий центр

Часть головного мозга, наиболее ответст­венная за направление движения мышц для поддержания равновесия тела, назы­вается мозжечком. Глаза тоже играют значительную роль в сохранении равно­весия, так как они поставляют важную информацию о положении тела в отноше­нии окружающего мира. Глаза имеют также важную связь с полукружными каналами. Когда человек начинает дви­гаться, например, влево, движение жид­кости в полукружных каналах заставля­ет глаза двигаться вправо. Но затем меха­низм поддержания равновесия заставляет их сдвинуться влево, чтобы их положе­ние совпало с положением головы.

Такое движение глаз отчасти объясня­ет, почему у людей появляется чувство тошноты, если они пытаются читать в движущемся транспорте, например, в машине или в автобусе. Чтение оказы­вается противоположным действием есте­ственному движению глаз, что и провоци­рует приступы тошноты и рвоту—при­знаки морской болезни.

Как научиться сохранять равновесие

Это длительный процесс, которому посвя­щаются почти два первых года жизни ре­бенка, и еще один год уходит на то, чтобы научиться стоять на одной ноге. Прежде чем абсолютная способность сохранять равновесие будет достигнута, и головной мозг, и мышцы должны стать достаточно развитыми, чтобы обеспечить необходи­мую силу и координацию движений.