耳の解剖学と生理学

  外耳 外耳は.目に見える耳の部分(耳介)と.鼓膜につながる外耳道から構成されています。 人間の耳介は主に軟骨と皮膚で構成されています。 そのため.非常に柔らかいのが特徴です。 耳介の中央の深い部分は耳介腔と呼ばれ.外耳道の開口部につながっている。  外耳は.音の大部分が伝達されるチャンネルであるが.音を感知する機能はない。 人間の場合.外耳は音を方向づけ.ある程度強調するだけなので.音が聞こえてくる方向に合わせて.良いポジションをとる必要があります。  ほとんどの動物は外耳に筋肉があるので.普段から耳を立てている方が理にかなっているのです。 人間の外耳にもこのような筋肉があるが.実際には耳を支えることはできない。  外耳は共振により.約1.5kHz~7kHzの周波数帯域で10~15dBほど音を強め.または増幅させます。 外耳道の周波数は約2.5kHz.耳介の共振周波数は5kHzに近い。 中耳 解剖学的に中耳はより複雑で.外耳道の端にある鼓膜から始まっている。 鼓膜は内耳に向かって円錐形に半透明で.中耳腔または鼓膜腔と外耳道を隔てている。 鼓膜は2層の繊維からなり.1層は鼓膜の中心から外側に放射状に伸び.その外側は円形の繊維で構成されています。 中耳腔の主要部分は鼓膜と骨の壁(骨岬)の間にあり.空気で満たされており.耳管を介して咽頭と連絡している。  中耳には.ハンマー骨.アンビル骨.あぶみ骨という3つの小さな聴骨があり.これらを総称して聴覚チェーンとも呼ばれ.鼓膜と内耳を結び.音によって鼓膜に生じた振動を内耳に伝えている。  中耳の筋肉 中耳には.鼓膜張筋と脚柱筋という2つの小さな筋肉があります。 鼓膜は有鉤骨に付着している)。 胸骨筋は鼓膜腔の壁に付着しています。 この小さな筋肉には.次の2つの働きがあります。 中耳の筋肉は.聴覚連鎖のサスペンションシステムの重要な部分である。  があります。 また.中耳の筋肉が収縮することで.聴覚連鎖による音圧の伝達が抑えられ.大きな音にさらされにくくなるという保護機能もある。 鼓膜腔と咽頭腔をつなぐ耳管は.咳をしたり飲み込んだりするときに開口される。 鼓膜腔内の圧力を調整し.鼓膜腔内の圧力と外部の大気圧のバランスを保つ役割を担っています。  中耳の役割 聴覚連鎖と鼓膜(60mm2)と卵円窓(3mm2)の大きさの違いにより.外耳道内の空気の圧力を高め.その圧力で密度の高い内耳液を駆動させることができる。 ゲインは約30dBブーストされます。  内耳 内耳(迷路)は.耳の中で最も複雑な部分です。 中耳のすぐ後ろにあり.岩のような骨でできた空洞で.体液で満たされている。 岩のような骨は.身を守る役割を果たしている。 内耳は.振動する音波を神経のインパルスに変換する.とても重要な役割を担っています。  解剖学的に見ると.内耳は前庭.三半規管.蝸牛の3つの主要部分から構成されている。 その外壁には2つの窓があり.1つは楕円形の窓と呼ばれアブミ骨に接続されており.もう1つは円形の窓と呼ばれています。 前庭は.三半規管と蝸牛に繋がっています。 三半規管は音の理解に関与し.平衡器官の重要な部分でもある。  蝸牛は.直径がだんだん小さくなっていく管で.螺旋状に回転しながら.カタツムリの殻のようなところまで進んでいきます。 人間の場合.蝸牛は2回転半している。  蝸牛は脳底膜とライスナー膜によって.前庭段.中庭段.鼓膜段の3つに分かれています。 前庭段と鼓膜段は外リンパ液を含み.中段は内リンパ液を含む。  皮質装置は.中段の基底膜の表面にあり.基底膜と平行に走るキャップ膜がその上にある。  オルガネラの内側には有毛細胞があり.反対側には3層の外毛細胞があり.その繊毛は蓋膜に接している。 有毛細胞と神経線維は.支持細胞によって所定の位置に保持されている。 舌骨運動によって脳底膜が刺激されると.進行波動が発生する。 脳底膜と瞼膜の異なる動きにより.有毛細胞の繊毛がせん断応力で動き.神経線維が刺激される。  ここでは.人間の耳がどのように音を認識するのかについて.詳しく見ていく。 耳に伝わる気圧の変化により鼓膜が振動し.鼓膜とつながっているハンマー骨の柄も振動し.その振動をアンビルやアブミ骨に伝え.その柄は卵円窓とつながっていて.迷路の中の液体(リンパ液)に振動が伝わる。 流体は圧縮できず.円窓は柔軟であるため.楕円窓を押し進めると円窓が反対方向に移動し.その結果.脳底膜が移動し.有毛細胞の繊毛がせん断応力運動を起こして神経線維を刺激するのです。  音感 脳底膜の上部は低周波を.下部は高周波を知覚する。 異なる有毛細胞が刺激されることで.異なる周波数を知覚する。  基底膜は複雑な構造をしているため.すべての振動が基底膜の全体に届くわけではありません。 実際.進行波は窓から蝸牛の上まで膜に沿って伝わっており.池の水面を伝わる波と似ている。 振幅は徐々に大きくなり.最大になった後.急激に小さくなる。 音の周波数によって.最大に発生する場所が異なります。  音の大きさの知覚 音の大きさの知覚は.刺激された有毛細胞の数に関連していると思われる。  音が耳の底膜に届くとすぐに反応し.やがて脳に伝わることが分かっています。 その結果.人間の耳は.人の話し声のような急激でごく短い時間だけ持続する音を正確に聞き分けることができるようになったのです。