گوش بیرونی

گوش خارجی از دو جزء اصلی تشکیل شده است: پینا و مجرای گوش. پینا، قابل رویت ترین قسمت گوش، به صورت جانبی از کنار سر امتداد می یابد. از غضروف و پوست تشکیل شده است. مجرای گوش مجرای بلند و باریکی است که به پرده گوش منتهی می شود. ورودی این مجرا را مجرای شنوایی خارجی می نامند. قسمت عمیق کاسه مانند پینا که در مجاورت گوش خارجی گوش قرار دارد به عنوان کونکا شناخته می شود. 

در قسمت داخلی گوش خارجی، مجرای گوش قرار دارد. دو سوم خارجی مجرای گوش غضروفی هست و یک سوم داخلی از استخوان (بخش استخوانی) تشکیل شده است. یک اپیتلیوم (پوست) که روی قسمت‌های غضروفی و استخوانی کانال گوش را می‌پوشاند، با غشای تمپان یا پرده گوش مجاور است. یعنی خارجی­ترین قسمت غشای تمپان لایه ای از اپیتلیوم است که بخشی از پوست پوشاننده کانال گوش است.

گوش خارجی عملکردهای مختلفی را انجام می دهد. اول، کانال طولانی (2.5 سانتی متر) و باریک (5 تا 7 میلی متر) گوش میانی و داخلی ظریف را نسبتاً غیر قابل دسترس برای اجسام خارجی می کند. علاوه بر این، یک سوم بیرونی کانال که از پوست و غضروف تشکیل شده است با غدد و موها پوشانده شده است. این غدد که به غدد سرومینوس معروف هستند، ماده ای ترشح می کنند که مزاحمان احتمالی مانند حشرات را دور میدارند. بنابراین هم مسیر طولانی، باریک و پرپیچ و خم کانال و هم ترشحات این غدد برای محافظت از قسمت های باقی مانده از سیستم شنوایی محیطی عمل می کنند. دوم، حفره‌های مختلف پر از هوا که گوش خارجی را تشکیل می‌دهند، که دو حفره برجسته‌ترین آنها کونکا و مجرای گوش هستند، فرکانس طبیعی یا رزونانسی دارند که بهترین پاسخ را به آن می‌دهند. این در مورد تمام حفره های پر از هوا صادق است. برای یک بزرگسال، فرکانس تشدید کانال گوش تقریباً 2500 هرتز است، در حالی که فرکانس رزونانس کونکا تقریباً 5000 هرتز است. رزونانس هر یک از این حفره ها به گونه ای است که هر سازه فشار صوت را در فرکانس تشدید خود تقریباً 10 تا 12 دسی بل افزایش می دهد. 

پاسخ گوش خارجی با تغییر ارتفاع منبع صدا تغییر می کند. این نتیجه از زاویه برخورد موج صوتی به حفره های مختلف گوش خارجی است. نتیجه این است که یک کد برای ارتفاع صدا توسط گوش خارجی ارائه می شود. این کد طیف دامنه صدا است، به خصوص بالای 3000 هرتز که به پرده گوش برخورد می کند. بنابراین، گوش بیرونی نقش مهمی در درک ارتفاع منبع صدا دارد.

در نهایت، گوش خارجی به جنبه دیگری از جهت یابی منبع صدا کمک می کند. جهت گیری پینه ها به گونه ای است که پینه ها صدا را از منابعی که در جلوی شنونده قرار می گیرند بسیار کارآمدتر از منابع پشت شنونده جمع آوری می کنند. تضعیف امواج صوتی که از پشت شنونده سرچشمه می گیرند به محلی سازی جلو و عقب صدا کمک می کند. این به ویژه برای صداهای با فرکانس بالا (یعنی صداهایی با طول موج کوتاه) صادق است.

به طور خلاصه، گوش خارجی چهار عملکرد اصلی را انجام می دهد. اول، گوش های میانی و داخلی را از اجسام خارجی محافظت می کند. دوم، صداهای با فرکانس بالا را تقویت می کند. سوم، سرنخ اولیه را برای تعیین ارتفاع منبع صدا فراهم می کند. چهارم، به تشخیص صداهایی که از جلوی شنونده از صداهایی که از پشت شنونده برمی‌خیزند کمک می‌کند.

گوش میانی


غشای تمپان (پرده گوش) مرز آناتومیک بین گوش خارجی و میانی را تشکیل می دهد. غشای تمپان خود یک ساختار چند لایه است. تقریباً 85 درصد از سطح غشای تمپان از سه نوع لایه تشکیل شده است: یک لایه اپیتلیال خارجی، یک لایه غشای مخاطی داخلی که با پوشش حفره گوش میانی به هم پیوسته است، و یک لایه فیبری که در بین این دو لایه قرار گرفته است. لایه فیبری در واقع شامل دو مجموعه الیاف است: یکی که مانند یک سری دایره های متحدالمرکز جهت گیری شده است و دیگری که به صورت شعاعی جهت گیری شده است (مانند پره های چرخ دوچرخه). این لایه های فیبری به غشای تمپان استحکام قابل توجهی می دهند و در عین حال خاصیت ارتجاعی خود را حفظ می کنند. برای بخش کوچکی از غشای تمپان، ناحیه‌ای در قسمت قدامی فوقانی که تقریباً 15 درصد از کل سطح پرده گوش را نشان می‌دهد، دو مجموعه فیبر بین لایه‌های اپیتلیال و غشایی پرده گوش وجود ندارد. این قسمت از پرده گوش به نام پارس فلکسیدا شناخته می شود. بخشی از پرده تمپان که شامل هر سه نوع لایه است و اکثریت (85٪) پرده گوش را تشکیل می دهد پارس تنسا است. همانطور که قبلا ذکر شد، میانی ترین لایه پرده گوش یک لایه غشایی است که با پوشش غشایی حفره گوش میانی به هم پیوسته است. گوش میانی شامل یک حفره کوچک (2 سانتی متر مکعب) پر از هوا است که با یک غشای مخاطی پوشانده شده است. این پیوند بین گوش خارجی پر از هوا و گوش داخلی پر از مایع را تشکیل می دهد. این پیوند به صورت مکانیکی از طریق سه استخوان کوچک (استخوانچه ها) انجام می شود. خارجی ترین استخوانچه، چکشی است. چکشی با پرده گوش یا پرده تمپان در تماس است. در انتهای دیگر پیوند گوش خارجی-گوش داخلی، کوچکترین و داخلی ترین استخوانچه، رکابی قرار دارد. قاعده پهن رکابی، در یک پوشش غشایی از گوش داخلی پر از مایع قرار دارد که به آن پنجره بیضی می‌گویند. استخوانچه میانی که بین استخوان رکابی و چکشی قرار گرفته است، سندانی است. استخوانچه ها به طور شل در داخل گوش میانی توسط رباط هایی که به عنوان رباط های محوری شناخته می شوند، آویزان می شوند و از دیواره های قدامی و خلفی حفره امتداد می یابند. اتصالات دیگری بین دیواره های اطراف حفره گوش میانی و استخوانچه ها وجود دارد. دو اتصال توسط ماهیچه‌های کوچک گوش میانی ایجاد می‌شود که به عنوان تنسور تیمپانی و استاپدیوس شناخته می‌شوند. تنسور تمپانی از دیواره قدامی (جلو) حفره سرچشمه می گیرد و به ناحیه ای از چکشی به نام گردن می چسبد، در حالی که رکابی از دیواره خلفی (پشتی) حفره تمپان منشا می گیرد و در نزدیکی گردن رکابی قرار می گیرد.

اشاره کردیم که حفره گوش میانی پر از هوا است. هوای پرکننده حفره از طریق لوله ای تامین می شود که گوش میانی را به قسمت بالایی گلو یا نازوفارنکس متصل می کند. این لوله که به نام شیپور شنوایی یا شیپور استاش شناخته می شود، دارای یک دهانه در امتداد پایین دیواره قدامی حفره گوش میانی است. این لوله معمولاً بسته است اما می توان به راحتی با خمیازه کشیدن یا بلعیدن آن باز شد. در بزرگسالان، شیپور استاش جهت گیری کمی به سمت پایین به خود می گیرد. این امر تخلیه مایعات را از حفره گوش میانی به داخل نازوفارنکس تسهیل می کند. بنابراین، شیپور استاش دو هدف اصلی را انجام می دهد. ابتدا هوا را به حفره گوش میانی می رساند و در نتیجه فشار هوا را در دو طرف پرده گوش یکسان می کند. این برای لرزش کارآمد پرده گوش مطلوب است. دوم، شیپور استاش اجازه می دهد تا مایعاتی که در گوش میانی جمع می شوند به داخل نازوفارنکس تخلیه شوند. 

هدف از پیوند دقیق بین گوش خارجی پر از هوا و گوش داخلی پر از مایع که توسط سه استخوانچه تشکیل شده است چیست؟ اگر امواج صوتی که در هوا حمل می شوند مستقیماً به گوش داخلی پر از مایع برخورد می کردند، انرژی صوتی به میزان قابل توجهی از دست می رفت. گوش میانی این از دست دادن انرژی صوتی را هنگام رفتن از هوا به یک محیط سیال از طریق دو مکانیسم اولیه جبران می کند. اولین مورد، نسبت مساحت (نسبت مساحت) غشای تمپان به رکاب، بیشترین بخش جبران را به خود اختصاص می دهد. اگر نیرویی که به پرده گوش وارد می شود با نیرویی است که به صفحه پای رکابی وارد می شود، فشار روی پرده کوچکتر باید بیشتر از پرده گوش بزرگتر باشد. به عنوان یک قیاس، عبور آب از طریق شیلنگ را در نظر بگیرید. اگر مساحت دهانه انتهای شیلنگ با شیری که به آن وصل شده است یکسان باشد، آب با همان فشار آب از شیلنگ خارج می شود. اگر نازلی به انتهای شیلنگ متصل شود و به گونه ای تنظیم شود که اندازه دهانه آن انتهای شلنگ کاهش یابد، فشار آب در آن انتهای شلنگ متناسب با میزان انقباض ایجاد شده توسط نازل افزایش می یابد. . هرچه دهانه کوچکتر باشد، فشار آب در نازل بیشتر می شود. قیاس دیگری که افزایش فشار مرتبط با نسبت های سطحی را توضیح می دهد، توضیحی است که توضیح می دهد که چرا میخ های نجاری دارای سر پهن و نقطه تیز و باریک هستند.

مکانیسم اصلی دیگری که ممکن است به جبران عدم تطابق امپدانس موجود کمک کند، مربوط به سیستم اهرمی پیچیده ای است که فرض می شود در داخل استخوانچه ها وجود دارد. اهرم از اختلاف طول بین چکشی و بخشی از سندانی ایجاد می شود. این ضریب اهرمی تنها تقریباً 2 دسی بل از تلفات ناشی از عدم تطابق امپدانس را بازیابی می کند. علاوه بر این، مفروضات زیربنایی عملکرد این مکانیسم اهرمی به طور محکم ثابت نشده است. بنابراین، سیستم گوش میانی بخش زیادی از اتلاف انرژی صوتی را که در صورت برخورد امواج صوتی موجود در هوا به طور مستقیم به گوش داخلی مملو از مایع حاصل می‌شود، جبران می‌کند. گوش میانی تقریباً 25 تا 27 دسی بل از عدم تطابق امپدانس تخمینی 30 دسی بل را جبران می کند.

یکی دیگر از عملکردهای کمتر آشکار گوش میانی، پیوند گوش خارجی و گوش داخلی است که توسط استخوانچه ها تشکیل شده است. به دلیل وجود این پیوند مکانیکی، مسیر ترجیحی برای ارتعاشات صوتی که به پرده گوش برخورد می کند، در امتداد زنجیره تشکیل شده توسط سه استخوانچه خواهد بود. بنابراین انرژی صوتی مستقیماً به پنجره بیضی شکل هدایت می شود. یکی دیگر از پنجره های غشایی گوش داخلی نیز در امتداد دیواره داخلی حفره گوش میانی قرار دارد. این ساختار به عنوان پنجره گرد شناخته می شود. برای اینکه گوش داخلی به طور مناسب توسط ارتعاشات امواج صوتی تحریک شود، پنجره بیضی شکل و پنجره گرد نباید به طور همزمان در یک جهت جابجا شوند. با این حال، اگر موج صوتی مستقیماً به دیواره داخلی حفره گوش میانی که در آن پنجره بیضی شکل و پنجره گرد قرار دارد، برخورد کند، این وضعیت اغلب ایجاد می‌شود. بنابراین، هدایت ارتعاشات پرده گوش به طور مستقیم به پنجره بیضی شکل از طریق استخوانچه ها، تحریک مناسب گوش داخلی را تضمین می کند. در نهایت، قبلاً اشاره کردیم که دو عضله کوچک در گوش میانی با زنجیره استخوانچه ای تماس دارند. این ماهیچه ها را می توان در شرایط مختلف منقبض کرد. برخی از افراد می توانند این عضلات را به طور داوطلبانه منقبض کنند. با این حال، برای اکثر افراد، انقباض یک رفلکس غیرارادی است که یا از محرک‌های صوتی بلند یا از محرک‌های غیر صوتی ناشی می‌شود. همراه با حرکات ارادی عضلانی دهان، مانند جویدن، بلعیدن یا خمیازه کشیدن. برای فعال‌سازی صوتی، سطح صدا معمولاً باید از 85 دسی‌بل SPL تجاوز کند تا انقباض بازتابی عضلات گوش میانی ایجاد شود.


گوش داخلی


گوش داخلی ساختار پیچیده ای است که در اعماق بخش بسیار متراکم جمجمه به نام بخش پتروس استخوان تمپورال قرار دارد. به دلیل پیچیدگی این سازه، اغلب از آن به عنوان لابیرنت یاد می شود. گوش داخلی از یک پوشش بیرونی استخوانی، لابیرنت استخوانی تشکیل شده است. درون این ساختار استخوانی لابیرنت غشایی قرار دارد. لابیرنت استخوانی، همانطور که در شکل نشان داده شده است، می تواند به سه بخش عمده تقسیم شود: کانال های نیم دایره ای (بالایی، جانبی و خلفی)، دهلیز و حلزون گوش. دو بخش اول اندام های حسی برای سیستم دهلیزی را در خود جای می دهند. سیستم دهلیزی به حفظ تعادل و وضعیت بدن کمک می کند. با این حال، تمرکز در اینجا بر روی بخش باقی مانده، حلزون گوش (کوکلئا) است. حلزون گوش دارای اندام حسی برای شنوایی است. حلزون گوش در انسان تقریباً 23/4 چرخش دارد. بزرگترین چرخش را چرخش پایه و کوچکترین چرخش در بالای حلزون را چرخش آپیکال می نامند. دو علامت آناتومیک اضافی گوش داخلی که در شکل نشان داده شده اند، پنجره بیضی شکل و پنجره گرد هستند. به یاد بیاورید که صفحه رکابی، داخلی ترین استخوان از سه استخوانچه در گوش میانی، به پنجره بیضی شکل متصل است. 

دو عملکرد اصلی بخش شنوایی گوش داخلی را می توان به صورت زیر خلاصه کرد. ابتدا، گوش داخلی تجزیه و تحلیل فرکانس را بر روی صداهای دریافتی انجام می دهد به طوری که فرکانس های مختلف مناطق مختلف گوش داخلی را تحریک می کنند. دوم، ارتعاش مکانیکی توسط سلول های مویی تقویت شده و به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. سلول های مویی اغلب به عنوان مبدل های مکانیکی الکتریکی شناخته می شوند. یعنی انرژی مکانیکی (ارتعاش) را به انرژی الکتریکی (پتانسیل های گیرنده) تبدیل می کنند.