Во все уши. Про многозадачный орган, благодаря которому мы слышим, сохраняем рассудок и держим равновесие

Примерно 195 миллионов лет назад появилось одно из первых млекопитающих – хадрокодиум. Правда, похожее на мышь существо было крошечным, едва ли больше канцелярской скрепки. И все же оно обладало двумя особенностями, делающими его вехой эволюции. Во-первых, его слуховые косточки были практически полностью отделены от челюсти и относились таким образом исключительно к уху – у рептилий еще сохранялась связь с механизмом кусания. Во-вторых, его мозг, по сравнению с остальной частью тела, был на 50 % больше, чем у любого существовавшего прежде животного. Повлияло ли увеличение размера мозга на исчезновение соединения между слуховыми косточками и челюстью – вопрос спорный. Возможно, мозг тоже вырос просто потому, что первые млекопитающие могли лучше слышать, поэтому им приходилось обрабатывать больше информации. В любом случае факт заключается в том, что существует связь между размером мозга и обособлением среднего уха.

Маленький зверек, предположительно, был ночным, потому что днем по земле бродили динозавры. Если вам когда-либо доводилось с восхищением разглядывать скелет динозавра в музее или же вы смотрели фильм «Парк юрского периода», будет понятно, что по сравнению с нами динозавры были огромными. А теперь попробуйте представить их с точки зрения двухсантиметрового хадрокодиума! Очевидно, что мелкие млекопитающие стремились избегать

Утилизация в эволюции

Эволюция – это не прямолинейное развитие. Зачастую части тела на протяжении многих поколений по причине изменившихся условий жизни утрачивают свое значение и исчезают. Некоторые – полностью, другие впоследствии становятся еще более полезными в совершенно иной функции. Так, все слуховые косточки в наших ушах первоначально были частями нижнечелюстных суставов рыб и рептилий, а жаберная крышка древних рыб развилась в барабанную перепонку. Следовательно, своим хорошим слухом мы обязаны эволюционной утилизации!

неожиданных встреч с гигантской стопой огромной ящерицы. Следовательно, в течение дня они, скорее всего, оставались в подземных укрытиях. По ночам большинство динозавров спали – это было самое безопасное время для вылазок. Чтобы ориентироваться в темноте и распознавать опасности, способность хорошо слышать была необходима. Она в полной мере реализовывалась посредством трех слуховых косточек. У людей и всех остальных млекопитающих они сформировались как на основе челюстного сустава рыб (стремечко), так и от челюстных костей рептилий (молоточек и наковальня).

Замечательно просматривается

Великий день настал: сегодня я узнаю свой диагноз. После того как мне в оба уха ввели контрастное вещество, пришлось ждать 24 часа. Так долго, потому что препарату требовалось время, чтобы переместиться из среднего уха во внутреннее. Затем меня поместили в аппарат МРТ, чтобы посмотреть, где распределилось контрастное вещество. Это было вчера. Сегодня лечащий врач сообщит мне результат.

В палате я один. Я плохо спал и все утро был ужасно напряжен. От диагноза очень многое зависит, и не только в профессиональном плане. Если это действительно окажется болезнь Меньера, придется смириться с тем, что в любой момент меня может свалить с ног мощный приступ головокружения. Неважно где: в очереди в супермаркете, в кино, в ресторане или на лестнице в подвале. Валяться под ногами у абсолютно незнакомых людей, без сомнения, неприятно, но помимо этого, падение может оказаться действительно опасным.

Наконец ближе к обеду раздается стук в дверь, и в палату заходит молодой врач. Тот самый, который собирался прооперировать меня сразу после поступления.

– Ну что же, господин Зюндер, как у нас обстоят дела сегодня?

– Это я скоро узнаю, если вы скажете мне, что показало исследование.

– Да, конечно. У вас ведь больше нет головокружения?

Я качаю головой и с надеждой гляжу на него. С длинным «Итаааааааак» он неловко вытаскивает из папки большой лист глянцевой бумаги и протягивает его мне. На нем изображены темные квадраты, на которых переплетаются друг с другом странные серые разводы.

– Здесь вы видите магнитно-резонансную томографию правой пирамиды височной кости, – он показывает пальцем на небольшие светлые пятна в одном из квадратов. – Вот ваша улитка и правые полукружные каналы. Светлые участки образовало контрастное вещество. Оно в основном диффундировало в перилимфатическое пространство, которое здесь представлено светлым.

Я абсолютно ничего не понимаю, но все равно киваю – слишком нервничаю, чтобы задавать умные вопросы. Доктор указывает на другой квадрат.

– Вот ваша левая пирамида височной кости. Здесь замечательно просматривается гидропс. Избыток эндолимфы вытеснил сюда перилимфу, поэтому светлые участки меньше, и мы видим черные пятна. Как на фотонегативе, если вы понимаете, о чем я.

Я не понимаю, при чем тут фотонегатив, но меня это совершенно не волнует. Он правда сказал, что здесь «замечательно просматривается гидропс»? Неужели у меня действительно этот эндолимфатический гидропс, которого я так сильно боюсь? И что, скажите на милость, в этом замечательного? Когда он собирается продолжить монолог, я поднимаю руку и произношу:

– Подождите. Значит ли это, что у меня болезнь Меньера?

Он кивает:

– Верно. Все, как я изначально предполагал.

Он предполагал. Я этого боялся. Новость настигает меня, словно удар в живот. Доктор продолжает разбрасываться научными терминами. Я не могу угнаться за ним. Когда он делает паузу, я спрашиваю:

– А что это значит для меня?

– Вы рассматривали возможность операции, о которой мы говорили?

– Ну мы не то чтобы много о ней говорили. Но я думал об этом и решил, что об операции не может быть и речи.

Он пожимает плечами:

– Что ж, это ваше решение.

Врач не делает никаких попыток выяснить, почему мной принято такое решение, и я продолжаю:

– Это всего лишь мой четвертый приступ. Я хотел бы подождать. Как диджей, я постоянно подвергаюсь воздействию шума, работаю по ночам в стрессовой обстановке. Возможно, атаки прекратятся, если я поменяю профессию.

– Этого вам никто не может гарантировать.

– Конечно, нет. Но никто также не может гарантировать, что после операции у меня сохранится способность слышать.

– Признаю, вероятность потерять слух есть, хотя такое бывает редко. Само собой разумеется, о наличии такого риска вам сообщат до оперативного вмешательства.

Ему больше нечего сказать. Он кладет снимки обратно в папку, зажимает ее подмышкой и засовывает руки в карманы белого халата.

– И что же мне делать дальше? – интересуюсь я.

– Поскольку у вас больше нет головокружения, сегодня после обеда можете отправляться домой. Если хотите, мы отправим результаты обследования вашему отоларингологу. В случае нового приступа головокружения или если передумаете насчет операции, вы, конечно, можете вернуться к нам.

С этими словами он протягивает мне правую руку. Это недвусмысленный сигнал: вот и все! Раз я не желаю делать операцию, здесь дальнейшего лечения для меня не будет. Я нерешительно пожимаю руку.

– Всего хорошего, господин Зюндер. Я подготовлю выписку. Пожалуйста, обратитесь за ней на ресепшен.

Он прощается, закрывает за собой дверь и оставляет меня наедине со своей судьбой. Словно оглушенный наркозом, я лежу в постели. Грозовое облако экзистенциальных страхов вдавливает меня в подушки. Из всех мрачных мыслей в моей голове одна внезапно поражает подобно яркой вспышке молнии: что делать с более чем 30 выступлениями в грядущем сезоне, с контрактами, которые я уже подписал? Не могу же я все их отменить! За каждое я получил аванс в размере 650 евро. Десятки женихов и невест со всей Германии надеются, что на их свадьбе я буду отвечать за хорошее настроение. Не хотелось бы их разочаровывать. Кроме того, я не сумею вернуть почти 20 тысяч евро аванса, не зарабатывая денег. Текущие расходы у меня как у самозанятого составляют более двух тысяч евро в месяц. Откуда мне их взять? Смогу ли я каким-то образом вернуться на сцену, несмотря на болезнь? Я достаю смартфон. Мой палец зависает над номером жены. Но что я ей скажу? Я понятия не имею, что будет со мной дальше и что именно означает этот диагноз. Андреас, определенно, сможет объяснить мне все более подробно, поэтому сначала я звоню ему.

В самом герце звуков: о высоких и низких

Прежде чем продолжить путешествие вглубь тела и погрузиться во внутреннее ухо, будет полезно совершить короткую экскурсию в царство звуков. Мы узнали, что звуковые волны распространяются вокруг источника, принимая форму луковицы. Чем короче звук, тем меньше слоев у звуковой волны, вплоть до одного-единственного, возникающего при резком хлопке. Однако количество слоев зависит не только от длительности звука, но и от его высоты. Чем выше звук, тем теснее располагаются слои друг к другу. При высоком звуке за один промежуток времени формируется больше слоев, чем при более низком. Почему так происходит, станет ясно из небольшого эксперимента.

Возьмем пластмассовую линейку, складной метр или пластиковую ложку – короче говоря, любой длинный и гибкий предмет, который найдется под рукой. Положим один конец, примерно с ширину ладони руки, на край стола и крепко прижмем его там. Длинный конец теперь выдается в пространство над краем стола. Свободной рукой отогните его вниз и отпустите, позволяя ему быстро распрямиться. Раздастся звук. В зависимости от материала, это будет, скорее всего, гудение или жужжание. Подождите, пока звук не исчезнет. Теперь повторите действия, но пока линейка будет вибрировать, медленно сдвигайте ее к центру столешницы лежащей на ней рукой. Вы заметите, что чем ближе к центру стола перемещаете линейку, тем выше становится звук.

Наблюдая движение линейки при ее колебании, мы сразу можем понять, что здесь происходит. Свободный конец, изначально выдвинутый на большую длину, был вынужден преодолевать довольно большое расстояние, чтобы раскачиваться от крайнего нижнего положения до крайнего верхнего. В точке наибольшего отклонения, то есть непосредственно перед выпрямлением, возникает кольцо звуковой луковицы. Здесь сгущение молекул воздуха максимально. Оболочки луковиц, таким образом, представляют собой зоны сгущения.

Чем дальше линейка перемещается к середине стола, тем короче свободный конец и тем меньше ему остается пространства для движения. Теперь происходят две вещи: размах колебаний линейки становится все уже, а движение при этом ускоряется. В результате зоны сгущения молекул на звуковой луковице располагаются все теснее.

Звуковые волны распространяются вокруг источника, принимая форму луковицы, и чем короче звук, тем меньше слоев у звуковой волны.

В этой главе мы не можем обойти вниманием три физических термина, которые представляют важность для дальнейшего понимания нашей способности слышать. Количество колебаний, повторяющихся за одну секунду, то есть периодичность, с которой, к примеру, линейка совершает полное движение снизу вверх или наоборот, называется частотой. Единица, принятая для ее обозначения, – герц. Одно колебание в секунду – это 1 герц, десять колебаний – 10 герц и так далее. Свыше 1000 герц, чтобы избежать слишком длинных чисел, вводят понятие килогерц. Итак, 1000 герц соответствуют 1 килогерцу (сокращенно 1 кГц). Чем больше число герц, тем плотнее луковица заполнена зонами сгущения и тем выше слышимый нами звук. Пространственное расстояние между зонами сгущения называется длиной волны. Чем теснее друг к другу расположены зоны сгущения, тем выше звук и короче длина волны. Если у вас в голове уже сформировался запутанный клубок вопросов, приглашаю последовать за нами в лабиринт…

Шпаргалка (при необходимости загните здесь уголок)

Лабиринт: фантастические витки

Внутреннее ухо – один из самых сложных и в то же время наиболее чувствительных аппаратов, предназначенных для восприятия окружающего мира. Точнее говоря, это две взаимосвязанные системы восприятия: орган слуха и вестибулярный аппарат.

Первый находится в костной улитке. Она получила название по своему внешнему виду – выглядит, как домик улитки. С ней соединяются полукружные каналы, три дугообразных туннеля, проходящих через пирамиду височной кости. Каналы содержат внутри вестибулярный аппарат и лежат под прямыми углами по отношению друг к другу. В зависимости от угла обзора, один канал занимает почти вертикальное положение, другой – горизонтальное и третий – наклонное.

Сенсорные клетки в слуховом органе и вестибулярном аппарате очень нежные и хрупкие. Поэтому для их защиты все внутреннее ухо располагается внутри специальной части черепа – пирамиды височной кости. Она состоит из самой твердой кости нашего тела, сравниться с которой по прочности может только зубная эмаль. Несмотря на это, пирамида височной кости довольно легкая, потому что содержит множество воздушных пузырьков. Если бы их не было, наш череп казался бы слишком тяжелым для шейных мышц. Кроме того, такая легкая конструкция препятствует передаче через кости слишком большого количества звуков во внутреннее ухо – в конце концов, оно должно концентрироваться на вибрациях барабанной перепонки.

Весь костный лабиринт, то есть улитка и полукружные каналы, в конечном итоге представляет собой не что иное, как искусно смоделированные полости в черепной кости. Через эти костные туннели проходит мембранный лабиринт. Внутри он повторяет наружную форму. Вы можете представить его в виде тонкой трубочки, которая на отдельных участках срослась с внешней костной оболочкой. Толщина ее стенок в некоторых местах представляет собой один слой клеток. Она заполнена жидкостью, называемой эндолимфой, а окружающее пространство – перилимфой. Обе жидкости должны оставаться четко разделенными, чтобы обеспечить функционирование слуха и равновесия. Без защиты пирамиды височной кости тонкая трубочка могла бы легко порваться, что имело бы фатальные последствия.