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Nov 3, 2024
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耳和聽覺於平衡

耳朵是人體中一個小而精巧且極為複雜的聽覺感覺器官,承載著多重重要功能。聽覺是通過耳朵感知聲音和振動的能力,不僅幫助我們感知聲音、理解語言、欣賞音樂和辨別周圍環境,而且在維持身體平衡和空間定位方面也起著至關重要的作用,以協調我們的運動。此外,此外,耳朵在文化上也具有獨特的地位,數千年來,各種不同文化的民族一直以耳環和其他珠寶點綴耳朵,以增添整體美感。耳朵作為聽覺和美學的結合體,無疑是我們感官世界中不可或缺的一部分。

(一)耳的解剖:人耳的結構主要分為三個部分:外耳、中耳和內耳。

 

A diagram of the ear       

 

  1. 外耳:外耳由耳廓和外耳道組成,耳廓是可見的部分,由韌帶、肌肉、軟骨和皮膚組成,其獨特形狀有助於定向聲音。它起到捕捉和引導聲音進入外耳道的作用。外耳道是一條與鼓膜相連接的管道,大約長2.53.5厘米,聲音通過它傳遞到中耳。外耳道內的毛細胞和耳垢有助於阻止外部雜質進入內耳。外耳道的共振頻率是重要的生理特性,通常約在4千赫茲(kHz)左右。當聲波的頻率與外耳道的共振頻率相符時,聲音的振幅(聲壓)可以顯著增加,提高約10-12分貝。這現象使得特定頻率附近的聲音更容易被外耳道捕捉並傳遞到中耳。
  2. 中耳:也稱為鼓室,是顳骨內一個充滿空氣、內襯粘膜的小腔。它的外側有鼓膜,內側有一塊有兩個開口的骨壁,分別是卵圓窗和下方覆蓋膜的圓窗。咽鼓管(連接咽喉與鼓膜的管道)斜向下延伸,將中耳腔與咽喉連接,這兩個區域的粘膜是連續的。通常,咽鼓管是扁平且閉合的,但吞嚥或打哈欠可以暫時打開它,使中耳腔內的壓力與外部或大氣壓力相等。

Diagram of the inner ear

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1)鼓膜:鼓膜為一層薄膜,約厚0.1毫米,直徑約10毫米左右。 它位於外耳道和中耳之間,當聲波擊打在它上面時,鼓膜開始振動。 這些振動代表聲音訊號的初始放大,將聲音的能量傳遞,將聲音訊號從聲波轉換為機械振動。

2)鼓室:鼓室位於顳骨中,為容積約12毫升的中空腔,包含三個聽小骨和兩塊聽肌。 鼓室並非完全封閉,共有4個開口:一個是通往外耳道,兩個是通往內耳,即前庭窗(即卵圓窗)和窩窗(即圓窗),還有一個通往耳咽管開口。

3) 听小骨:錘骨、砧骨、鐙骨這三塊聽小骨組合成聽骨鏈。像多米諾骨牌一樣, 當鼓膜受到外耳道傳來的聲波振動時,三塊聽小骨連串運動,使鐙骨底板在前庭窗(卵圓窗,中耳與內耳交界的薄膜)上來回擺動,引起內耳淋巴的振動並將 聲音傳遞到內耳。 這三塊聽小骨的排列方式就像一個槓桿系統,透過機械傳遞將振動放大或降低

4) 听骨肌:即鼓膜張肌和鐙骨肌。 鼓膜張肌位於耳咽管上方的鼓膜張肌半管內,止於錘骨柄的上端,作用為緊張鼓膜,由三叉神經支配。 鐙骨肌位於錐隆起內,止於鐙骨,作用是牽拉鐙骨底向外方,以調節聲波引起的對內耳的壓力,由顏面神經支配。 當聲音過大或過小時聽骨肌發揮調節的作用,聽骨肌收縮時,三個小骨較分離,聲波音量減弱,聽骨肌舒張時,三個小骨較靠近,聲波音量增強。

5) 耳咽管:咽喉管連接中耳和咽喉,起到維持中耳內部氣壓平衡的作用。

3. 内耳:內耳的結構相當複雜,通常被稱為內耳迷路,它由耳蝸、前庭和半規管組成。 在組織學上,內耳分為骨迷路和膜迷路,兩者的形狀相似,骨迷路內包含膜迷路,而膜迷路內則包含聽覺和位覺感受器。 骨迷路和膜迷路之間充滿類似血漿的液體,稱為外淋巴液,而膜迷路包含內淋巴液,這兩者之間的淋巴液是互不相通的。

   Diagram of the inside of the ear

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1) 耳蜗:耳蝸是內耳的主要聽覺感受器官,它與前庭系統一起構成內耳的骨迷路,是內耳的核心結構。 耳蝸得名於其形狀與蝸牛殼相似,它由三個主要部分組成,這些部分都充滿淋巴液,包括前庭階、鼓階和蝸管。 這三個部分在聽覺過程中發揮著至關重要的作用.

A. 前庭階:含有外淋巴液,其底端結束於卵圓窗,是鐙骨施加力量的地方.

B. 鼓階:含有外淋巴液,其底端結束於圓窗,起到平衡內耳內的壓力的作用.

C. 蝸管:這是聽覺感受器,包括內淋巴液和柯蒂氏器,又被稱為螺旋器。 柯蒂氏器上的毛細胞充當聲音波動的受體。 當聽小骨傳遞的聲音振動到達內耳時,從前庭傳到耳蝸,引發耳蝸內淋巴液的振動。 柯蒂氏器上的蓋膜隨著這些振動一起擺動,這些擺動導致毛細胞傾斜並產生去極化,隨後分泌神經傳遞物質。 這些神經訊號經由耳蝸神經傳遞到聽神經,然後透過視丘傳送到聽覺皮質,完成聲音感知過程。

2) 半规管:作為動態平衡器,協助維持與姿勢和平衡相關的內耳感受裝置。 它由上、後和外三個相互垂直的環狀管組成,即上半規管、後半規管和外側半規管,它們與內耳和前庭相連接。半規管的一端有一個膨大的部分,稱為壺腹。當頭部進行旋轉加速度運動時,半規管內淋巴的流動方向和速度會改變,導致終帽(也叫壺腹帽或頂蓋)傾斜,引起纖毛束的彎曲,從而刺激毛細胞,使其興奮 並產生神經衝動,分泌神經傳導物質,經由前庭神經傳至腦幹的前庭核群和小腦。

3) 前庭:前庭位於半規管與耳蝸之間,是靜態平衡器,與半規管共同構成前庭系統,包括球囊及橢圓囊。橢圓囊主要用於檢測水平面內的線性運動,而球囊主要檢測垂直平面內的運動。 球囊和橢圓囊中的位覺斑由毛細胞和耳石組成,。 當身體傾斜或進行前後、上下移動時,耳石會移動拉扯毛細胞,激發這些毛細胞產生電訊號並釋放神經傳遞物質。 這些訊號隨後經由前庭神經傳送到腦幹的前庭核群和小腦,起到維持身體平衡和空間定向的作用.

 

(二)聽覺

在耳蝸内,含有內淋巴液的耳蝸膜迷路中有柯蒂氏器又稱為螺旋器),其中包含聽覺感受器或毛細胞。位於耳蝸導管上方和下方由骨邊界限定的腔室(耳蝸階)含有外淋巴液。通過鼓膜、聽小骨和卵圓窗的振動到達耳蝸的聲波使耳蝸液體運動。當聲波通過聽小骨從鼓膜傳遞到卵圓窗時,它們的力(振幅)通過聽小骨的槓桿作用得到增強。這樣,作用在鼓膜上的幾乎全部力傳遞到小小的卵圓窗,卵圓窗則使內耳的液體運動,這些壓力波在基底膜上產生振動。位於柯蒂氏器的基底膜上的感受器細胞通過基底膜在其上方的凝膠狀蓋膜的振動運動受到刺激。感受器細胞的毛细胞嵌入在固定的蓋膜中,當基底膜振動時,這些毛细胞會彎曲並產生去極化。一般來說,高音調的聲音會擾動基底膜較短、較硬的纖維,並刺激靠近卵圓窗的感受器細胞,而低音調的聲音會影響較長、較鬆散的纖維,並激活沿耳蝸頂端的特定毛細胞。一旦激活,毛細胞通過耳蝸神經(顱神經VIII——前庭耳蝸神經的一個分支)將衝動傳遞到顳葉的聽覺皮層,在那裡進行聲音的解釋,即聽覺。

 

 

Diagram of a human body parts

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A diagram of a human ear

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(三)平衡

平衡感不是看見、聽見或感覺到,是對各種頭部運動做出反應(是在無意識的状态下)。內耳的平衡感受器統稱為前庭器官,可分為兩個分支——一個分支負責監測靜態平衡,另一個分支監測動態平衡。

  1. 靜態平衡:前庭位於半規管與耳蝸之間,是靜態平衡器,與半規管共同構成前庭系統,包括球囊及橢圓囊。橢圓囊主要用於檢測水平面內的線性運動,而球囊主要檢測垂直平面內的運動。 球囊和橢圓囊中的位覺斑由毛細胞和耳石組成。 當身體傾斜或進行前後、上下移動時,耳石會移動拉扯毛細胞,激發這些毛細胞產生電訊號並釋放神經傳遞物質。 這些訊號隨後經由前庭神經傳送到腦幹的前庭核群和小腦,起到維持身體平衡和空間定向的作用的一部分)向大腦的小腦發送衝動,通知其頭部在空間中的位置。

    A diagram of an ear

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  2. 動態平衡:動態平衡感受器位於半規管內,它們對頭部的角度或旋轉運動作出反應,而不是直線運動。半規管在空間的三個平面上定向。因此,無論你在哪個平面移動,都會有感受器檢測到運動。在每個膜狀半規管底部一個膨大的部分,稱為壺腹,內有多個感受器區域,每個稱為壺腹嵴,由一束毛細胞組成,上面覆蓋著稱為嵴帽。當頭部進行旋轉加速度運動時,管道內的內淋巴液會滯後於運動。導致終帽(也叫壺腹帽或頂蓋)傾斜,引起纖毛束的彎曲,從而刺激毛細胞,使其興奮 並產生神經衝動,分泌神經傳導物質,經由前庭神經傳至腦幹的前庭核群和小腦。當你以恆定速度移動時,感受器會逐漸停止發送衝動,你不再有運動的感覺,直到你的速度或運動方向發生變化。除了這些平衡感受外,視覺和肌肉及肌腱的本體感受器也向小腦提供用於控制平衡的信息
  3. A diagram of the structure of the human body

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