Во все уши. Про многозадачный орган, благодаря которому мы слышим, сохраняем рассудок и держим равновесие - Зюндер Томас 4 стр.

Наружный слуховой проход

Перед нами раскинулась темная пещера. К счастью, у нашей подводной лодки есть прожекторы, и можно осветить сцену событий. При входе в пещеру и сразу за ним стоят полупрозрачные древесные стволы молочного оттенка. По крайней мере, такими они кажутся, потому что нас очень сильно уменьшили: в действительности это тонкие волоски, едва заметные при дневном свете. У наших ранних предков они, очевидно, были гуще и защищали ушной канал от грязи и насекомых. В конце концов, в те времена, по всей вероятности, спали на полу в пещере, а не в кровати с чистыми простынями. Сегодня эти волоски не имеют никакой другой функции помимо увеличения числа продаж у производителей триммеров для волос в носу и ушах.

Мы оставляем лес позади и проникаем глубже. Пещера слегка поднимается, и после пересечения ее трети хрящевая наружная область головы встречается с височной костью. Хотя мы не можем понять этого по стенке пещеры, потому что вся она покрыта кожей, но здесь путь снова меняет направление и уводит наискосок влево. Теперь мы находимся внутри черепа. Изгиб слухового прохода – вот причина, по которой врач перед введением шприца оттягивает ушную раковину назад и вверх: только так она сможет увидеть барабанную перепонку напрямую.

На стенках пещеры виднеются желто-коричневые пятна. Мы выдвигаем из подводной лодки манипулятор с захватывающей рукой и при соприкосновении замечаем, что вещество имеет маслянистую, липкую структуру. Перед нами то, что обычно называют ушной серой. Она вырабатывается железами кожи слухового прохода и, в отличие от волосков в ухе, выполняет важную функцию. Благодаря своей клейкой консистенции она улавливает отмершие частички кожи, пыль и прочий мусор, попадающий в слуховой проход. Со временем сера высыхает, а после в небольших количествах высыпается из слухового прохода.

Все происходит именно так, если только кому-то не приходит в голову идея ковыряться в ухе ватной палочкой, проталкивая массу в направлении барабанной перепонки. Это может привести к закупориванию слухового прохода и ухудшению слуха. Так что ватным палочкам нечего делать в ушном канале длиной от двух до трех сантиметров! По этой причине в США ватные палочки теперь имеют предупреждающую этикетку на упаковке.

Помимо очищения у серы есть еще одна важная функция: она убивает бактерии, выполняя таким образом функции санитарной полиции наружного слухового прохода, поэтому наша теплая пещера защищена от инфекций. Мы же приближаемся к ее концу и видим серую стену. Перед нами появляется барабанная перепонка.

Барабанная перепонка

Перед нами серая стена, и в ней отражаются наши прожекторы. Вокруг отражений она выглядит немного прозрачной. В глаза бросается форма, которая изгибается в направлении от нас, напоминая спутниковую антенну. Самая дальняя выступающая точка располагается примерно в центре барабанной перепонки.

Докторша снаружи говорит: «Сейчас сделаю прокол». Поток молекул воздуха под разными углами проносится через слуховой проход и наталкивается на серую поверхность перед нами. Она начинает вибрировать. Мы отчетливо видим: это едва заметное движение передает всю слышимую информацию от окружающей среды в мозг. Барабанная перепонка настолько чувствительна, что достаточно уже одного радиуса перемещения диаметра единственной молекулы воздуха, чтобы она начала колебаться. Однако невозможно представить вот что: каким образом одни только мелкие вибрации крошечной прозрачной пленочки формируют в голове предложение «Сейчас сделаю прокол». И это, не считая восприятия фоновых шумов, раздающихся одновременно, например, шума машины скорой помощи под окном, шагов в коридоре и кашля пациента, ожидающего очереди в холле.

Мы хотели бы задержаться здесь и с благоговением наблюдать дальнейшие колебания барабанной перепонки, но уже двигаемся дальше в ее направлении. Как только мы вошли в соприкосновение с серой стенкой, происходит толчок, затем цвет меняется на теплый красно-оранжевый, и мы попадаем в среднее ухо.

Среднее ухо

Мы находимся в коротком высоком зале – барабанной полости. Под нами на полу, который поднимается под небольшим наклоном, располагается отверстие евстахиевой трубы. Это тот самый канал, ведущий в полость глотки, через который кистеперые рыбы дышали миллионы лет назад. Стенка напротив выгнута в нашем направлении. На ее нижней стороне находится мембрана, так называемое круглое окно.

Над нами раскинулась впечатляющая система перекрытий: от барабанной перепонки вверх взмывает булавовидная кость. Этот молоточек врезается в точно подогнанное углубление другой кости, наковальни, форма которой напоминает вытянутый зуб. Но здесь работает не кузнец, а молоточек, и наковальня вибрирует под воздействием барабанной перепонки. Через третью кость, названную из-за ее формы стремечком, это колебание передается овальному окну в противоположной стенке. Стремечко знакомо нам еще по кистеперым рыбам: у них это была единственная кость в ухе, передающая вибрации слуховым уплотнениям. При длине всего три миллиметра эта кость самая мелкая во всем человеческом теле.

Три слуховые косточки сохраняют свою форму с помощью трех гибких связок, резонирующих при вибрации. Благодаря взаимодействию между косточками этот механизм представляет собой мощный усилитель звуковых волн. Здесь мы находимся в последней части уха, заполненной воздухом. За противоположной стенкой располагается улитка. Внутри у нее содержатся две жидкости, которые гораздо плотнее воздуха, и поэтому их можно привести в колебательное движение только под воздействием большой силы. Это необходимо, потому что только там волосковые клетки готовы к обработке звуковых волн. Следовательно, слуховые косточки действуют как усиливающее соединение между барабанной перепонкой и овальным окном. Без них в улитку поступал бы лишь 1 % всего звука – остальное бесцельно рассеивалось бы в барабанной полости. Это было бы подобно дуновению над поверхностью озера. Благодаря среднему уху эффект больше похож на работу кувалды, которая бьет по воде, производя соответствующие волны. В связи с этим назвать самую крупную косточку молоточком было вполне уместно! Но как же он и наковальня возникли?

Смешение в среднем ухе: немного от рыб, немного от рептилий

Кистеперая рыба 376 миллионов лет назад уже дышала воздухом, но так и осталась в воде. Ее сородич, тиктаалик, появившийся примерно в то же время, напротив, был уже на шаг впереди – в прямом смысле этого слова. По всей вероятности, эта рыба большую часть времени проводила на мелководье, но могла выползать и на сушу. Там она могла дышать и передвигаться с помощью плавников. Это были первые шаги по твердой поверхности и одни из последних шагов эволюции к самым ранним наземным позвоночным животным – амфибиям. Они жили на суше, но продолжали размножаться в воде. Сегодня к ним относятся лягушки, жабы и другие земноводные.

Слух первых амфибий еще не был приспособлен к жизни на суше. Как уже упоминалось, к умению слышать в воде предъявляются иные требования, нежели к умению слышать на воздухе. На самом деле, по сравнению с нами и другими современными обитателями суши, эти животные были в высшей степени тугоухими. Если в воде звук проходил сквозь их тела, достигая ушей, то на воздухе это больше не работало. На суше они опускали нижние челюсти на землю и улавливали колебания поверхности костями челюстей и черепа. Так они могли чувствовать движения других живых существ или сил природы в окружающей среде.

В дальнейшем развитии амфибии использовали структуры своих предков-рыб. Во-первых, из жаберной крышки брызгальца образовалась барабанная перепонка. Во-вторых, соединительная кость между челюстью и черепом была преобразована в проводник звуков. Позже из нее развилось стремечко в среднем ухе млекопитающих и людей. С его помощью низкие звуки удавалось расслышать лучше, чем при прикладывании нижней челюсти к земле.

Но прежде чем молоточек и наковальня вступили в игру и усилили высокие звуки в воздухе, должно было пройти еще какое-то время. Сначала, 312 миллионов лет назад, на сцену вышел новый вид – рептилии. В отличие от амфибий, они производили свое потомство на суше и дышали исключительно легкими. Поначалу они тоже использовали челюстные кости, чтобы улавливать звуковые волны через землю. Их нижняя челюсть состояла из нескольких сросшихся костных элементов. Часть, где росли зубы, за миллионы лет становилась все больше, в то время как остальные части утрачивали свои функции. Они становились меньше и задвигались дальше в череп, где наконец превратились в слуховые косточки. Соединение с уже существующим стремечком усиливало колебание барабанной перепонки при передаче во внутреннее ухо. Таким образом получалось слышать и высокие звуки, а также определять их источник. Теперь можно было распознавать как приближающихся хищников, так и добычу. Для этого приходилось отличать все окружающие шумы друг от друга. Незначительные звуки, такие как шум ветра, нужно было отделять от важных – например, шагов другого животного. Чем более дифференцированной была слуховая способность животного, тем выше были его шансы на выживание. В этом смысле акустический анализ окружающей среды был, скорее всего, самым важным движущим фактором эволюции слуха. Улучшение слуховой способности также означало, что мозгу приходилось очень быстро обрабатывать все большее количество информации. Этому суждено было проявиться позже, главным образом, у нового вида, к которому мы также относимся, – у млекопитающих.

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

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.