تشريح ووظيفة الجهاز السمعي
يتألف الجهاز السمعي من التراكيب والمسارات العصبية التي تلتقط الصوت وتحوله إلى إشارات يفسرها الدماغ على أنها سمع. يتم جمع الصوت بواسطة الأذن الخارجية، وتضخيمه عبر الأذن الوسطى، وتحويله في قوقعة الأذن الداخلية، ومن هناك يحمله العصب السمعي والمسارات المركزية إلى القشرة السمعية.
Definition
تراكيب الأذن الخارجية والوسطى والداخلية جنبًا إلى جنب مع المسارات السمعية المركزية التي تجمع الصوت وتضخمه وتحوله وترمزه عصبيًا للإدراك.
Scope
يغطي هذا الموضوع تشريح الأذن الخارجية والوسطى والداخلية، وميكانيكا القوقعة وتحويل الصوت بواسطة الخلايا الشعرية، والتنظيم النغمي للسمع، والمسار السمعي الصاعد إلى القشرة. إنه مرجع في التشريح والفسيولوجيا الذي يؤسس لعلم السمع وإدراك الكلام؛ وهو ليس إرشادات لتشخيص أو إدارة فقدان السمع.
Core questions
- كيف يتم توصيل الصوت المحمول بالهواء وتضخيمه من الأذن الخارجية إلى الأذن الداخلية؟
- كيف تحول القوقعة الاهتزاز الميكانيكي إلى إشارات عصبية؟
- كيف يتم تمثيل التردد (الحدة) على طول المسار السمعي؟
Key concepts
- الأذن الخارجية والوسطى والداخلية
- مطابقة المعاوقة بواسطة الأذن الوسطى
- الغشاء القاعدي والموجة المتحركة
- الخلايا الشعرية الداخلية والخارجية
- التحويل الميكانيكي الكهربائي
- التنظيم النغمي
- المسار السمعي الصاعد
Key theories
- نظرية الموجة المتحركة (المكان) لتحليل ترددات القوقعة
- يُحدث الصوت موجة متحركة على طول الغشاء القاعدي تبلغ ذروتها في موضع تحدده التردد، لذا تقوم القوقعة بتحليل التردد القائم على المكان مع الترددات العالية بالقرب من القاعدة والترددات المنخفضة بالقرب من القمة.
- مضخم القوقعة والميكانيكا النشطة
- القوقعة ليست محللًا سلبيًا: فالخلايا الشعرية الخارجية تضخم الاهتزازات منخفضة المستوى بنشاط، مما يزيد من حدة ضبط التردد ويوسع بشكل كبير حساسية الأذن ونطاقها الديناميكي.
Mechanisms
تقوم صيوان الأذن وقناة الأذن بجمع الصوت وتوجيهه إلى الغشاء الطبلي، الذي تنتقل اهتزازاته بواسطة عظيمات الأذن الوسطى؛ وتطابق سلسلة العظيمات هذه مقاومة الهواء لمقاومة سائل القوقعة بحيث تنتقل الطاقة بكفاءة إلى الأذن الداخلية. في القوقعة، يثير الاهتزاز موجة متحركة على طول الغشاء القاعدي تبلغ ذروتها في مكان يعتمد على التردد، مما يوفر خريطة نغمية. هناك، يؤدي انحراف الأهداب الساكنة للخلايا الشعرية إلى فتح قنوات التحويل الميكانيكي، وتحويل الحركة الميكانيكية إلى إشارات كهربائية؛ وتعمل الخلايا الشعرية الخارجية بالإضافة إلى ذلك كمضخم نشط يزيد من حدة الضبط ويوسع الحساسية. تدفع الخلايا الشعرية الداخلية العصب السمعي، الذي يحمل الإشارة المشفرة عبر جذع الدماغ والمحطات المهادية إلى القشرة السمعية.
Clinical relevance
يُعد تشريح وفسيولوجيا السمع الأساس المرجعي لفهم السمع وكيف يمكن أن يتأثر، ولتفسير كيفية دعم الأذن لإدراك الكلام. يصف الموضوع التركيب والوظيفة الطبيعية؛ وهو ليس أساسًا للتشخيص الفردي أو علاج صعوبات السمع.
Evidence & guidelines
يعتمد هذا الموضوع على الفيزياء الحيوية للقوقعة، وفسيولوجيا الخلايا الشعرية، ونصوص علوم السمع الراسخة بدلاً من التجارب السريرية. تدعم القياسات المباشرة لحركة الغشاء القاعدي والتحويل الميكانيكي للخلايا الشعرية التفسير الحديث لوظيفة القوقعة القائم على الموجة المتحركة بالإضافة إلى التضخيم النشط.
History
أثبتت تجارب فون بيكيسي في منتصف القرن العشرين أساس الموجة المتحركة لتحليل ترددات القوقعة، والتي حصل عليها جائزة نوبل. كشفت القياسات المباشرة اللاحقة أن القوقعة الحية يتم تضخيمها بنشاط بواسطة الخلايا الشعرية الخارجية، مما أدى إلى تحسين الصورة السلبية إلى نموذج ميكانيكا القوقعة النشط المستخدم اليوم.
Key figures
- Georg von Bekesy
- A. James Hudspeth
- Mario Ruggero
- Brian C. J. Moore
Related topics
Seminal works
- bekesy-1960
- robles-ruggero-2001
- hudspeth-2008
Frequently asked questions
- كيف تحول الأذن الصوت إلى إشارة يمكن للدماغ استخدامها؟
- يهتز طبلة الأذن والعظيمات، التي تنقل الطاقة إلى سائل القوقعة؛ وهذا يحرك الغشاء القاعدي ويحرف الأهداب الساكنة للخلايا الشعرية، مما يفتح قنوات تحول الحركة الميكانيكية إلى إشارات كهربائية يحملها العصب السمعي.
- كيف تميز الأذن بين النغمات المختلفة؟
- تُنظم القوقعة نغميًا: يحدد تردد الصوت أين تبلغ الموجة المتحركة ذروتها على طول الغشاء القاعدي، لذا تحفز الترددات المختلفة أماكن مختلفة، وبالتالي ألياف عصب سمعية مختلفة.