Слуховий і вестибулярний аналізатори

Вухо — це орган, що сприймає звукові коливання й забезпечує відчуття рівноваги. Анатомічно його поділяють на три відділи: зовнішнє, середнє та внутрішнє вухо. Кожен відділ має власну будову й виконує певну роль у проведенні звуку або підтриманні рівноваги.

Зовнішнє вухо

Зовнішнє вухо складається з вушної раковини та зовнішнього слухового ходу. Вушна раковина утворена еластичним хрящем, укритим шкірою; вона вловлює звукові хвилі й допомагає визначити напрямок, звідки лунає звук. Завдяки формі раковини звук посилюється в діапазоні частот, важливих для сприйняття мовлення.

Зовнішній слуховий хід — це канал завдовжки близько 2,5 см, який тягнеться від вушної раковини до барабанної перетинки. Стінки ходу вкриті шкірою з волосками та сірчаними залозами. Вушна сірка (церумен) має захисну функцію: вона затримує пил, бактерії та дрібних комах, а волоски — великі частинки.

Межею між зовнішнім і середнім вухом є барабанна перетинка — тонка (близько 0,1 мм) еластична мембрана, що коливається під дією звукових хвиль. Це дуже чутлива структура: пошкодження перетинки (наприклад, різким звуком або гострим предметом) призводить до зниження слуху.

Середнє вухо

Середнє вухо (барабанна порожнина) — заповнена повітрям порожнина в скроневій кістці. У ній розташовані три найменші кістки людського тіла — слухові кісточки. Від барабанної перетинки до овального вікна завитки вони йдуть у такому порядку:

• Молоточок (malleus) — з'єднаний із барабанною перетинкою, отримує від неї коливання.

• Коваделко (incus) — передає коливання від молоточка до стремінця.

• Стремінце (stapes) — найменша кістка тіла (близько 3 мм), упирається в овальне вікно завитки внутрішнього вуха. Система перетинки й кісточок не просто передає коливання — вона збільшує звуковий тиск на овальному вікні приблизно в 20 разів, долаючи опір рідини внутрішнього вуха. Зверни увагу: збільшується саме тиск, а не амплітуда переміщення.

Слухова (євстахієва) труба сполучає середнє вухо з носоглоткою. Її головна функція — вирівнювати тиск повітря по обидва боки барабанної перетинки. Саме тому під час злету й посадки літака ковтання або позіхання допомагає «розкласти» вуха: ковток відкриває отвір труби, і тиск вирівнюється. Через слухову трубу з носоглотки в середнє вухо може потрапити інфекція — це спричиняє отит (запалення середнього вуха).

Внутрішнє вухо

Внутрішнє вухо розташоване в скроневій кістці й являє собою систему заповнених рідиною каналів, яку називають лабіринтом. Воно містить:

• Завитку (cochlea) — спіральний канал близько 2,5 обертів; це власне орган слуху. У завитці звукові коливання перетворюються на нервові імпульси.

• Присінок (vestibulum) — центральна частина лабіринту з двома мішечками, що містять рецептори положення голови.

• Три півколові канали (canales semicirculares) — лежать у трьох взаємно перпендикулярних площинах; вони реагують на обертання тіла.

Запам'ятай: присінок і півколові канали належать до внутрішнього вуха, а не до середнього.

Порівняльна таблиця відділів вуха

Шлях звуку від джерела до мозку — це послідовна передача механічних коливань через повітря, тверді структури й рідину, а потім перетворення їх на нервові імпульси. Розберімо цей процес покроково.

Спіральний (кортіїв) орган — наш мікрофон

У каналі завитки на основній мембрані лежить спіральний (кортіїв) орган. Він містить звукосприймальні волоскові клітини — власне слухові рецептори. Над рецепторними клітинами нависає драглиста покривна мембрана. Коли основна мембрана коливається, волоски рецепторів торкаються покривної мембрани, відхиляються, і в клітині змінюється електричний потенціал. Це запускає виділення нейромедіатора й генерування нервового імпульсу.

Повна послідовність: від вуха до мозку

Ось шлях звуку в організмі людини:

• Вушна раковина — уловлює звукові хвилі.

• Зовнішній слуховий хід — проводить хвилі до барабанної перетинки.

• Барабанна перетинка — починає коливатися під дією звуку.

• Молоточок — з'єднаний із перетинкою, передає коливання далі.

• Коваделко — проміжна кісточка.

• Стремінце — упирається в овальне вікно завитки.

• Овальне вікно — передає коливання в рідину завитки (перилімфу).

• Рідина завитки — коливання поширюються каналами завитки.

• Основна мембрана — коливається, змушуючи волоскові клітини спірального органа відхилятися.

• Волоскові клітини — перетворюють механічне відхилення на зміну потенціалу.

• Слуховий нерв (присінково-завитковий, VIII пара черепних нервів) — несе імпульси від завитки.

• Слухова зона кори — розташована в скроневій частці великих півкуль; тут формується слухове відчуття.

Діапазон чутності та бінауральний слух

Людина чує звуки частотою приблизно від 16–20 Гц до 20 000 Гц; коливання нижчої частоти (інфразвук) і вищої (ультразвук) вухо людини не сприймає. З віком верхня межа знижується: після 40–50 років людина часто не чує звуків вище 12 000–16 000 Гц. Найвища чутливість вуха — у діапазоні 1000–4000 Гц, що відповідає частоті мовлення.

Два вуха (бінауральний слух) дають змогу визначити, звідки лунає звук. Якщо джерело звуку розташоване зліва, до лівого вуха звук надходить на частки секунди раніше й трохи гучніше; мозок аналізує цю різницю й указує напрямок.

Гігієна слуху: як зберегти чутність

• Гучний шум — найнебезпечніший ворог слуху. Одноразовий вибух або тривале слухання музики в навушниках на максимальній гучності може незворотно пошкодити волоскові клітини завитки. Ці клітини не відновлюються.

• Зменшуй гучність і час впливу. Користуйся правилом 60/60: не більше ніж 60 % максимальної гучності й не довше ніж 60 хвилин поспіль.

• Віддаляйся від джерела шуму — наприклад, від колонок на концерті.

• Використовуй засоби захисту слуху (беруші, навушники) на гучних заходах і виробництві.

• Не вставляй предмети в слуховий хід — ватяні палички лише ущільнюють сірку, а гострі предмети можуть пошкодити барабанну перетинку.

• Відкривання рота не є надійним захистом слуху від різкого звуку (наприклад, пострілу), хоча трохи знижує тиск на барабанну перетинку.

Важливо для НМТ: слухові рецептори — це волоскові клітини спірального (кортієвого) органа в завитці внутрішнього вуха, а не в середньому вусі чи на барабанній перетинці. Також пам'ятай: слухова зона кори міститься саме в скроневій частці, а не в потиличній (там зорова зона).

Вестибулярний апарат — це частина внутрішнього вуха, яка відповідає за відчуття рівноваги, положення тіла в просторі та координацію рухів. Він складається з присінка й трьох півколових каналів.

Будова вестибулярного апарату

Присінок (vestibulum) містить два мішечки — еліптичний (маточку, utriculus) і сферичний (sacculus). У стінках цих мішечків є волоскові клітини, вкриті драглистою мембраною з кристаликами карбонату кальцію — отолітами. Отоліти важчі за навколишню рідину, тому під час нахилу голови вони зміщуються під дією сили тяжіння, відхиляючи волоски рецепторів.

Три півколові канали лежать у трьох взаємно перпендикулярних площинах (сагітальній, фронтальній і горизонтальній). Це дає змогу сприймати обертання в будь-якому напрямку. У розширених кінцях каналів (ампулах) містяться волоскові клітини. Під час обертання рідина в каналах (ендолімфа) за інерцією відстає від руху стінок і відхиляє волоски — так реєструється поворот.

Як працюють мішечки присінка

Коли ти нахиляєш голову, отоліти зміщуються в бік нахилу, натягуючи або послаблюючи волоски рецепторів. Ці сигнали дають мозку знати, під яким кутом розташована голова. Крім того, мішечки реагують на прямолінійне прискорення: коли ліфт починає рух угору, отоліти тиснуть на волоски сильніше; коли автобус різко гальмує — отоліти за інерцією зміщуються вперед.

Як працюють півколові канали

Уяви, що ти крутишся на каруселі. Твоя голова обертається разом із тілом, але рідина в півколових каналах (ендолімфа) за інерцією відстає — вона рухається в бік, протилежний обертанню. Цей потік рідини відхиляє драглистий купол (cupula) в ампулі, а разом із ним і волоски рецепторів. Так мозок дізнається, що тіло обертається, і в який бік.

Шлях сигналів і практичне значення

Від вестибулярного апарату нервові імпульси прямують вестибулярною частиною присінково-завиткового нерва (VIII пара черепних нервів) до стовбура мозку й мозочка. Мозочок рефлекторно коригує тонус м'язів, щоб утримувати рівновагу й позу, навіть без усвідомлення цього.

Надмірне подразнення вестибулярного апарату (наприклад, довга хитавиця на морі або тривале обертання) спричиняє запаморочення, нудоту й заколисування — так звану «морську хворобу» (кінетоз). Вестибулярний апарат можна тренувати: гімнастика, гойдалки, обертання на кріслі підвищують його стійкість до перевантажень.

Запам'ятай для НМТ: півколові канали реагують на обертання (кутове прискорення), а мішечки присінка — на положення голови й прямолінійне прискорення. Не плутай ці функції!

Окрім слуху та рівноваги, людина сприймає навколишній світ за допомогою нюху, смаку, дотику, температури й болю. Ці відчуття забезпечують рецептори, розташовані в різних ділянках тіла. Розгляньмо, де саме містяться ці рецептори й які подразники вони сприймають.

Нюх: хеморецептори носової порожнини

Рецептори нюху — хеморецептори — розташовані в слизовій оболонці верхньої частини носової порожнини (нюховий епітелій). Вони сприймають леткі речовини (молекули, що випаровуються й потрапляють у повітря). Коли молекула зв'язується з рецептором, виникає нервовий імпульс.

Особливість нюхового аналізатора: нюховий нерв (I пара черепних нервів) несе імпульси в нюхову зону кори без перемикання в таламусі — це єдиний сенсорний шлях, який минає таламус. Нюх швидко адаптується: через кілька хвилин ти перестаєш відчувати запах, до якого звик (наприклад, власних парфумів).

Смак: смакові бруньки язика, піднебіння й глотки

Смакові рецептори — також хеморецептори. Вони зібрані в смакові бруньки, які містяться в сосочках язика, а також на піднебінні й у глотці. Кожна брунька містить кілька десятків рецепторних клітин, які сприймають речовини, розчинені в слині. Тому їжа має бути зволоженою — суху страву важко відчути на смак.

Людина розрізняє п'ять основних смакових якостей: солодке, солоне, кисле, гірке та умамі (смак глутамату, характерний для м'яса й сиру). Клітини, чутливі до різних якостей, розподілені по всій поверхні язика, хоча їхня концентрація в різних ділянках неоднакова. Жорстка «карта смаків» (солодке — кінчик, солоне — краї, кисле — боки, гірке — корінь) є спрощенням і не відповідає дійсності: будь-яка ділянка язика зі смаковими бруньками може сприймати всі якості. Також не вся поверхня язика має смакові бруньки — центральна частина їх позбавлена.

Шкірна чутливість: дотик, тиск, температура, біль

У шкірі містяться різні типи рецепторів:

Особливо точна дотикова чутливість кінчиків пальців і губ пов'язана з густою іннервацією й малими рецептивними полями: кожен рецептор «обслуговує» дуже маленьку ділянку шкіри, що дає змогу розрізняти деталі. Не перенось цю закономірність на всі типи рецепторів — наприклад, больові рецептори мають великі рецептивні поля (біль важко локалізувати точно).

Імпульси від шкірних рецепторів надходять у соматосенсорну кору, розташовану в тім'яній частці великих півкуль.

М'язове чуття (пропріоцепція)

У м'язах, сухожилках і суглобах містяться пропріоцептори — рецептори, які повідомляють мозку про положення частин тіла відносно одна одної, ступінь розтягнення м'язів і силу скорочення. Саме завдяки м'язовому чуттю ти можеш із заплющеними очима торкнутися кінчика носа або піднести ложку до рота, не дивлячись на неї.

Важливо для НМТ: нюхові рецептори — у верхній частині носової порожнини; смакові — у смакових бруньках сосочків язика, піднебіння й глотки; дотикові й температурні — у шкірі. Соматосенсорна кора — у тім'яній частці.

На НМТ завдання з теми «Слуховий і вестибулярний аналізатори» можуть мати форму вибору однієї відповіді або логічних пар. Розберімо типові приклади.

Приклад 1. Де розташовані слухові рецептори?

Завдання: У якій структурі вуха містяться рецептори, що сприймають звукові коливання?

• А На барабанній перетинці

• Б У слуховій трубі

• В У півколових каналах

• Г У завитці внутрішнього вуха

Розв'язання: Слухові рецептори — це волоскові клітини, які входять до складу спірального (кортієвого) органа. Спіральний орган міститься в завитці, розташованій у внутрішньому вусі. Барабанна перетинка лише передає коливання, слухова труба вирівнює тиск, а півколові канали відповідають за рівновагу.

Відповідь: Г — у завитці внутрішнього вуха.

Чому інші варіанти неправильні? Варіант А (барабанна перетинка) — це мембрана, яка коливається, але не містить рецепторів. Варіант Б (слухова труба) — канал, що сполучає середнє вухо з носоглоткою, рецепторів там немає. Варіант В (півколові канали) — частина вестибулярного апарату, їхні рецептори реагують на обертання, а не на звук.

Приклад 2. Логічні пари: структура — функція

Завдання: Установи відповідність між структурою вуха (1–4) та її функцією (А–Д).

1 Слухова труба

2 Слухові кісточки

3 Півколові канали

4 Мішечки присінка

А Вирівнює тиск повітря в середньому вусі

Б Передають і підсилюють коливання

В Сприймають обертання тіла

Г Сприймають положення голови

Д Перетворюють звук на нервові імпульси (зайве)

Розв'язання: Слухова труба з'єднує середнє вухо з носоглоткою й вирівнює тиск (1–А). Слухові кісточки (молоточок, коваделко, стремінце) передають коливання від барабанної перетинки до овального вікна, підсилюючи звуковий тиск (2–Б). Півколові канали реагують на обертання (3–В). Мішечки присінка з отолітами сприймають положення голови (4–Г). Варіант Д (перетворення звуку на нервові імпульси) є зайвим — цю функцію виконує спіральний орган у завитці.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 3. Послідовність передавання коливань

Завдання: Укажи правильну послідовність передавання звукових коливань у вусі.

• А Барабанна перетинка → молоточок → стремінце → коваделко → овальне вікно

• Б Барабанна перетинка → коваделко → молоточок → стремінце → овальне вікно

• В Барабанна перетинка → молоточок → коваделко → стремінце → овальне вікно

• Г Барабанна перетинка → овальне вікно → молоточок → коваделко → стремінце

Розв'язання: Слухові кісточки розташовані в середньому вусі в чіткій послідовності: від барабанної перетинки коливання сприймає молоточок, далі вони передаються коваделку, потім стремінцю, яке впирається в овальне вікно завитки. Інші варіанти містять неправильний порядок кісточок або ставлять овальне вікно перед кісточками.

Відповідь: В — барабанна перетинка → молоточок → коваделко → стремінце → овальне вікно.

Приклад 4. Два твердження

Завдання: Оціни правильність тверджень.

I. Слухова зона кори розташована в скроневій частці.

II. Смакові рецептори сприймають лише речовини у твердому стані.

• А Правильне лише I

• Б Правильне лише II

• В Обидва правильні

• Г Обидва неправильні

Розв'язання: Твердження I правильне: слухова зона справді міститься в скроневій частці великих півкуль. Твердження II хибне: смакові рецептори — хеморецептори, які сприймають речовини, розчинені в слині, тобто в рідкому стані, а не у твердому.

Відповідь: А — правильне лише I.

Розберімо типові помилки з цієї теми. Запам'ятавши їх, ти зможеш уникнути пасток.

• Слухові рецептори в середньому вусі чи на барабанній перетинці. Це найчастіша помилка. Насправді слухові рецептори — волоскові клітини спірального органа — містяться в завитці внутрішнього вуха. Барабанна перетинка й слухові кісточки лише проводять і підсилюють коливання.

• Плутають порядок слухових кісточок. Від барабанної перетинки коливання йдуть у такій послідовності: молоточок → коваделко → стремінце. Коваделко завжди між молоточком і стремінцем.

• Вестибулярний апарат уважають частиною середнього вуха. Насправді присінок і півколові канали — це структури внутрішнього вуха.

• Вважають, що слухова труба сполучає вухо з ротовою порожниною чи з довкіллям. Насправді слухова (євстахієва) труба веде в носоглотку, а не в рот і не назовні.

• Плутають частки мозку: шукають слухову зону в потиличній частці, а зорову — у скроневій. Запам'ятай: слухова зона — скронева частка, зорова — потилична, соматосенсорна — тім'яна.

• Плутають функції вестибулярного апарату: приписують півколовим каналам сприйняття положення голови, а мішечкам присінка — обертання. Правильно: півколові канали — обертання (кутове прискорення), мішечки присінка — положення голови й прямолінійне прискорення.

• Вважають, що «карта смаків» на язику абсолютна. Жорсткого поділу на зони (солодке лише на кінчику, гірке лише на корені) не існує. Будь-яка ділянка язика зі смаковими бруньками може сприймати всі смаки.

• Думають, що нюхові імпульси проходять через таламус, як інші сенсорні сигнали. Насправді нюховий нерв (I пара) несе сигнали безпосередньо в нюхову кору, минаючи таламус.

Тема «Слуховий і вестибулярний аналізатори» входить до теми 4.13 програми НМТ з біології: «Сенсорні системи слуху, рівноваги, нюху, смаку, дотику, температури й болю, будова й функції органів слуху й рівноваги».

Вимоги до знань і вмінь:

• Візуально розпізнавати елементи органів слуху й рівноваги на схемах і рисунках.

• Пов'язувати будову з функціями (наприклад, у завданнях на логічні пари).

• Обґрунтовувати гігієну й профілактику порушень слуху.

Формат завдань:

• Завдання 1–24 — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г). Правильна відповідь — 1 бал, неправильна — 0 балів. У демоваріанті НМТ-2026 серед завдань 1–24 є такі, що містять два твердження (№ 8, 14, 20). Кожне твердження в такому завданні слід оцінювати окремо.

• Завдання 25–28 — логічні пари 1–4 → А–Д. Одна буква зайва. По 1 балу за кожну правильну пару, до 4 балів за завдання. Така форма чудово підходить для зіставлення структур вуха з їхніми функціями.

Особливості НМТ-2026:

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.13 не використано ні як основну, ні як додаткову, однак це не означає, що вона не з'явиться в реальному тесті. Довідкових матеріалів із будови вуха на тестуванні немає, тому всі структури й послідовності треба знати напам'ять.

Форма завдання «позначка на рисунку → назва» (як у № 28 демоваріанту 2026 на тему 4.5) також можлива для розрізу вуха — будь готовий упізнавати частини вуха за схемою.

• Три відділи вуха: зовнішнє (вушна раковина, слуховий хід) → середнє (молоточок, коваделко, стремінце, слухова труба) → внутрішнє (завитка, присінок, півколові канали). Барабанна перетинка — межа між зовнішнім і середнім вухом.

• Слухові рецептори — волоскові клітини спірального (кортієвого) органа, що міститься в завитці внутрішнього вуха.

• Шлях звуку: вушна раковина → слуховий хід → барабанна перетинка → молоточок → коваделко → стремінце → овальне вікно → рідина завитки → основна мембрана → волоскові клітини → слуховий нерв (VIII пара) → слухова зона скроневої частки.

• Вестибулярний апарат: мішечки присінка з отолітами сприймають положення голови й прямолінійне прискорення; півколові канали сприймають обертання (кутове прискорення). Нерв — вестибулярна частина VIII пари.

• Нюхові рецептори: у слизовій оболонці верхньої частини носової порожнини, сприймають леткі речовини. Нюховий нерв (I пара) минає таламус.

• Смакові рецептори: у смакових бруньках сосочків язика, піднебіння й глотки; сприймають розчинені речовини. П'ять основних смаків: солодке, солоне, кисле, гірке, умамі.

• Дотик і температура: механорецептори, терморецептори й больові рецептори в шкірі. Найточніша дотикова чутливість — на кінчиках пальців і губах. Соматосенсорна кора — у тім'яній частці.

• М'язове чуття (пропріоцепція): рецептори м'язів, сухожилків і суглобів повідомляють про положення частин тіла.