Ear anatomy

• Overview of the ear
• Anatomy of the ear
  • Outer ear
    • Pinna
    • Ear canal
  • Middle ear
    • Tympanic membrane (eardrum)
    • Auditory ossicles and muscles
    • Converting sound wave vibrations into inner ear fluid movement
  • Inner ear
    • Cochlea
    • Chambers of the cochlea
    • Organ of corti
• Physiology of the middle ear
  • Concentration of energy
  • Protection of inner ear
  • Coordinating speech with hearing

• Physiology of the inner ear
  • Cochlea hair cells
  • Role of inner hair cells
  • Role of outer hair cells
  • Other components of cochlea physiology
  • Sound transduction
  • Sensory coding
• Equilibrium: Coordination and balance
  • Saccule and utricle
  • The semicircular canals: Detecting rotational acceleration
• Dysfunctions of the ear
  • Deafness
  • Neural prebycusis
  • Vertigo
  • Meniere’s syndrome
• Treatments for hearing loss
  • Hearing aids
  • Cochlear implants

Overview of the ear

The ear is the sense organ that enables us to hear. Hearing can be defined as the perception of sound energy via the brain and central nervous system. Hearing consists of two components: identification of sounds (what the sound is) and localisation of those sounds (where the sounds are coming from). The ear is divided into three main parts – the outer ear, the middle ear, and the inner ear. The inner ear is filled with fluid. The inner ear also contains the receptors for sound which convert fluid motion into electrical signals known as action potentials that are sent to the brain to enable sound perception. Aby tedy došlo ke slyšení, musí být zvukové vlny šířené vzduchem vedeny směrem k vnitřnímu uchu a přeneseny do něj. Úkolem vnějšího a středního ucha je přenášet zvuk do vnitřního ucha. Pomáhají také kompenzovat ztrátu zvukové energie, ke které přirozeně dochází při přechodu zvukových vln ze vzduchu do vody, tím, že během procesu přenosu zvuku zvukovou energii zesilují. Kromě přeměny zvukových vln na nervové akční potenciály je vnitřní ucho zodpovědné také za smysl pro rovnováhu, který souvisí s našimi obecnými schopnostmi rovnováhy a koordinace.

Anatomie ucha

Vnější ucho

Vnější ucho funguje jako trychtýř, který vede vibrace vzduchu k bubínku. Má také funkci lokalizace zvuku. Lokalizace zvuku pro zvuky přicházející zleva nebo zprava je určena dvěma způsoby. Za prvé, zvuková vlna dorazí k uchu, které je blíže zvuku, o něco dříve než k druhému uchu. Za druhé, zvuk je méně intenzivní, když dosáhne druhého ucha, protože hlava působí jako zvuková bariéra a částečně narušuje šíření zvukových vln. Všechny tyto signály mozek integruje a určuje tak polohu zdroje zvuku. Proto je obtížné lokalizovat zvuk pouze jedním uchem. Vnější ucho se skládá z boltce a zvukovodu.

Boltec

Boltec je nápadný lalok krytý kůží, který se nachází na boku hlavy a je navenek viditelnou částí ucha. Kromě ušního lalůčku je tvarována a podepřena chrupavkou. Sbírá zvukové vlny a odvádí je do vnějšího zvukovodu prostřednictvím vzorů vytvořených na boltci, známých jako vrtulky a prohlubně. Jeho tvar také částečně stíní zvukové vlny, které se k uchu blíží zezadu, a umožňuje tak člověku rozeznat, zda zvuk přichází přímo zepředu nebo zezadu.

Ušní kanálek

Ušní kanálek je u dospělého člověka dlouhý zhruba 3 cm a má mírně esovitý tvar. V místě svého ústí je podepřen chrupavkou a po zbytek délky kostí. Kůže lemuje zvukovod a obsahuje žlázy produkující sekret, který se mísí s odumřelými kožními buňkami a vytváří cerumen (ušní maz). Cerumen spolu s jemnými chloupky, které chrání vstup do zvukovodu, pomáhá zabránit tomu, aby se vzdušné částice dostaly do vnitřních částí zvukovodu, kde by se mohly hromadit nebo poranit ušní bubínek a narušit sluch. Cerumen obvykle zasychá a vypadává z zvukovodu. Někdy se však může stát nárazem a narušit sluch.

Informace o opětovném publikování našich obrázků

Střední ucho

Střední ucho se nachází mezi vnějším a vnitřním uchem. Od zvukovodu vnějšího ucha je odděleno bubínkem (ušním bubínkem). Střední ucho funguje tak, že přenáší vibrace bubínku do tekutiny vnitřního ucha. Tento přenos zvukových vibrací umožňuje řetězec pohyblivých malých kůstek, tzv. kostiček, které se rozprostírají napříč středním uchem, a jim odpovídající malé svaly.

Tympanická membrána (ušní bubínek)

Typpanická membrána je obecně známá jako ušní bubínek a odděluje zvukovod od středního ucha. Má průměr asi 1 cm a na vnějším povrchu je mírně konkávní (zahnutá dovnitř). V reakci na zvuk volně vibruje. Membrána je silně inervovaná, takže je velmi citlivá na bolest. Aby se membrána mohla při nárazu vzduchu volně pohybovat, musí být klidový tlak vzduchu na obou stranách bubínku stejný. Vnější strana membrány je vystavena atmosférickému tlaku (tlaku prostředí, ve kterém se nacházíme) prostřednictvím sluchové trubice, takže dutina, ve které se nachází, nazývaná bubínková dutina, je spojitá s buňkami v oblasti čelisti a krku. Za normálních okolností je sluchová trubice zploštělá a uzavřená, ale při polykání, zívání a žvýkání se trubice otevírá a vzduch může do bubínkové dutiny vstupovat nebo ji opouštět. Toto otevření sluchové trubice umožňuje vyrovnání tlaku vzduchu ve středouší s atmosférickým tlakem, takže se tlaky na obou stranách bubínku vzájemně vyrovnají. Nadměrný tlak na obou stranách bubínku tlumí sluchový vjem, protože bubínek nemůže volně vibrovat. Při rychlých změnách vnějšího tlaku, například během letu letadlem, může bubínek bolestivě vyboulit, protože jak se mění tlak vně ucha, tlak ve středouší zůstává nezměněn. Zívání nebo polykání v tomto případě otevírá sluchovou trubici, což umožňuje vyrovnání tlaku na obou stranách bubínku a zmírnění tlakové deformace, protože bubínek „naskočí“ zpět na své místo. Vzhledem k tomu, že sluchová trubice spojuje oblast čelisti/krku s uchem, umožňuje relativně snadné šíření infekcí krku do středního ucha. Infekce středního ucha je u dětí častá, protože jejich sluchové trubice jsou ve srovnání s dospělými relativně krátké. To vede k hromadění tekutiny ve středouší, které je nejen bolestivé, ale také narušuje přenos zvuku přes střední ucho. Pokud se infekce neléčí, může se z buněk v blízkosti čelisti rozšířit a způsobit meningitidu (zánět mozkové výstelky). Infekce středního ucha může také způsobit splynutí ušních kůstek, což má za následek ztrátu sluchu.

Sluchové kůstky a svaly

Bubínková dutina obsahuje tři nejmenší kosti a dva nejmenší svaly těla. Kůstky se označují také jako sluchové kůstky a spojují bubínek s vnitřním uchem. Od nejvzdálenější po nejvnitřnější se kosti nazývají malleus, incus a stapes.

• Malleus: Malleus je připojen k ušnímu bubínku. Má rukojeť, která se připevňuje k vnitřnímu povrchu bubínku, a hlavici, která je zavěšena na stěně bubínkové dutiny.
• Incus: Kůstka se připevňuje k vnitřnímu povrchu bubínku: Na straně blíže k bubínku je incus spojen s kladívkem a na straně blíže k vnitřnímu uchu se stapes.
• Stapes: Stapes má oblouk a nožičku. Tuto nožičku drží prstencovitý kus tkáně v otvoru zvaném oválné okénko, který je vstupem do vnitřního ucha.
• Stapedius a Tensor tympani: Stapedius je sval vnitřního ucha, který se nasazuje na stapes. Tensor tympani je sval vnitřního ucha, který se nasazuje na kladívko.

Převod vibrací zvukových vln na pohyb tekutiny ve vnitřním uchu

Při vibracích bubínku v reakci na vzduchové vlny se uvádí do pohybu řetězec kůstek vnitřního ucha o stejné frekvenci. Frekvence pohybu se přenáší z bubínku na oválné okénko (další struktura v uchu), což vede k tomu, že při každé vibraci je na oválné okénko vyvíjen tlak. To vyvolává vlnovité pohyby tekutiny ve vnitřním uchu o stejné frekvenci jako původní zvuková vlna. Aby se však tekutina dala do pohybu, je zapotřebí většího tlaku, takže tlak musí být zesílen. Toto zesílení tlaku vzdušné zvukové vlny k uvedení tekutiny do pohybu v hlemýždi souvisí se dvěma mechanismy. Za prvé, povrch bubínku je mnohem větší než povrch oválného okénka. Kromě toho pákový účinek kostiček značně zvyšuje sílu působící na oválné okénko. Dodatečný tlak vzniklý těmito mechanismy je dostatečný k tomu, aby uvedl hlemýžďovou tekutinu do pohybu.

Vnitřní ucho

Vnitřní ucho je nejhlubší částí celého ucha a nachází se v místě zvaném kostěný labyrint, což je labyrint kostěných průchodů lemovaných sítí masitých trubic známých jako membránový labyrint. Mezi kostěným a blanitým labyrintem se nachází polštářek tekutiny zvané perilymfa, zatímco uvnitř samotného blanitého labyrintu se nachází tekutina zvaná endolymfa. Uvnitř vnitřního ucha se nachází komůrka zvaná předsíň, která hraje důležitou roli při vnímání rovnováhy. Rovnováze se dále věnujeme v tomto článku. (Rovnováha – koordinace a rovnováha)

Hlemýžď

Z předsíně vychází hlemýžď, který je někdy označován jako orgán sluchu, protože je to část celého ucha, která skutečně převádí zvukové vibrace na sluchový vjem. Hlemýžď má tvar šnečí spirály, takže delší hlemýžď se vejde do uzavřeného prostoru. V základu je široký asi 9 mm a vysoký 5 mm a obtáčí se kolem části houbovité kosti zvané modiolus. Modiolus má tvar šroubu, jehož závity tvoří spirálovitou plošinu, která podpírá hlemýžď, jenž je masitý a není schopen se sám udržet.

Komory hlemýždě

Hlemýžď obsahuje tři komory naplněné tekutinou a oddělené membránami. Horní komora, scala vestibule, a dolní komora, scala tympani, jsou vyplněny perilymfou. Scala tympani je kryta sekundární bubínkovou membránou. Střední komora je scala media neboli hlemýžďový kanál. Místo perilymfy je vyplněna endolymfou.

Cortiho orgán

Cortiho orgán je podepřen membránou zvanou bazilární membrána. Je velký asi jako hrášek a funguje jako převodník, který převádí vibrace na nervové impulsy. Má vláskové buňky a podpůrné buňky. Vláskové buňky mají na svém apikálním povrchu dlouhé tuhé mikrovlásky zvané stereocilie. Mikrovilie jsou jemné vláskovité struktury na buňkách, které pomáhají zvětšovat povrch buněk. Na vrcholu těchto stereocilií je rosolovitá membrána zvaná tektoriální membrána. Podél Cortiho orgánu se spirálovitě vinou čtyři řady vláskových buněk. Z nich je asi 3500 vnitřních vláskových buněk (VVB), z nichž každá má shluk 50-60 stereocilií odstupňovaných od krátkých po vysoké. Dalších 20 000 vnějších vláskových buněk (OHC) je uspořádáno ve třech řadách naproti IHC. Každá OHC má asi 100 stereocilů, jejichž špičky jsou zapuštěny do tektoriální membrány nad nimi. Tyto vnější vláskové buňky upravují odezvu hlemýždě na různé zvukové frekvence tak, aby umožnily přesnější funkci vnitřních vláskových buněk. Fyziologické mechanismy, kterými vláskové buňky v hlemýždi působí na sluch, jsou podrobněji popsány níže. (Fyziologie vnitřního ucha)

Fyziologie středního ucha

Koncentrace energie

Úkolem sluchových kůstek ve středním uchu je koncentrovat energii vibrujícího bubínku tak, aby na jednotku plochy oválného okénka působila větší síla, jak bylo popsáno výše.

Ochrana vnitřního ucha

Kromě toho plní sluchové kůstky a k nim přilehlé svaly také ochrannou funkci. V reakci na hlasitý zvuk tensor tympani vtáhne bubínek dovnitř a napne jej. Současně stapedius omezuje pohyb stapes. Tyto činnosti svalů se souhrnně označují jako tympanický reflex. Tento reflex tlumí přenos vibrací z bubínku do oválného okénka. Předpokládá se, že tympanický reflex je evoluční adaptací na ochranu před hlasitými, ale pomalu vznikajícími zvuky, jako je například hrom. Protože však má časové zpoždění asi 40 ms, není dostatečně rychlý na ochranu vnitřního ucha před náhlými hlasitými zvuky, jako je například výstřel. Rovněž dostatečně nechrání uši před trvajícími hlasitými zvuky, jako je hluk z továrny nebo hlasitá hudba. Tyto zvuky mohou nevratně poškodit stereocílie vláskových buněk ve vnitřním uchu, což vede ke ztrátě sluchu.

Koordinace řeči se sluchem

Svaly středního ucha také pomáhají koordinovat řeč se sluchem, aby zvuk naší vlastní řeči nebyl tak hlasitý, že by poškodil naše vnitřní ucho a přehlušil tiché nebo vysoké zvuky z jiných zdrojů. Ve chvíli, kdy se chystáme promluvit, dá mozek signál svalům středního ucha, aby se stáhly a ztlumily sluch v koordinaci se zvukem našeho vlastního hlasu. Díky tomu můžeme slyšet ostatní lidi, zatímco sami mluvíme.

Fyziologie vnitřního ucha

Vláskové buňky hlemýždě

Jak již bylo zmíněno, hlemýžď je orgán, který umožňuje vnímání zvuku. Fyziologie hlemýždě se točí kolem fungování vnitřních a vnějších vláskových buněk hlemýždě. Kromě samotných buněk existuje několik dalších součástí hlemýždě, které přispívají ke schopnosti slyšet.

Úloha vnitřních vláskových buněk

Vnitřní vláskové buňky přeměňují mechanickou sílu zvuku (vibrace hlemýždí tekutiny) na elektrické impulsy sluchu (akční potenciály vysílající sluchové zprávy do mozku). Komunikují s nervovými vlákny, která tvoří sluchový nerv vedoucí do mozku. Když se zvýší rychlost uvolňování neurotransmiterů (chemických látek uvolňovaných buňkami v reakci na podněty) z těchto vláskových buněk, zvýší se i rychlost střelby v nervových vláknech. K tomu dochází, když se napětí vláskových buněk zvýší. Naopak, když je napětí vláskových buněk zápornější, uvolňují vláskové buňky méně neurotransmiterů a rychlost vypalování v nervových vláknech se snižuje.

Úloha vnějších vláskových buněk

Na rozdíl od vnitřních vláskových buněk nesignalizují vnější vláskové buňky mozku příchozí zvuky. Místo toho se aktivně a rychle prodlužují v reakci na změny napětí buněčné membrány. Toto chování je známé jako elektromotorika. Když se vnější vláskové buňky prodlužují, pohyb bazilární membrány se zesiluje. Předpokládá se, že tato modifikace bazilární membrány zlepšuje a vylaďuje stimulaci vnitřních vláskových buněk. Vnější vláskové buňky tedy posilují receptory vnitřních vláskových buněk, zvyšují jejich citlivost na intenzitu zvuku a činí je vysoce rozlišujícími mezi různými výškami zvuku.

Další složky fyziologie hlemýždě

Činnost vnitřních a vnějších vláskových buněk je možná prostřednictvím různých dalších složek v hlemýždi. Jejich klíčové složky jsou uvedeny následovně:

Bazilární membrána

Vibrace sluchových kůstek, jak již bylo popsáno, vede nakonec prostřednictvím sledu řetězových reakcí k vibracím bazilární membrány, na které spočívají vláskové buňky. Během kmitání sluchových kůstek se stapes rychle rozkmitá dovnitř a ven, což vede k rozkmitání bazilární membrány dolů a nahoru a k rozkmitání sekundární bubínkové membrány ven a dovnitř. K tomu může docházet až 20 000krát za sekundu.

Endolymfa

Aby vnitřní vláskové buňky správně fungovaly, musí být špičky jejich stereocílií omývány endolymfou, která má mimořádně vysokou koncentraci draselných iontů (K+), což vytváří silný elektrochemický gradient (velký rozdíl napětí) od špičky k bázi vláskové buňky. Tento elektrochemický gradient dodává vlasové buňce energii, která jí umožňuje fungovat. Interakce mezi stereociliemi a endolymfou je dále popsána níže. (Stereocilie)

Tektoriální membrána

Stereocilie vnějších vláskových buněk mají své špičky zapuštěné do tektoriální membrány, zatímco stereocilie vnitřních vláskových buněk se k membráně velmi přibližují. Tektoriální membrána je ukotvena ke struktuře zvané modiolus, která ji udržuje v relativním klidu, zatímco bazilární membrána a vláskové buňky vibrují. Vibrace bazilární membrány proto způsobují střih vláskových buněk proti tektoriální membráně a ohýbání stereocílií vláskových buněk dopředu a dozadu.

Stereocílie

Na vrcholu každé stereocílie vnitřních vláskových buněk se nachází protein, který funguje jako mechanicky bráněný iontový kanál. Kromě toho se zde nachází jemné natahovací bílkovinné vlákno známé jako špičkový článek, které se jako pružina táhne od iontového kanálu jednoho stereocilií ke straně streocilií vedle něj. Na každé vnitřní vláskové buňce se výška stereocilií postupně zvyšuje, takže všechny kromě těch nejvyšších mají špičkové články vedoucí k vyšším stereociliím vedle nich. Když se vyšší stereocilium odkloní od kratšího, zatáhne za špičkový článek, takže se otevře iontový kanál kratšího stereocilia. Endolymfa, kterou jsou stereocilie omývány, má velmi vysokou koncentraci K+ iontů, takže po otevření kanálu dochází k rychlému toku K+ do každé vláskové buňky. Díky tomu je napětí vláskové buňky při otevření kanálu kladné. Když je stereocilium ohnuto na druhou stranu, kanál se uzavře a napětí buňky se stane záporným. Když je napětí buňky kladné, vnitřní vláskové buňky uvolňují neurotransmiter, který stimuluje smyslové nervy na bázi vláskové buňky. To vede ke vzniku akčních potenciálů v hlemýždím nervu.

Transdukce zvuku

Převod zvukové energie na nervový signál, který mozek interpretuje jako zvukový vjem, jak je popsáno výše, se nazývá transdukce zvuku. Tento proces shrnuje následující schéma:

Smyslové kódování

Hlasité a tiché zvuky

Cortiho orgán nám umožňuje rozlišovat mezi různou intenzitou zvuku. Hlasité zvuky vyvolávají silnější vibrace Cortiho orgánu, a tím vzrušují větší počet vláskových buněk na větší ploše bazilární membrány. To vede k vysoké frekvenci akčních potenciálů iniciovaných v hlemýždím nervu. Intenzivní aktivita v nervových vláknech hlemýždě z rozsáhlé oblasti Cortiho orgánu je proto mozkem detekována a interpretována jako hlasitý zvuk. Pro detekci tichých zvuků platí opačný postup.

Vysokofrekvenční vs. nízkofrekvenční zvuky

Bazilární membrána nám umožňuje rozlišovat mezi vysokofrekvenčními a nízkofrekvenčními zvuky. Membrána je protkána krátkými tuhými vlákny různé délky. Na svém dolním konci je bazilární membrána připojena, je úzká a tuhá. Na horním konci je však nepřipevněná, širší a pružnější. Vibrace jedné oblasti bazilární membrány způsobí vlnu vibrací, která se šíří po její délce a zpět. To se označuje jako stojatá vlna a je to podobné, jako když na jednom konci struny zabrnkáte na strunu, což způsobí vlnovou vibraci (jako u kytary). Vrcholová amplituda stojaté vlny je u nízkofrekvenčních zvuků blízko horního konce a u vysokofrekvenčních zvuků blízko dolního konce. Když mozek přijímá signály především z vnitřních vláskových buněk na horním konci, interpretuje tento zvuk jako nízkofrekvenční. Stejně tak když mozek přijímá signály převážně z vnitřních vláskových buněk na dolním konci, interpretuje zvuk jako vysokofrekvenční. V každodenním životě nejsou řeč, hudba a další běžné zvuky čistými tóny. Místo toho vytvářejí v bazilární membráně složité vzorce vibrací, které musí mozek dekódovat a interpretovat.

Rovnováha: Přestože ucho považujeme za smyslový orgán pro slyšení, původně se nevyvinulo za tímto účelem. Místo toho bylo původně adaptací pro koordinaci a rovnováhu, souhrnně označovanou jako smysl pro rovnováhu. Hlemýžď, struktury středního ucha a následná sluchová funkce ucha se u obratlovců vyvinuly až později. U člověka jsou části ucha, které umožňují smysl pro rovnováhu, vestibulární aparát (nebo vestibulum). Ten se skládá ze tří polokruhovitých kanálků a dvou komor – váčku a ušního boltce. Smysl pro rovnováhu má dvě složky. Jednou z nich je statická rovnováha, která se vztahuje ke schopnosti rozpoznat směr hlavy, když se tělo nepohybuje. Druhou je dynamická rovnováha, která se týká vnímání pohybu nebo zrychlení. Zrychlení lze zase rozdělit na lineární zrychlení, což je změna rychlosti (rapidity) v přímce, a úhlové zrychlení, což je změna rychlosti rotace hlavy. Sakula a utrikulum detekují statickou rovnováhu a lineární zrychlení, zatímco polokruhové kanálky detekují pouze úhlové zrychlení.

Sakula a utrikulum

Sakula i utrikulum obsahují malý okrsek vláskových buněk a jejich podpůrných buněk, které se souhrnně nazývají makula. Makula ležící vertikálně na stěně sakuly se nazývá macula sacculi, zatímco makula ležící horizontálně na dně utrikulu se nazývá macula utriculi. Každá vlásková buňka makuly má asi 40-70 stereocilií (struktur na vláskových buňkách, které vnímají mechanické podněty) a také jedno pravé cilium (ocasní výběžek buňky), které se nazývá kinocilium. Konce stereocilií a kincilií jsou uloženy v rosolovité membráně zvané otholitová membrána. Tato membrána je zatížena granulemi, které se označují jako otolity. Otolity zvyšují hustotu a setrvačnost membrány a pomáhají při vnímání gravitace a pohybu.

Detekce záklonu hlavy

Horizontální záklon hlavy detekuje macula utriculi, zatímco vertikální záklon hlavy detekuje macula sacculi. Když je hlava ve vzpřímené poloze, otolitová membrána působí přímo na vláskové buňky a omezuje jejich stimulaci na minimum. Když je však hlava nakloněná, váha membrány ohýbá stereocilie a stimuluje vláskové buňky. Jakákoli orientace hlavy způsobuje kombinaci stimulace ušních boltců a váčků obou uší. Celkovou orientaci hlavy interpretuje mozek porovnáním vstupů z obou orgánů navzájem a s dalšími vstupy z očí a receptorů protažení v krku.

Detekce lineárního zrychlení

Když se po nehybnosti začneme pohybovat vpřed, těžká otolitová membrána makuly utriculi krátce zaostane za ostatními tkáněmi. Když se přestaneme pohybovat, zastaví se i makula, ale otolitová membrána se ještě chvíli pohybuje a ohýbá stereocílie dopředu. Vláskové buňky převádějí tento vzorec stimulace na nervové signály, které jsou přenášeny do mozku, kde jsou interpretovány. Výsledkem je, že mozek interpretuje změny lineární rychlosti (tj. zjišťuje lineární zrychlení). Pokud se začneme pohybovat směrem vzhůru poté, co jsme stáli (například jedeme nahoru ve výtahu), otolitová membrána vertikální makuly sacculi na krátkou dobu zaostane a táhne vláskové buňky dolů. Když se přestaneme pohybovat, otolitová membrána se ještě chvíli pohybuje a ohýbá vláskové buňky směrem vzhůru. Mozek proto přijímá signály z macula sacculi, což mu umožňuje interpretovat vertikální zrychlení.

Polokruhovité kanálky: Detekce rotačního zrychlení

V každém ze tří polokruhových kanálků se nachází polokruhový kanálek. Společně detekují rotační zrychlení. Dva kanálky jsou umístěny vertikálně v pravém úhlu k sobě. Třetí kanál leží pod úhlem přibližně 30 stupňů od vodorovné roviny. Různá orientace těchto tří kanálků způsobuje, že jsou stimulovány různé kanálky podle toho, v jaké rovině se hlava otáčí. Hlavou lze otáčet ze strany na stranu (např. gestikulací „ne“), nahoru a dolů (např. gestikulací „ano“) nebo ji naklánět ze strany na stranu (např. dotykem uší na každé z ramen, postupně). Všechny polokruhové kanálky jsou naplněny tekutinou zvanou endolymfa. Každý kanálek ústí do bubínku a na jednom konci má rozšířený váček zvaný ampula. Uvnitř ampuly jsou vláskové buňky a jejich podpůrné buňky. Ty se označují jako crista ampullaris. Od crista ampullaris se ke stropu ampuly táhne rosolovitá blána zvaná cupula. Stereocilie vláskových buněk jsou uloženy v kupuli. Při otáčení hlavy se kanál otáčí, ale endolymfa v něm zaostává. Endolymfa tak tlačí na kupuli a způsobuje ohýbání stereocílií, což stimuluje vláskové buňky. Po 25-30 sekundách nepřetržité rotace však endolymfa pohyb kanálku dožene a stimulace vláskových buněk ustane.

Dysfunkce ucha

Hluchota

Hluchotou se rozumí ztráta sluchu, která může být dočasná nebo trvalá, částečná nebo úplná.

Konduktivní hluchota

Konduktivní hluchota vzniká, když zvukové vlny nejsou správně vedeny vnější a střední částí ucha, aby uvedly do pohybu tekutinu ve vnitřním uchu. Mezi možné příčiny patří např:

• Fyzické ucpání zvukovodu ušním mazem
• Prasknutí bubínku
• Infekce středního ucha s doprovodným nahromaděním tekutiny
• Omezení pohybu kůstek, v důsledku kostních srůstů mezi stapes a oválným okénkem

Senzorineurální hluchota

Při senzorineurální hluchotě jsou zvukové vlny přenášeny do vnitřního ucha, ale nejsou přeměněny na nervové signály, které jsou mozkem interpretovány jako zvuky. Porucha může spočívat v Cortiho orgánu nebo ve sluchových nervech, vzácně i v některých drahách a částech mozku.

Neurální prebykus

Neurální prebykus je jednou z nejčastějších příčin částečné ztráty sluchu. Jedná se o postupný proces související s věkem, ke kterému dochází v průběhu času, kdy se vláskové buňky používáním „opotřebovávají“. Dokonce i vystavení běžným zvukům dnešní doby může nakonec po dlouhé době poškodit vláskové buňky. Dospělý člověk ztratí do 65 let věku v průměru více než 40 % vláskových buněk hlemýždě. Nejvíce náchylné ke zničení jsou ty vláskové buňky, které zpracovávají vysokofrekvenční zvuky.

Závrať

Závrať označuje pocit otáčení při absenci rovnováhy – jinými slovy závrať. Závrať může být způsobena virovými infekcemi, některými léky a nádory, jako je například akustický neurinom. Závrať může u jedinců vznikat i normálně, a to nadměrnou stimulací polokruhovitých kanálků. U některých jedinců může nadměrná stimulace polokruhovitých kanálků vyvolat také nevolnost z pohybu (automobilová, letecká, mořská nemoc).

Menierův syndrom

Menierův syndrom je onemocnění vnitřního ucha, které ovlivňuje sluch i rovnováhu. Pacienti zpočátku pociťují epizody závratí a tinitu (zvonění v uších) a později se u nich vyvine nízkofrekvenční ztráta sluchu. Příčiny souvisejí s ucpáním kanálku v hlemýždi, který odvádí přebytečnou endolymfu. Ucpání kanálku způsobuje zvýšení endolymfatického tlaku a otok membránového labyrintu, ve kterém se nacházejí vláskové buňky vnitřního ucha.

Léčba nedoslýchavosti

Sluchadla

Sluchadla mohou být užitečná při léčbě převodní hluchoty, ale jsou méně prospěšná u senzorineurální hluchoty. Zvyšují intenzitu zvuků přenášených vzduchem a mohou upravit zvukové spektrum tak, aby vyhovovalo konkrétnímu vzorci ztráty sluchu pacienta na vyšších nebo nižších frekvencích. Systém receptorových buněk a nervových drah však musí být stále neporušený a funkční, aby byl zvuk vnímán, takže sluchadla jsou u senzorineurální hluchoty nepoužitelná.

Kochleární implantáty

V poslední době jsou k dispozici kochleární implantáty. Tyto implantáty jsou elektronická zařízení, která se implantují chirurgicky. Převádějí zvukové signály na elektrické signály, které mohou přímo stimulovat sluchový nerv, a obejít tak vadný systém hlemýždě. Kochleární implantáty nemohou obnovit normální sluch, ale umožňují příjemcům rozpoznávat zvuky. Úspěch může sahat od schopnosti slyšet zvonění telefonu až po schopnost vést telefonický rozhovor.