หูกับการได้ยิน

หูกับการได้ยิน

หูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งรวมถึงมนุษย์เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่ 2 ประการ ซึ่งก็คือ
1. การได้ยินหรือการรับฟังเสียง (Phonoreceptor) โดยสามารถแยกความแตกต่างของคลื่นเสียงได้
2. การทำหน้าที่ทรงตัว รักษาสมดุลของร่างกาย (Statoreceptor)


ส่วนประกอบของหู



หูส่วนนอก

หูส่วนนอก (External ear) ซึ่งประกอบด้วย
1. ใบหู (Pinna) มีหน้าที่ในการรวบรวมคลื่นเสียงที่มาจากที่ต่างๆ ส่งเข้าสู่รูหู ใบหู มีกระดูกอ่อนอีลาสติก เป็นแกนอยู่ภายใน ทำให้โค้งพับงอได้
2. ช่องหู หรือ รูหู (Auditory canal) เป็นส่วนที่อยู่ถัดใบหูเข้ามาจนถึงเยื่อแก้วหู ทำหน้าที่เป็นทางเดินของคลื่นเสียงเข้าสู่หูส่วนกลาง รูหูมีขนและต่อมสร้างขี้หู (Cerumious gland) ทำหน้าที่สร้างขี้หูไว้ดักฝุ่นละออง หรือสิ่งแปลกปลอมไม่ให้เข้าไปในรูหู
3. แก้วหู หรือ เยื่อแก้วหู (Tympanic membrane หรือ Ear drum) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ และเป็นเส้นใยที่มีความยาวเท่าๆกันจึงสั่นสะเทือน เมื่อมีเสียงมากระทบและแยกคลื่นเสียงที่แตกต่างกันได้โดยมีความว่องไวต่อการเปลี่ยนแปลงความดัน แต่จะไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็ว (คลื่นเสียงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลแรงดันในช่องหู)


หูส่วนกลาง

หูส่วนกลาง (Middle ear) เป็นส่วนที่ถัดจากแก้วหูเข้ามา ภายในหูตอนกลางจะมีท่อยูสเทเชียน (Eustachian tube) มีลักษณะเป็นท่อกลวงขนาดเล็ก เชื่อมติดระหว่างคอหอยและหูชั้นกลาง มีหน้าที่ปรับความดันภายในหูให้ภายในหูมีความดันเท่ากับความดันภายนอก ถ้าหากระดับความดันของทั้งสองแห่งไม่เท่ากัน จะมีผลทำให้รู้สึก หูอื้อ และถ้าเกิดความแตกต่างมากจะทำให้รู้สึกปวดหู ภายในหูส่วนกลางนี้มีกระดูก 3 ชิ้นคือ กระดูกค้อน (Malleus) กระดูกทั่ง (Incus) และกระดูกโกลน (Stapes) เรียงตามลำดับจากด้านนอกเข้าสู้ด้านใน มีหน้าที่ในการขยายการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงให้มากขึ้น และจึงส่งต่อการสั่งสะเทือน เข้าสู่หูส่วนในเพื่อแปลเป็นความรู้สึกเพื่อส่งต่อไปยังสมอง


หูส่วนใน

หูส่วนใน (Internal ear) อยู่ถัดจากหูส่วนกลางเข้ามา หูส่วนในประกอบด้วยท่อขดก้นหอย หรือ คอเคลีย (Cochlea)
ภายในคอเคลียมีเยื่อบาง ๆ 2 ชนิดกั้นทำให้ภายในแยกเป็น 3 ส่วน

1. เยื่อชนิดแรกเรียกว่า เยื่อเบซิล่าร์ (basilar membrane) ยาวประมาณ 30 มิลลิเมตร ตอนกลางจะยึดอยู่กับกระดูกแข็ง สไปรัลลามินา (spiral lamina) ส่วนด้านข้างติดอยู่กับเอ็นสไปรัล (spiral ligament) ที่เยื่อนี้มีอวัยวะพิเศษ เรียกว่า ออร์แกนออฟคอร์ตี (orgam of corti) อวัยวะชิ้นนี้ประกอบด้วยแถวของเซลล์ขน (hair cell) มีลักษณะเป็นเส้นยาว ๆ อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มสองชั้น ปลายเซลล์ขนจะมีซิเลียที่ยาวมากยื่นเข้ามา ในส่วนที่เป็นของเหลว และสัมผัสกับเนื้อเยื่อที่อยู่ตรงด้านตรงข้ามที่เรียกว่าเยื่อแทกทอเรียล (tactorial membrane) แต่ละเซลล์มีซิเลียมากกว่า 200 อัน เมื่อของเหลวในคอเคลียสั่นสะเทือน เยื่อทั้งสองด้านจะเคลื่อนที่ใกล้กันมากขึ้น ทำให้ซิเลียเกิดเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งจะไปทำให้เกิดศักย์กิริยาขึ้นที่เซลล์ประสาท ที่ติดต่ออยู่ด้วย นำกระแสความรู้สึกผ่านเข้าสู่สมองทางเส้น ประสาทออดิทอรี(auditory nerve) ในอัตราที่มากถึง 15,000 ครั้งต่อวินาทีซึ่งเป็นความถี่ของเสียง ที่หูของมนุษย์รับได้

2. เยื่อไรสส์เนอร์ (rissner's membrane) เป็นเยื่อที่ติดอยู่กับผนังด้านในของบริเวณลิมบัส (limbus) และทางด้านข้างติดต่อกับขอบบนของ สไตรอาวาสคิวลาริส (striavas cularis) ดังนั้นระหว่างเยื่อเบซิล่าร์และเยื่อไรสส์เนอร์จะมีช่องเล็กตอนกลางเรียกว่า สกาลามีเดีย (scala media) หรือท่อของคอเคลียจะมีของเหลวอยู่ในช่องนี้ เรียกว่า เอนโดลิมฟ์ (endolymph) ตอนบนของเยื่อไรสส์เนอร์จะมีช่องเวสทิบิวลาร์คะแนล (vestibular canal) และตอนล่างของเยื่อเบซิลาร์จะมีช่องทิมพานิกคะแนล (tympanic canal) เรียกของเหลวที่บรรจุเต็มช่องบนและช่องล่างว่างเพริลิมฟ์ (perilymph) ตอนยอดของก้นหอยโข่งจะมีรูเปิดติดต่อถึงกันได้ระหว่าง ทิมพานิกคะแนลและเวสทิบิวลาร์คะแนล รูนี้เรียกว่า เฮริโคทรีมา (helicotrema) ที่หน้าต่างรูปไข่จะเป็นบริเวณที่เริ่มต้นของเวสทิบิวลาร์คะแนล ส่วนที่หน้าต่างวงกลมจะอยู่ตอนปลายของทิมพานิกคะแนล การสั่นสะเทือนของของเหลวภายในคอเคลียจะเริ่มต้นที่หน้าต่างรูปไข่แล้วเคลื่อนไปตามเวสทิบิวลาร์คะแนล จนถึงยอดของหอยโข่ง จากนี้จะเคลื่อนมาตามทิมพานิกคะแนล จนไปสิ้นสุดที่หน้าต่างวงกลม จะเห็นได้ว่าการสั่นสะเทือนจะเกิดขึ้นต่อเนื่องกันบนเยื่อกั้นทั้งสองด้านที่เป็นที่อยู่ของ เซลล์รับความรู้สึกทางกล ในทิศทางตรงกันข้ามกัน เนื่องจากโครงสร้างที่มีลักษณะพิเศษของคอเคลียดังกล่าวมาแล้ว การสั่นสะเทือนที่ความถี่ระดับหนึ่ง จะมีแนวโน้มที่จะลดลงที่บริเวณหนึ่ง แต่ไปทำให้เพิ่มขึ้นในอีกบริเวณหนึ่งได้ ผลที่ตามมาคือ การสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูง ๆ จะมีผลกระตุ้นเซลล์ขนได้สูงสุด ในบริเวณหน้าต่างรูปไข่ ภายในหูส่วนในยังมีอวัยวะที่ช่วยในการทรงตัว คือ เวสทิบิวล่าร์แอพพาราตัส (Vestibular apparatus)
ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆคือ
1. semicircular canal มีลักษณะเป็นครึ่งวงกลมภายในบนนจุของเหลง endolymph ในส่วนที่นูนออกมาบริเวณปลายจะมี hair cell อยู่
2. utricle , saccule อยู่ทางด้านหน้า ของข้อ1 มีกล้อง Ca เล็กอยู่และ hair cell ภายใน semicircular canal มี endolymph เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาทำให้ขนของ hair cell เบนไปมาทำให้เกิดคลื่นกระแสประสาทส่งไปยังสมองเพื่อควบคุมการทรงตัว ถ้าหากหมุนตัวหลายๆรอบ จะทำให้ระบบส่วนนี้ทำงานผิดปรกติทำให้เกิดอาการมึนงง


การสั่นสะเทือน


ส่วนการสั่นสะเทือนที่มีความถี่ต่ำจะมีผลกระตุ้นมากที่สุดตรงปลายด้านในสุดของคอเคลีย การสั่นสะเทือนที่มีความถี่ปานกลาง จะมีผลกระตุ้นได้มากที่สุดตรงบริเวณกึ่งกลางระหว่างหน้าต่างรูปไข่และปลายด้านในสุดของคอเคลีย เนื่องจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่บริเวณต่าง ๆ ของคอเคลียนำกระแสความรู้สึกเข้าสู่บริเวณสมองคนละตำแหน่ง ดังนั้นผลที่สมองแปลออกมาจึงสามารถบอกถึงความแตกต่าง ของระดับความถี่ของคลื่นเสียงที่มากระตุ้นได้ ของเหลวในเอนโดลิมฟ์ที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกับของเหลวในเซลล์แต่มีโปรตีนน้อยกว่า ซึ่งตรงกันข้ามกับ เฟริลิมฟ์ที่มี Na+ และโปรตีนสูง





รูปร่างของคอเคลียสามารถจะบอกช่วงความถี่ของคลื่นเสียงที่หู สามารถตอบสนองได้ ของมนุษย์ระหว่าง 20 - 20,000 รอบต่อวินาที แมวอยู่ระหว่าง 50,000 รอบต่อวินาที ค้าวคาวและปลาโลมา มีความสามารถรับความถี่ได้สูงมากถึง 100,000 รอบต่อวินาที เสียงที่ดังมาก ๆ เมื่อเข้ามากระทะแก้วหู การสั่นสะเทือนที่รุนแรงของของเหลวในหูส่วนในอาจทำให้ซิเลียของเซลล์ขนฉีกขาดได้ ทำให้สูญเสียการรับเสียงในช่วงความถี่นั้น ๆ ได้ หูของมนุษย์มีชุดกล้ามเนื้อที่สามารถลดการเคลื่อนที่อย่างรุนแรงของกระดูกโกลนเมื่อได้รับการกระตุ้นของเสียงอย่างรุนแรงได้บ้าง การสูญเสียเซลล์ขนจำนวนมากจะไม่สามารถสร้างกลับคืนมาได้ใหม่ อาจเกิดขึ้นได้กับมนุษย์ เนื่องจากความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่น เสียงเครื่องจักรกลในโรงงานใหญ่ เสียงเครื่องบินเร็วกว่าเสียง เช่นเครื่องบินไอพ่น เสียงจากท่อไอเสียของรถจักรยานยนต์ และรถแข่ง รวมทั้งเสียงดนตรีในแหล่งสถานบันเทิง

การทำงานของหู เริ่มจาก เสียงจะเข้าไปในรูหูผ่านใบหู หลังจากนั้น ก็จะไปสั่นที่แก้วหู หลังจากนั้นแก้วหูก็จะไปสั่นกระดูกทั่ง ค้อน และ โกลน หลังจากนั้น กระดูกโกลนและจะไปสั่นคอเคลีย ของเหลวในคอเคลียจะไปสั่นเซลล์ขนในคอเคลีย เซลล์ขนจะแปรความสั่นสะเทือนเป็นกระแสไฟฟ้าและส่งไปยังเส้นประสาท กระแสไฟฟ้าจะเดินทางผ่านเส้นประสาทและไปที่ไปที่สมอง เพื่อให้สมองแปรเป็นข้อมูล