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意外と知られていない耳の仕組み

音は空気の振動という話を聞いたことのある方も多いのではないでしょうか。それでは、その空気の振動がどのように音として聞こえているのか知っていますか?今回は耳の仕組みについて、特に聴覚機能に注目して、その構造と働きをご紹介していきます。

耳というと、顔の外側に出っ張っている部分と耳の穴のみを認識している方も少なくないのではないでしょうか。一言で”耳”と言っても、耳には3つの空間があり、その中には耳小骨や蝸牛などさまざまな器官が存在しています。今回は聴覚機能について焦点を当てるため詳しくはご紹介しませんが、耳にはさらに、三半規管や耳石など平衡機能に関わる器官も含まれます。


聴覚機能として、アンテナのように広がった耳で集められた音は、耳の穴を通って外耳を進んでいきます。空気の振動が鼓膜に達すると、鼓膜の裏にある耳小骨によって振動が増幅され、さらに奥にある蝸牛を揺らすことで、空気の振動を電気信号へと変換する有毛細胞まで伝えていきます。

意外と大きくて複雑な仕組みの耳。今回は先にまとめたものをご案内します。

・外耳:音(空気の振動)を集め、鼓膜へと伝える
・中耳:鼓膜の振動を耳小骨に伝え、音を増幅させると同時に鼓膜の調整も行う
・内耳:空気の振動を電気信号に変換する有毛細胞によって、音を脳へ伝える

聞きなれない言葉が出てきたかもしれませんね、この流れについて、もう少し詳しくみていきましょう。

外耳

一般に”耳”と認識されているものは、正確には耳を3つに分けたうちの1つです。

顔より外側に出っ張っている部分(耳介:じかい)と、耳の穴から鼓膜までを含めて外耳と呼びます。

耳介では、パラボラアンテナのように外側に広がることで、効率よく音を集めることが可能になっています。それと同時に、音がどの方向からきているのかを判断する助けもしています。耳介で集音され、空気の振動として外耳を進んだ音は、その突き当たりにある鼓膜を振動させます。

中耳

鼓膜より奥の空間を中耳と呼びます。中耳には鼓膜と3つの耳小骨(じしょうこつ)が含まれます。

耳小骨とは、中耳にある非常に小さい骨で、鼓膜側からツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨の3つの骨が並んでいます。鼓膜の振動が、ツチ骨から順番に伝わっていくことで、音が数十倍に増幅され、内耳にある蝸牛(かぎゅう)へと伝わっていきます。
このとき、耳小骨の周りにある筋肉は、大きすぎる音を感知すると、抑える働きもしています。

中耳の働きは、音の増幅と鼓膜の調整です。中耳には耳管という管があり、鼻の奥とつながっています。耳管は通常閉じていて、内耳を閉じた空間に保っていますが、外の気圧が変化したときには耳管が開いて、中耳の中の圧力を調整します。

外界の気圧が高ければ、鼓膜は内側に押され、逆に気圧が低ければ鼓膜は外側に張り出してしまいます。すると、鼓膜が正常に振動できなくなり、音が伝わりづらくなってしまいます。これを防ぐのが中耳のもう1つの仕事です。

内耳


内耳には蝸牛というカタツムリの殻のような器官があります。蝸牛の中はリンパ液があり、耳小骨から伝わった振動が蝸牛に伝わることで、このリンパ液を揺らします。蝸牛の中にはさらに有毛細胞という細胞があり、リンパ液の揺れを感知します。有毛細胞には数本の毛と神経線維があり、毛で感知した揺れの高低や強弱を判断して電気信号に変換し、神経を通して脳へと伝えていきます。

身体を巡る神経は、すべて電気信号によって伝わっています。聴覚も同じで、電気信号に変換されるまでは脳に伝わりません。音を処理しているのは脳であり、つまり有毛細胞がなければ、ここまで伝わってきた音も音として認識されないのです。


今回のポイントは次の3つです。

・外耳:音(空気の振動)を集め、鼓膜へと伝える
・中耳:鼓膜の振動を耳小骨に伝え、音を増幅させると同時に鼓膜の調整も行う
・内耳:空気の振動を電気信号に変換する有毛細胞によって、音を脳へ伝える

耳は意外と大きく広く、とても精巧に作られた器官なのです。


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