فيزيولوجيا الأذن (السمع)

بحث متقدم

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

فيزيولوجيا الأذن (السمع)

فيزيولوجيا اذن (سمع)

physiology of the ear (hearing) - physiologie de l'oreille (audition)

فيزيولوجيا الأذن (السمع)

فادي عباس

فيزيولوجيا السمع

الغشاء الطبلي

وظيفة نفير أوستاش

تؤدي الأذن وظيفتين:

1- هي عضو السمع الوحيد.

2- هي جزءٌ مهم من جهاز حفظ التوازن إذ يعمل القسم الدهليزي من الأذن الباطنة مع أعضاء أخرى لتوفير حفظ التوازن. ويقتصر هذا البحث على فيزيولوجيا السمع.

فيزيولوجيا السمع:

قبل البدء بالكلام عن فيزيولوجيا السمع من المفيد ذكر كلمة عن الوحدة التي تقاس بها شدة الصوت التي تدعى الديسيبل decibel وتختصر بـ db.

تستطيع الأذن السليمة سماع أصوات ذات شدات متفاوتة جداً فشدة أقوى صوت تسمعه الأذن أكثر بترليون مرة عن شدة أخفت صوت تستطيع سماعه، وهو الذي يطلق عليه اسم العتبة threshold. لذلك وتخفيفاً للأرقام استُعملت الطريقة اللوغاريتمية في قياس شدة الصوت؛ فشدة الصوت بالـ بل bell هي اللوغاريتم العشري لنسبة شدة هذا الصوت إلى صوت مرجعي هو وسطي الشدة الأخفت التي يسمع بها الأصحاء ذلك التواتر، والديسيبل هو عشرة أمثال لوغاريتم هذه النسبة. ولما كانت شدة intensity الصوت تتناسب ومربع الضغط pressure الذي يطبقه الصوت مقيساً بالدينه dyne على مساحة من السطح قدرها 1/سم2 فتكون المعادلة:

ديسيبل = 10 لغ ش1/ش2 = 10لغ (1ض2/2ض2) = 20لغ ض1/ض2

Ndecibels= 10log I₂/I₁ = 10log ²p₂/²p₁= 20log P₂/P₁

وهذا يعني أن ازدياد شدة الصوت 10 مرات يعني ازدياد 10 ديسيبل، وإذا كانت الشدة 20 ديسيبل فهو أشد بمئة مرة، وإذا كانت 30 ديسيبل فهو أشد بـ 1000 مرة، وإذا كانت 120 ديسيبل فهو أشد بترليون مرة.

ولتكوين فكرة عملية نقول: إنّ شدة صوت الكلام العادي هي بحدود 40 - 50 ديسيبل، وشدة صوت محرك الطائرة نحو 100 ديسيبل.

الأذن الخارجية:

الشكل (1)

الصيوان auricle قليل التأثير في تقوية الصوت الوارد في الإنسان، وعمله في آلية تعيين مصدر الصوت الذي يتم بالفارق الزمني القصير جداً بين وصول الصوت إلى الأذنين وذلك نتيجة التصالب الذي يحدث في الطريق العصبي المركزي عند مستوى الزيتونة العلوية superior olive لذا فإن المصاب بفقد السمع في إحدى الأذنين يلاقي صعوبة في تحديد مصدر الصوت. أما إذا كان مصدر الصوت على الخط المتوسط أمام الشخص أو خلفه أو فوقه فيصل الصوت إلى الأذنين في آن واحد ويتم تعيين مصدر الصوت عندئذ باختلاف الظل الصوتي الذي يسببه صيوان الأذن للصوت الوارد.

نفق السمع الظاهر :external auditory canal

يجعل الأذن الوسطى والأذن الباطنة في موضع عميق في الرأس، بعيداً عن الأذيات الخارجية وضمن عظم صلب.

شكله من حيث الفيزياء الصوتية شكل مزمار مغلق من جهة واحدة، التواتر الطنيني resonance frequency لمزمار من هذا النوع هو تواتر طول موجته أربعة أمثال طوله، وإذا حُسب هذا التواتر وجد أنه ضمن تواترات الكلام مما يجعل مرور هذه التواترات ضمن نفق السمع الظاهر أسهل من التواترات المسموعة الأخرى، وتكون بذلك عتبة سماعها أقل شدة من سواها وتكون الأذن أكثر حساسية لها.

وانسداد نفق السمع الظاهر انسداداً تاماً يسبب نقصاً في السمع قد يبلغ (40) ديسيبل.

الغشاء الطبلي :tympanic membrane

يفصل نفق السمع الظاهر عن الأذن الوسطى. تصطدم اهتزازات الأصوات به فينعكس قسم منها ويجتازه قسم يدخل الأذن الوسطى بأحد طريقين: الطريق الأول هو اجتياز مباشر عن طريق هواء الأذن الوسطى إلى النافذة المدورة وهو طريق قليل الفعالية جداً في الأذن السليمة ويزداد تأثيره في حالة انثقاب الغشاء الطبلي انثقاباً واسعاً. والطريق الثانية - وهي الفعالة فيزيولوجيّاً في الأذن السليمة - هي انتقال الاهتزازات الصوتية من الغشاء الطبلي عن طريق عظيمات الأذن الوسطى الثلاث إلى النافذة البيضية. وحدوث انثقاب في الغشاء الطبلي يسبب نقصاً في السمع يتناسب ومساحة الانثقاب وهو يراوح بين (5) و(20) ديسيبل إذا كانت عظيمات الأذن الوسطى سليمة. إن سلامة العظيمات من حيث اتصالها وحركتها أكثر أهمية للسمع من انثقاب الغشاء الطبلي.

الأذن الوسطى :middle ear

يسبب انتقال الأمواج الصوتية من وسط غازي إلى وسط سائل ضياعاً كبيراً من قدرتها إذ إن معظمها (99.9%) ينعكس عند سطح السائل ولا يخترقه إلا جزء ضئيلٌ جداً منه. يبدو هذا واضحاً بعدم سماع السابح ضمن الماء الأصوات الموجودة خارج الماء في حين يسمع أضعف الأصوات الناشئة ضمن الماء. والصيادون يعرفون هذه الظاهرة فالأصوات خارج الماء لا تؤدي إلى هرب الأسماك. مثل هذه الحادثة تجري في الأذن، فالأمواج الصوتية الواردة في الهواء يجب أن تتحول إلى اهتزازات في اللمف المحيطي (perilymph endolymph) واللمف الجواني لتؤثر في النهايات العصبية السمعية. ويسبب هذا الانتقال ضياعاً كبيراً في قدرة الصوت يقدر بـ 99.9% مما يعادل خسارة قدرها 30 ديسيبل. ووظيفة الأذن الوسطى أن تقوم بتضخيم الصوت الوارد بزيادة قدرة موجاته الواصلة من غشاء الطبل لتعوّض أكبر قدر ممكن من هذه الخسارة ويتم ذلك بالآليتين التاليتين:

1- آلية الرافعة :lever effect

تتحرك قبضة المطرقة مع اهتزازات غشاء الطبل حين ورود الصوت لأنها ملتصقة التصاقاً صميميّاً به، تنتقل الحركة إلى النتوء الطويل للسندان بما يشبه انتقال الحركة في الرافعة من ذراع إلى ذراع.

تمثل قبضة المطرقة الذراع الطويلة لأنها أطول من النتوء الطويل للسندان بـ 3.1% مرة. وتؤدي هذه الآلية إلى كسب قدره (2-3) ديسيبل.

2- آلية فرق المساحة الهيدرولي :hydraulic effect تبلغ مساحة غشاء الطبل وسطيّاً (90)مم2 ومساحة الجزء الفعال فيزيولوجياً 55 مم2 وتنتقل منها الأمواج الصوتيّة بطريق العظيمات إلى النافذة البيضية التي تبلغ مساحتها (3.2)مم2. يؤدي هذا الانتقال من مساحة كبيرة إلى مساحة صغيرة إلى ازدياد القدرة بما يعادل نسبة المساحتين وهي (17) مرة مما يؤدي إلى كسب قدره نحو (22- 25) ديسيبل. وبذا يكون الربح الحادث من مجموع الآليتين 25-27 ديسيبل.

عمل عضلات الأذن الوسطى:

وهما اثنتان العضلة الموترة لغشاء الطبل tensor tympani وتتعصب بالعصب القحفي الخامس لأنها تنشأ من القوس الخيشومية branchial arch الأولى. وعضلة الركاب stapedius وتتعصب بالعصب القحفي السابع (الوجهي) لأنها تنشأ من القوس الخيشومية الثانية. عمل هاتين العضلتين هو وقاية الأذن الداخلية من الأصوات الشديدة جداً وذلك بشكل انعكاسي reflex إذ تتقلصان تجاه هذه الأصوات وبذلك تقلل من شدة حركة العظيمات. تبلغ مقدار وقايتهما نحو (10) ديسيبل ولذا فإن هذه الوقاية لا تمنع أذية الأصوات الشديدة والفجائية.

وظيفة نفير أوستاش :Eustachian tube

هي توفير ضغط هوائي متعادل على جانبي غشاء الطبل فهو يكفل دخول الهواء إلى الأذن الوسطى حيث الوجه الداخلي لغشاء الطبل. وهو مغلق في حال الراحة ويفتح لفترات قصيرة جداً (5/1 - 10/1 ثانية) في أثناء البلع بفعل العضلتين الرافعة levator والموترة tensor لشراع الحنك palate.

ويمكن فتح النفير قسراً بإغلاق الأنف والفم ونفخ الهواء (حركة فالسالفا).

يسبب انسداد هذا النفير بوذمة التهابية وانقطاع التهوية عن الأذن الوسطى حدوث ضغط سلبي ثم انصباب سائل فيها. وأكثر ما يشاهد هذا في الأطفال الصغار إذ يكون أنبوب أوستاش أقل كفاءة للقيام بوظيفته لأسباب تشريحية تتبدل بتقدم السن.

الصوت في الأذن الداخلية :inner ear

الشكل (2)

ويتم في القسم المسمى بالقوقعة cochlea.

تصل الاهتزازات الناتجة من الأمواج الصوتية من غشاء الطبل إلى قاعدة الركاب الواقعة في النافذة البيضاوية oval window والمطلة على المسار الدهليزي في القوقعة والمملوء باللمف المحيطي.

يهتز هذا السائل وتنتشر الاهتزازات إلى ذروة القوقعة لتعود إلى المسار الطبلي scala tympani وتنتهي عند النافذة المدورة. ففي الأذن السليمة تكون النافذة البيضوية هي نافذة دخول الاهتزازات الصوتية والنافذة المدورة هي نافذة خروجها (الشكل 2). واهتزاز اللمف المحيطي يهز الغشاء القاعدي basilar membrane في عضو كورتي فتحتك أشعار الخلايا المشعرة بالغشاء الساقفي tectorial وتنقلب هناك الإشارات الفيزيائية الصوتية إلى إشارات عصبية كهربائية كيميائية electro-chemical تنقلها الشعبة الحلزونية من العصب السمعي إلى الجملة العصبية المركزية. تنبه التواترات الصوتية المختلفة مناطق مختلفة من الغشاء القاعدي في القوقعة، فالتواترات العالية تنبه المنطقة القريبة من الأذن الوسطى (قاعدة القوقعة) في حين تنبه التواترات المنخفضة المناطق الأقرب للذروة، وأمكن تخطيط أماكن التواترات المسموعة (20-20000 هرتز تقريباً) على طول القوقعة كما أمكن معرفة آلية ذلك فيزيائياً.