Ухо не только обеспечивает нам чувство слуха, но и чувство равновесия. Ухо — сложный орган; оно делится на три части: наружное ухо, которое улавливает звук как радар; среднее ухо, в котором комплект косточек, похожий на механизм, усиливает полученный звук; и внутреннее ухо, которое превращает звуковые колебания в электрические импульсы и определяет, в каком положении находится голова.
Импульсы передаются в головной мозг парой нервов, которые находятся рядом друг с другом: вестибулярный нерв для равновесия и улитковый нерв для звука. Наружное и среднее ухо отвечают главным образом за слух; структуры внутреннего уха, которые интерпретируют положение головы и звуки, являются разными структурами, хотя и находятся в одном органе.

Слух

То, что человек слышит — это звуковые волны, возникающие при колебании молекул воздуха. Длина и сила этих волн определяет громкость звука; громкость измеряется децибелами (dB). Число колебаний, или циклов, в секунду составляет частоту: чем больше колебаний, тем выше звук. Частота звука выражается числом циклов в секунду, или в герцах (Hz).
У молодых людей амплитуда слышимой частоты от 20 до 20 000 Hz в секунду, хотя ухо наиболее чувствительно к звукам в средней частоте от 500 до 4000 Hz. С возрастом или в случае длительного пребывания в шумной обстановке слух человека становится менее чувствительным к высоким частотам. Для измерения степени потери слуха нормальные уровни слуха определяются международным стандартом. Уровень слуха человека — это разница в децибелах между самым слабым чистым звуком, услышанным человеком, и стандартной нотой, воспроизведенной специальной машиной — аудиометром.
Ухо действует как приемник (наружное ухо), усилитель (среднее ухо) и передатчик (внутреннее ухо).

Приемник представляет собой «мясистую» часть уха, называемую ушной раковиной (наружное ухо). В центре раковины есть костный канал, ведущий к барабанной перепонке. Стенки канала выделяют воскообразное вещество, предохраняющее кожу от высыхания и шелушения.
Усилитель представляет собой систему, состоящую из трех косточек, называемых слуховыми. Первая из них — молоточек, прикрепленная к барабанной перепонке; вторая — стремечко, действительно похожая на стремя косточка прикрепленная к внутреннему уху; и наковальня— маленькая косточка, соединяющая две первых. Это передающее устройство усиливает движение барабанной перепонки в 20 раз. Из среднего уха узенькая трубочка — евстахиева труба — выходит к миндали нам, что помогает уравновесить давление воздуха с обеих сторон барабанной перепонки. Щелканье в ушах, когда человек быстро опускается в лифте, вызвано мелкими движениями барабанной перепонки из-за изменений давления воздуха в среднем ухе.
Передающая часть уха очень сложна. Механизмы слуха и равновесия образуют общую камеру, наполненную жидкостью, называемой эндолимфой, волны давления передаются через эту жидкость из среднего уха к стремечку.

Механизм слуха расположен в одном конце этой камеры и имеет форму завитка, похожего на раковину улитки. Он и называется улиткой; по всей его длине идет тонкая базилярная мембрана, от которой отходят тысячи нервных волокон к улитковому нерву. Изменения в высоте или громкости звуков улавливаются крошечными волосками на базилярной мембране, как волны от изменения давления, которые передает вверх и вниз по всей длине улитки эндолимфа. Слитковый (кохлеарный) нерв соединяется со специализированным участком мозга, называемым слуховым центром.
Способ превращения волн в электрические импульсы и их интерпретирование в головном мозге еще не до конца изучены. Современная наука считает, что клетки улитки измеряют волны давления в эндолимфе и превращают их в электрические импульсы. Не ясно также, как ухо различает громкость и высоту звуков.

Равновесие

В качестве органа равновесия ухо несет ответственность за постоянное регулирование положения и движений головы. И если точное положение головы отрегулировано правильно, тело приспосабливается к нему, сохраняя равновесие.
Тонкие и высокочувствительные органы равновесия расположены в самой глубине уха, в той части, которая называется внутренним ухом и хорошо защищена костями черепа. Здесь находится лабиринт трубочек, заполненных жидкостью до разной высоты и под разными углами. Из всех этих трубочек те, что прямо участвуют в контроле за равновесием, называются эллиптическим мешочком (маточкой), сферическим мешочком и костными полукружевными каналами.

Эллиптический мешочек и сферический мешочек заняты в процессе определения положения головы. Каждая из двух этих полостей содержит мягкую прокладку из клеток, покрытую желеобразным веществом с вкрапленными в него гранулами мела. Когда тело находится в вертикальном положении, сила тяжести заставляет эти гранулы нажимать на чувствительные волоски в желе. Волоски посылают в головной мозг сигналы, которые говорят «вертикально».

Когда голова наклоняется вперед, назад и вбок, гранулы мела толкают волоски, сгибая их по-другому. Это инициирует новые импульсы в головной мозг, который в случае необходимости может выслать команды мышцам для приведения в соответствие положения тела. Эллиптический мешочек бывает задействован также, когда тело начинает двигаться вперед или назад.

Если, например, ребенок бросается бежать, гранулы мела отклоняются назад на волоски, как если бы ребенок падал назад. Как только головной мозг получает эту информацию, он посылает сигналы мышцам, которые заставляют тело наклоняться вперед, восстанавливая равновесие. Все эти реакции происходят в другом направлении, если ребенок, сидя на стуле, отклоняется назад.

Начало движения и его окончание

Как раз над эллиптическим мешочком в ухе находятся три наполненных жидкостью полукружных канала. У основания каждого канала имеется овальная масса студенистого вещества. В этой массе заключены окончания чувствительных волосков, которые сгибаются от движения жидкости в каналах при движении головы.
Полукружные каналы подхватывают информации) о том, когда голова начинает и заканчивает движение, что особенно важно в момент быстрых, сложных движений.
Когда голова начинает двигаться в каком-либо направлении, жидкость в каналах, сохраняя по инерции состояние покоя, колеблет чувствительные волоски. Волоски посылают импульс в мозг, который может отреагировать действием. Но когда голова перестает двигаться, особенно когда она перестает вращаться туда-сюда, жидкость по инерции продолжает двигаться внутри полукружных каналов в течение минуты и более, вызывая у человека чувство головокружения.

Контролирующий центр

Часть головного мозга, наиболее ответственная за направление движения мышц для поддержания равновесия тела, называется мозжечком. Глаза тоже играют значительную роль в сохранении равновесия, так как они поставляют важную информацию О положении тела в отношении окружающего мира. Глаза имеют также важную связь с полукружными каналами. Когда человек начинает двигаться, например, влево, движение жидкости в полукружных каналах заставляет глаза двигаться вправо. Но затем механизм поддержания равновесия заставляет их сдвинуться влево, чтобы их положение совпало с положением головы.
Такое движение глаз отчасти объясняет, почему у людей появляется чувство тошноты, если они пытаются читать в движущемся транспорте, например, в машине или в автобусе. Чтение оказывается противоположным действием естественному движении) глаз, что и провоцирует приступы тошноты и рвоту — признаки морской болезни.