بخش حلزونی گوش: محل قرارگیری گیرنده‌های شنوایی

بخش حلزونی گوش: محل قرارگیری گیرنده‌های شنوایی

ساختار و شکل: چرا به شکل حلزون است؟

بخش حلزونی گوش درست مانند یک مارپیچ کوچک یا پیچک گیاهی است. این شکل خاص، چندین مزیت مهم دارد. اول این که قرار دادن یک لولهٔ بلند (تقریباً به طول 3 سانتی‌متر) در یک فضای استخوانی کوچک پشت گوش را ممکن می‌سازد. دوم، این شکل کمک می‌کند تا صداهای با فرکانس‌های مختلف (زیر و بم) در جایگاه‌های مشخصی از این لولهٔ مارپیچ تحریک شوند.

به دو سیم مختلف یک تار یا گیتار فکر کنید. سیم نازک‌تر صدای زیرتری تولید می‌کند و سیم کلفت‌تر صدای بم‌تر. در حلزونی گوش هم تقریباً ایدهٔ مشابهی وجود دارد. انتهای مارپیچ که پهن‌تر است، مسئول تشخیص صداهای بم است و انتهای باریک و نوک آن، صداهای زیر را تشخیص می‌دهد.

سلول‌های مویی: سربازان کوچک حس شنوایی

درون بخش حلزونی گوش، روی یک ساختار خاص به نام غشای پایه، هزاران سلول حسگر فوق‌العاده ریز به نام سلول‌های مویی قرار دارند. به هر سلول، تعدادی ریزپرز (مژک) چسبیده است. این سلول‌ها واقعاً گیرنده‌های شنوایی ما هستند.

این سلول‌ها به دو دستهٔ داخلی و خارجی تقسیم می‌شوند. سلول‌های مویی خارجی مانند تقویت‌کننده‌های ظریف عمل می‌کنند و به تشخیص دقیق‌تر صدا کمک می‌کنند. سلول‌های مویی داخلی کار اصلی تبدیل لرزش به سیگنال عصبی را انجام می‌دهند. وقتی مژک‌های این سلول‌ها خم می‌شوند، یک پیام الکتریکی تولید می‌کنند که از طریق عصب شنوایی به مغز فرستاده می‌شود.

از لرزش هوا تا درک صدا: یک سفر گام‌به‌گام

بیایید مراحل شنیدن یک صدا، مثلاً زنگ گوشی تلفن همراه، را از ابتدا تا رسیدن به مغز دنبال کنیم:

گام اول (گوش خارجی و میانی): امواج صوتی زنگ تلفن وارد گوش بیرونی می‌شوند، پردهٔ گوش را می‌لرزانند. این لرزش به سه استخوانچهٔ کوچک در گوش میانی منتقل می‌شود.

گام دوم (ورود به حلزونی): آخرین استخوانچه (رکابی⁵) به دریچهٔ بیضی⁶ متصل است. حرکت آن مانند یک پیستون کوچک، مایع درون بخش حلزونی گوش را به حرکت درمی‌آورد.

گام سوم (تشخیص فرکانس): حرکت مایع باعث ایجاد یک موج مکانیکی در طول غشای پایه می‌شود. همان طور که در جدول دیدیم، بسته به فرکانس زنگ تلفن (که معمولاً زیر است)، این موج بیشتر در قاعده (قسمت نزدیک به دریچه) حلزونی به اوج خود می‌رسد و آن ناحیه را بیشتر بلرزاند.

گام چهارم (تبدیل به سیگنال الکتریکی): لرزش غشای پایه باعث خم شدن مژک‌های سلول‌های مویی همان ناحیه می‌شود. این خم شدن، مانند فشردن یک کلید، سلول را فعال می‌کند و سیگنال الکتریکی تولید می‌کند.

گام پنجم (ارسال به مغز): این سیگنال‌ها توسط رشته‌های عصبی جمع‌آوری و از طریق عصب شنوایی به مغز فرستاده می‌شوند. مغز این سیگنال‌ها را تفسیر می‌کند و می‌گوید: "آهان! این صدای زنگ تلفن است."

مشاهده در زندگی واقعی: چرا بعضی صداها را نمی‌شنویم؟

حیوانات دنیای شنوایی متفاوتی دارند که مستقیماً به ساختار حلزونی گوش آنها مربوط است. سگ‌ها می‌توانند صدای سوت‌هایی را بشنوند که برای ما خیلی بالا (فرکانس بالا) هستند و قابل شنیدن نیستند. دلیلش این است که حلزونی گوش آنها به گونه‌ای طراحی شده که قسمت تشخیص دهندهٔ فرکانس‌های بالا (قاعده) حساسیت و گستردگی بیشتری دارد. برعکس، فیل‌ها می‌توانند صداهای بسیار بم (فرکانس پایین) که از طریق زمین منتقل می‌شوند را با قسمت نوک حلزونی بزرگ خود حس کنند.

در انسان‌ها هم آسیب به سلول‌های مویی قسمت قاعده (مثلاً به خاطر گوش دادن طولانی به موسیقی با صدای بلند) باعث می‌شود نتوانیم صداهای زیر را به خوبی قبل بشنویم. این یک مثال عملی از ارتباط مستقیم بین سلامت سلول‌های مویی در یک قسمت خاص از حلزونی و توانایی شنیدن دامنه‌ای خاص از صداها است.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ سلول‌های مویی (Hair Cells): گیرنده‌های حسی شنوایی واقع در بخش حلزونی گوش که دارای ریزپرز (مژک) هستند. خم شدن این مژک‌ها در پاسخ به لرزش، سیگنال عصبی تولید می‌کند.
² زیروبمی (Pitch): ویژگی شنیداری است که اجازه می‌دهد صداها را بر اساس طیف بالا (زیر) یا پایین (بم) طبقه‌بندی کنیم. با فرکانس صوت رابطه مستقیم دارد.
³ بلندی (Loudness): درک ذهنی از شدت یا انرژی یک صدا. با دامنهٔ موج صوتی مرتبط است.
⁴ غشای پایه (Basilar Membrane): غشایی انعطاف‌پذیر و کشیده در طول بخش حلزونی گوش که سلول‌های مویی بر روی آن قرار دارند. نواحی مختلف آن با فرکانس‌های مختلف مرتعش می‌شوند.
⁵ رکابی (Stapes): کوچکترین استخوانچه در گوش میانی که به دریچهٔ بیضی متصل است.
⁶ دریچهٔ بیضی (Oval Window): غشایی که گوش میانی را از گوش داخلی (بخش حلزونی) جدا می‌کند. لرزش استخوان رکابی این دریچه را به حرکت درمی‌آورد.
⁷ سیستم دهلیزی (Vestibular System): بخشی از گوش داخلی که مسئول حس تعادل و موقعیت‌سنجی سر است.
⁸ پری‌لنف (Perilymph) و ⁹ اندولنف (Endolymph): مایعات تخصص‌یافته‌ای که حفره‌های گوش داخلی و بخش حلزونی را پر می‌کنند و در انتقال لرزش و ایجاد محیط الکتروشیمیایی مناسب برای سلول‌های مویی نقش دارند.