內耳,或稱內部耳,是脊椎動物耳朵的最內部部分,主要負責聲音的檢測以及維持身體的平衡。這一複雜的器官結構在哺乳動物中尤為獨特,包括了骨迷路,它是一個存在於顱顳骨中的空腔系統,並囊括了兩個主要的功能部分:用於聽覺的耳蝸和用於平衡的前庭系統。
耳蝸的主要功能在於將外耳接收的聲音壓力模式轉換為電化學脈衝,這些脈衝透過聽神經傳到大腦。
內耳的結構主要分為兩大系統:一是聽覺系統,二是平衡系統。耳蝸主要由於聽覺而演化,其內部充滿特殊液體,並含有能夠檢測聲波的感覺細胞——毛細胞。平衡系統則利用與耳蝸相同的液體和檢測細胞,來傳送與頭部的姿態、旋轉及直線運動相關的信息。這兩個系統如何協調運作,讓我們的日常生活得以涵蓋聲音與平衡?
內耳的迷路可以依據層次或區域進行劃分。
骨迷路是由骨壁圍成的通道網絡,主要由耳前庭、半規管和耳蝸三個部分組成。而膜迷路則位於骨迷路內部,並形成三個平行的液體充填空間,最外層的充滿腦脊液,內部充滿內淋巴。
半規管系統的功能是與視覺系統相協作,透過感知頭部的運動來保持視覺的穩定性。
當聲音波經由中耳轉化為機械振動後,進一步地透過兌窗,讓內耳的液體運動,最終在耳蝸內部形成波動,並轉換為神經脈衝傳送至大腦。這個複雜的過程允許我們感知到音高的變化和動態的平衡反馈。
人類的內耳在胚胎發育的第四週開始形成,源自聽覺板,並最終演化出包括耳蝸及前庭的結構。
耳蝸內的毛細胞是主要的聽覺接收細胞,負責將音頻信號轉化為神經信號。
隨著發展,這些細胞也會應用於我們的平衡感知中。當頭部或身體進行任何運動時,內耳中的液體運動會刺激毛細胞,將這些動作的數據送至大腦處理,讓個體能夠得知頭部的姿勢及運動狀態。
內耳的神經元能夠對簡單的音調作出反應,而大腦的處理能力則使其能夠理解更複雜的音頻。此外,隨著年齡的增長,人們對音高的感知能力會逐漸下降。若內耳受到感染或阻塞,可能導致耳迷路炎等症狀,這會影響聲音的感知及平衡感,造成暈眩或失去方向感的情況。
耳迷路炎的症狀包括短暫的噁心、失去方向感、及旋轉性頭暈。
除了人類,其他動物的內耳結構也具相似性,例如鳥類和爬行類動物也擁有能感知聲音的器官,但與哺乳動物的耳蝸相比,其結構相對簡單。但無論是在什麼樣的物種中,內耳的功能仍然是確保持平衡和察覺環境變化的重要組成部分。
透過對內耳的深入了解,我們能更好地認識到聽覺和平衡是如何協作,共同支持我們的日常生活,你是否曾思考過,內耳的奧祕對人類的進化牽扯出哪些未解之謎呢?