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耳のしくみ

はじめに、耳のしくみや各部位の名称、その役割について知りましょう。

耳は大きく分けて、次の3つの部分から成り立っています

耳は耳介から入ってきて外耳道を通り、鼓膜からツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨という小さい3つの骨を伝わりながら増幅されます。そして、内耳の蝸牛に伝わり、音の高低や強弱を分析します。その後さらに聴神経から大脳に伝わり、大脳で「音」として認識されます。

耳のしくみと各部の名称

外耳の構造と役割

耳介(じかい)

耳介(じかい)

耳介には次のような役割があります。

集音効果

耳に手をかざすと音がよく聞こえるようになります。この働きを集音効果といいますが、耳介もその形状から集音する働きがあります。

音源の方向の特定

音が左右の耳に到達する時間差と音圧差により、音がどの方向から来ているのかを判断します。そのため、もし片耳をふさぐとこの働きはなくなってしまいます。

外耳道(がいじどう)

外耳道(がいじどう)

耳介で集音された音は外耳道に入ります。外耳道の長さは、入口から鼓膜まで約2.5~3cm(成人の場合)です。異物の侵入を防ぐためにS字状に曲がっていて、入口に近い方の曲がりを第1カーブ、奥の方を第2カーブと呼びます。
外耳道には次のような役割があります。

外耳道共鳴

耳介で集音された音は、外耳道内の共鳴によりさらに大きくなります。この共鳴は、片方が開き、片方が閉じた管の中で起こる現象です。外耳道も、鼓膜が閉じられた管のために共鳴が発生します。

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中耳の構造と役割

外耳道で増幅された音は、鼓膜を振動させます。鼓膜は3層の薄い膜でできていて、色はピンクか薄いグレーです。さらに、鼓膜とそこから連なる3つの小さい骨が音を伝える役割をします。鼓膜側からツチ骨、キヌタ骨、アブミ骨と呼ばれ、この3つのつながりを「耳小骨連鎖」と呼びます。
ちなみに耳小骨は人間の骨の中で最も小さい骨です。
中耳には次の役割があります。

音の増幅

中耳(ちゅうじ)

耳小骨はそれぞれが靭帯でゆるくつながっています。外耳から入ってきた音は鼓膜を振動させ、その振動は耳小骨に伝わります。中耳では鼓膜と卵円窓(アブミ骨底と内耳の接点)の面積差と耳小骨のてこの原理により音が増幅されます。

耳管による気圧の調節

耳管は喉から中耳腔(鼓膜から内耳の入口までの空間)につながる細い管で、中耳腔と外気の気圧を同じにする役割があります。例えば、飛行機の着陸時に耳が痛くなったりふさがった感じになることがありますが、これは外気圧が急に高くなり、鼓膜が内側に引っぱられるためです。つばを飲み込むと直るのは、その時耳管は開いて気圧を調整するからです

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内耳の構造と役割

内耳は、聞こえを司る蝸牛と、平衡感覚を司る三半規管から成り立っています。蝸牛はカタツムリの殻のように、約2.5回転うずを巻いた形をしています。中耳から伝達されてきた音は蝸牛へ伝わりますが、蝸牛はリンパ液で満たされているため、約99%のエネルギーは伝達されずに失われてしまいます。そのため、外耳と中耳は音を増幅する働きを持っています。
内耳には次の役割があります。

音の強弱、高低の分析

内耳(ないじ)

蝸牛では場所によって分析する周波数が違うことがわかっています。蝸牛の入口の方では高い周波数を、奥に行くに従って低い周波数を分析します。
蝸牛のリンパ液は、中耳から伝わってきた音により振動します。その振動がさらにコルチ器の基底版を振動させると、有毛細胞が蓋膜と接触して刺激され、音の強弱や高低を分析します。そして、この刺激が超神経~大脳で音として認識されるのです。

以下のサイトでも関連情報が掲載されています
「聴こえの仕組み」 - 補聴器店の選び方[外部リンク]
「耳」 - メルクマニュアル家庭版[外部リンク]
「耳のつくりとはたらき、音の伝わり方」 - gooヘルスケア[外部リンク]
「耳の構造とはたらき」 - メディカルiタウン[外部リンク]

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