Инна Вартанян - Коснуться невидимого, услышать неслышимое

• Название: Коснуться невидимого, услышать неслышимое
• Автор: Инна Вартанян
• Издательство: Наука, Ленинградское отделение
• Жанр: Биология
• Год: 1985

В книге обобщены представления о деятельности органов чувств, полученные с помощью классических методов, и результаты оригинальных исследований авторов, основанных на использовании в качестве раздражителя фокусированного ультразвука. Обсуждаются вопросы, связанные с применением фокусированного ультразвука для изучения тактильных, температурных, болевых и слуховых ощущений человека, с его действием на зрительную и электрорецепторную системы животных. Рассмотрены некоторые аспекты клинико-диагностического применения фокусированного ультразвука, перспективы изучения и протезирования сенсорных систем с помощью искусственных раздражителей.

---

Если ушной лабиринт человека из такого контингента глухих подвергнуть действию фокусированного ультразвука, человек также может услышать. Это — одно из подтверждений действия ультразвука на волокна слухового нерва. Как и в экспериментах на животных с разрушенным рецепторным аппаратом, пороги слуховых ощущений, вызванных ультразвуком, повышены по сравнению с порогами здоровых людей, причем на те же 35—40 дБ. Сходство проявляется и в ограничении динамического диапазона: слуховые ощущения глухого человека и электрические реакции из слуховых центров среднего мозга у животных с разрушенным рецепторным аппаратом проявляются в диапазоне всего 10—15 дБ. При дальнейшем усилении стимуляции животных сначала прекращается увеличение, а затем возникает уменьшение амплитуды ответа, появляется опасность повреждающего действия ультразвука, о чем свидетельствуют морфологические исследования. У человека при соответствующих интенсивностях стимуляции перестает увеличиваться громкость, а в месте контакта мешка с водой, в которую погружен излучатель, и кожи возникает ощущение тепла. Тепло, в данном случае побочный феномен, оказалось весьма полезным, так как служит предостережением от слишком сильных ультразвуковых воздействий.

Результаты исследований выдвигают вопрос, можно ли использовать ультразвук для протезирования глухих. Несмотря на получение у некоторых глухих людей слуховых ощущений с помощью ультразвука, положительно ответить сейчас на этот вопрос не представляется возможным. Во-первых, неизвестно, как долго можно пользоваться безопасно ультразвуковыми воздействиями даже небольших интенсивностей; во-вторых, нет еще достаточно портативных приборов, позволяющих осуществлять воздействие. Наконец, надо полагать, что как и при электроимплантационном протезировании, т. е. при стимуляции нервных волокон электрическим током с помощью электродов, введенных в улитку или слуховой нерв, при ультразвуковом воздействии потребуется обучение по индивидуальным программам, составленным в соответствии с функциональными возможностями сохранившихся нервных волокон и особенностями нервной системы человека.

Клинические исследования на больных с разными формами нарушений слуха показали целесообразность использования разных режимов воздействия фокусированным ультразвуком в качестве дополнительных диагностических методов. Диагностика поражений слуха чаще всего складывается из аудиологического и оториноларингологического обследований. Иногда привлекают дополнительные методы: рентгеновский, исследование функции вестибулярного аппарата, лицевого нерва и т. д.

Основу аудиологического обследования составляет тональная аудиометрия. Она преследует цель получить частотно-пороговую характеристику слуха по воздушной и костной проводимости. Слуховые пороги измеряют не во всем диапазоне слышимости, это было бы чрезвычайно трудоемко, а на фиксированных октавных частотах, т. е. последовательно увеличивающихся вдвое от 125 до 8000 Гц. Ухудшение слуха — повышение порогов слуховых ощущений — оценивают в децибелах от порогов нормально слышащих.

Подобно аудиограмме, можно получить частотно-пороговую кривую при действии на улитковый лабиринт фокусированного ультразвука. Для лучшего сопоставления с аудиограммой ультразвук можно модулировать по амплитуде синусоидальными колебаниями аудиометрических частот. Такая кривая незначительно отличается от аудиограммы нормально слышащих людей и значительно — у больных с нарушениями слуха. Отличается она и от аудиограммы этих больных. Для некоторых заболеваний различия весьма типичны и поэтому могут быть использованы в диагностике. Например, фокусированный ультразвук оказался полезным в диагностике отосклероза, заболевания, проявляющегося в ограничении подвижности слуховых косточек, которое сопровождается ухудшением слуха. При отосклерозе слух снижен главным образом по воздушной проводимости, т. е. когда звук распространяется по воздуху и с помощью ограниченно подвижных слуховых косточек. Если механические колебания поступают к рецепторному аппарату с участием костно-тканевой проводимости, слуховые пороги повышаются незначительно. Диагноз обычно ставится с учетом течения заболевания, сведений о состоянии слуха у родителей и родственников, осмотре уха и данных аудиограммы, на которой слуховые пороги по костной проводимости ниже воздушных порогов.

Однако, если раньше бывали воспалительные заболевания уха, повреждающие аппарат звукопроведения, аудиограмма может оказаться очень похожей на полученную при отосклерозе, а изменения барабанной перепонки могут быть очень незначительными или вообще незаметными при осмотре. В таком случае для уточнения диагноза очень полезным оказывается фокусированный ультразвук. На рис. 21 показаны аудиограмма и ультразвуковая частотно-пороговая кривая. Видно, что слуховые пороги при ультразвуковом воздействии не совпадают со слуховыми порогами на звук при воздушном и костном проведении. Кроме того, при некоторых частотах модуляции ультразвука в диапазоне его интенсивностей до 50 дБ относительно порога для нормально слышащих людей определить порог у больных вообще не удается. Это избирательное отсутствие чувствительности к ультразвуку, «провалы» — очень типичный признак в ультразвуковой диагностике отосклероза.

Рис. 21. Тональные аудиограммы и ультразвуковая частотно-пороговая кривая при отосклерозе.

Ультразвук частотой 2.47 МГц модулирован по амплитуде синусоидальными колебаниями аудиометрических октавных частот — от 125 до 8000 Гц. Кривая костной проводимости получена при расположении костного телефона на лбу. Кривые воздушной проводимости и ультразвуковая — с правого уха.

Фокусированный ультразвук успешно используют в диагностике нейросенсорной тугоухости, для уточнения степени подвижности лабиринтных окон при различных заболеваниях среднего уха, что бывает важно в решении вопроса о слухоулучшающей операции. Применяют фокусированный ультразвук и в диагностике опухолей слухового нерва на ранних стадиях их развития. Это чрезвычайно важно для успешного оперативного лечения таких больных.

Факт слухового восприятия фокусированного ультразвука глухими, свидетельствующий о сохранении у них части слуховых волокон, позволяет использовать ультразвук не только для попыток специализированного протезирования, на которые уже указывалось, но и для отбора кандидатов к электроимплантационному протезированию. Это совсем новая, пока только намечающаяся область применения фокусированного ультразвука.

Электро- и другие виды рецепции

Со времен греческих мыслителей принято насчитывать у человека пять чувств: слух, зрение, осязание, обоняние и вкус. Каждое чувство располагает своим органом — соответственно ухом, глазом, кожей, носом и языком.

Эта в сущности более житейская, чем научная, классификация построена по принципу адекватного стимула, к которому данный орган наиболее чувствителен, на который настроен. Ухо настроено на распространяющиеся воздушным путем механические волны, глаз — на световые, кожа — на восприятие контактирующих с ней источников механических колебаний, нос — на опознание химических агентов в воздухе, язык — в пище. Каждый из органов чувств имеет основную, наиболее важную часть — рецепторный аппарат и другую, вспомогательную. Вспомогательный аппарат для рецепторов глаза составляют глазное яблоко, хрусталик и другие образования. Рецепторный аппарат уха находится в окружении так называемого звукопроводящего аппарата, включающего ушную раковину, наружный слуховой проход, барабанную перепонку, полость среднего уха со слуховыми косточками и т. д. В коже, в носу, на языке также имеются структуры, выполняющие вспомогательную функцию, которая состоит главным образом в повышении чувствительности специфического рецепторного прибора к адекватному стимулу или в преобразовании стимула в адекватный.

С современной точки зрения, указанная классификация нестрога н неполна (см. главу 1). Например, в коже содержится аппарат не только для осязания (тактильной чувствительности), но также для температурной чувствительности и боли, а в ухе — не только для слуха, но и для чувства равновесия — так называемый вестибулярный аппарат. С каждым органом чувств, вернее с каждым специализированным рецепторным аппаратом, связывают определенное ощущение. Однако имеются ощущения, для которых не обнаружено специальных рецепторов, например ощущения вибрации, щекотки, зуда.

У животных имеются сходные с человеческими рецепторные структуры, однако есть и такие, которые у человека лишь отдаленно похожи или вообще отсутствуют. Например, у моллюсков аппаратом равновесия служат рецепторы, заключенные в маленькие образования — пузырьки-статоцисты. Считается, что эволюционно эти образования являются предшественниками более сложно устроенного вестибулярного и слухового аппаратов высших позвоночных животных и человека. У рыб и земноводных животных имеется рецепторный аппарат боковой линии, служащий для восприятия механических стимулов. У земноводных этот аппарат менее развит, чем у рыб, а у высших позвоночных и человека вообще отсутствует.