耳の不思議な構造: 外耳、中耳、内耳
人の声を聞いて、周囲の音をキャッチする。五感のうち「聴覚」を担う耳はとても大切な存在です。そんな耳はどうやってできているのでしょうか?
耳の主要な部分と役割の概要
耳は、「外耳(がいじ)」「中耳(ちゅうじ)」「内耳(ないじ)」の3つの部分からできています。
外耳が一番外側にある部分で、私たちが一般的に「耳」と呼んでいる部分です。まず外耳で音を集め、中耳では外耳道で伝わった音を鼓膜に伝え、中耳よりさらに奥にある内耳に鼓膜の振動が伝わっていきます。
私たちが「音を聞く」プロセスをわかりやすく言うと、「外耳→中耳→内耳→聴神経→脳」の順に伝わることとなります。
なぜ私たちは3つの耳の部分を持っているのか?
私たちが音を聞くとき、それは空気の振動として耳に届きます。最終的には、内耳にあるリンパ液で満たされた「蝸牛(かぎゅう)」という部分が揺れることで、その揺れが電気信号となって脳に伝わるのです。
つまり私たちが音を聞くとき、その音をそのまま聞いているのではなく電気信号に変えられて、それが脳に伝わっているのです。耳にある3つの部分は、そんな音を電気信号に変換する役目があるのです。
外耳: 音のゲートウェイ
まず耳の一番外側にある外耳から見てみましょう。外耳が担う役割は、音を集めること。
耳たぶの形と役割
私たちがふだん「耳」と呼んでいる部分は外耳にあたり「耳介(じかい)」と言います。耳介が周囲の音を集めます。そして、耳の奥に続く外耳道という部分につながっています。
耳介は、軟骨と皮膚でできていて、耳が目や鼻よりも大きなパーツなのは、効率的に周囲の音を集めるためです。
耳道: 音のトンネル
外耳で集めた音は「外耳道」を伝わります。外耳道の長さはだいたい3㎝ほど。ゆるいS字状にカーブを描いていて、手前の3分の1くらいには、耳垢のモトとなる皮脂を分泌する耳垢腺(じこうせん)があります。
ちなみに、耳かきをするときは、外から見える1㎝程度を掃除すれば十分と言われています。耳垢は、中の老廃物を出そうとするために作られていて、耳の中に異物が入ったり雑菌が付いたりするのを予防する役割があります。
何が耳の中にあるのか?
外耳にあたるのは耳介と外耳道。そして外耳道の先で、外耳と内耳の間にあるのが「鼓膜」です。
中耳: 音の伝達者
次に中耳に注目してみましょう。中耳は、鼓膜と小さな3つの骨でできています。
鼓膜の驚くべき役割
鼓膜は、外耳道と中耳の間にある、厚さが0.1㎜ほどの薄い半透膜状の膜。
外耳道を通って音が入ってくると、そのときの圧力の変化に応じて鼓膜が振動します。そして鼓膜の振動が、鼓膜のさらに奥にある骨に伝わる仕組みです。外耳道を伝わった音の情報は、この部分で“膜の振動”という機械的な情報に変わるのです。
小骨(ハンマー、アンビル、アイアン)の連鎖反応
鼓膜には「耳小骨(じしょうこつ)」がついています。耳小骨は、「つち骨」「きぬた骨」「あぶみ骨」という、3つの小さな骨がつながっています。そして耳小骨は鼓膜に付着しているので、鼓膜が振動すると、その振動が耳小骨の振動にもなります。この振動が、次の内耳に伝わることになります。
音のエネルギー変換
音が耳小骨を伝わるあいだに、音の圧変化が増強されます。
内耳: まるで音楽のダンスフロア
最後に、一番奥にある内耳です。内耳には「蝸牛(かぎゅう)」や半規管があります。外耳と内耳は音を増強する「伝音器官」であるのに対して、内耳では脳が音を感じるための器官ということから「感音器官」と分類することもあります。
コクレア: 螺旋状の音楽の部屋
蝸牛は、カタツムリのような形をした器官。中はリンパ液で満たされていて、中耳の耳小骨を伝わった音の振動によって、このリンパ液も振動します。
毛細胞: 音のリズムを感じる
内耳には「有毛細胞」と呼ばれる細胞があります。有毛細胞は、音の信号を電気信号に変えて、脳に伝える役割があります。蝸牛のリンパ液が振動するとこの有毛細胞も揺れて、それが電気信号となって脳に伝えられるのです。
聴神経: 脳に伝えるメッセンジャー
有毛細胞から脳に電気信号が伝わる際、有毛細胞から神経伝達物質が放出されます。そして、内耳からつながる聴神経の末端部分を興奮させて、電気信号を脳まで伝えることになるのです。
耳の健康を守るためにできること
周囲の音が聞こえにくくなったら、危険を察知したり人の声に気づくことができなくなってしまいますよね。耳はいつも健康な状態に維持したいもの。ふだんからどんなことに注意していけばいいでしょうか?
うるさい音と耳の健康
大きな音を長時間聞き続けると、耳には良くないことがわかっています。大きな音を長い時間聞いていると、内耳の有毛細胞が傷ついて、機能しなくなってしまうのです。
音が聞きづらくなる難聴は、年齢を重ねると増えていくものですが、近年は若い年齢層も難聴のリスクが高いと言われています。その理由が、ヘッドホンやイヤホンで大きな音を聞き続けているから。これは「ヘッドホン難聴」とも言われるもので、WHO(世界保健機関)も警鐘を鳴らしています。
音の大きさの目安は、普通の会話なら50~61dB(デジベル)、大声の会話なら88~99dB。WHOでは、80dBで1週間に40時間以上聞き続けると、難聴のリスクが高まると指摘しています。ヘッドホンをつけていても、周囲の音を聞こえるくらいの音量にするといいでしょう。
耳を清潔に保つ正しい方法
耳はきれいにしておきたいもの。とはいっても、耳垢をとって掃除するのは2~3週間に1回程度がいいと言われています。
耳垢は、食事したり人と会話したりして、あごが動くことによって、自然と耳の外に移動していきます。また「垢」という名前がついているため、悪いもの・不要なものと思われるかもしれませんが、鼓膜から老廃物を遠ざけるほか、潤滑剤のような役割もあります。
頻繁に耳掃除をすると、耳垢を外耳道の奧の方に押し込んでしまったり、外耳道の周囲を傷つけたりする原因にもなってしまいます。
聴力を守るための日常のヒント
耳は、ストレスや疲労によって影響を受けることもあります。耳鳴りを感じたり、耳が聞こえづらくなったりすることも、それらが原因であることも考えられます。
ヘッドホンで大きな音で音楽を聴き続けるのをやめたり、大きな音がする場所は極力避けたりするほか、ストレスや疲労を溜めずに、健康的な食事とじゅうぶんな睡眠をとっていくことも重要です。そして、年に1回は聴力検査を受けて、聴力に異常や変化がないか見ていくこともいいでしょう。
音を聞く仕組みは不思議!
私たちは、音をそのままとらえて聞いているのではなく、音が電気信号に変わって、それが脳に伝わっているということがわかりました。耳が不思議な形をしているのも、音を集めるためだったのですね。
聴覚は、私たちが持つ五感の中でも大切な存在です。そんな聞く力にスポットをあてて、どんな仕組みで音を聞いているのか、あらためて確認しておきましょう。
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文・構成/HugKum編集部