Во все уши. Про многозадачный орган, благодаря которому мы слышим, сохраняем рассудок и держим равновесие

Зюндер Томас

Чтобы расти, животные вынуждены сбрасывать свои панцири. И хоть после раки наращивают новый панцирь, у них уже нет никаких камешков из кальция. Вместо этого членистоногие заключают в свои плавательные пузыри песчинки из окружающей среды. Их заменили металлической крошкой, которую животные принимали за песок и, ничего не подозревая, помещали в свои тела. Когда над таким раком держали магнит, он плавал вверх брюхом, поскольку металлическая крошка притягивалась в направлении магнита, и животному казалось, что там низ. Как бы ни были сбиты с толку подопытные раки, когда их против воли заставляли плавать на спине, на дефицит железа они уж точно не могли пожаловаться…

Итак, отсюда мы можем сделать вывод, что с точки зрения эволюции равновесие – одно из наших древнейших чувств. Оно существовало задолго до того, как уши

позволили нам слышать, а глаза – видеть. Это логично, ведь потребность в других чувствах свойственна только организмам, которые могут двигаться. Зачем нужно движение, если понятия не имеешь, куда оно приведет? Для ориентации в пространстве необходимо ощущение положения собственного тела и направления движения. И это подводит нас к следующему шагу в эволюции уха.

Волос в супе, и как движение становится информацией

Первыми живыми существами, которые могли слышать, были рыбы. Теперь нам нужно представить подводный мир, где происходило восприятие шумов. Но что вообще такое восприятие? Источником всего восприятия у каждого живого существа служит преобразование внешних раздражителей в электрические сигналы, которые затем обрабатываются нервной системой. Без электрического тока ничего не работает – этот закон справедлив как для биологии, так и для технологии.

Но что именно в процессе слушания превращается в электрическое пиршество для жаждущих информации нервных клеток? Ответ: движение. Мы уже видели, как у кишечнополостных животных и раков маленькие кальциевые крошки стимулируют прикосновением сенсорные волоски, чтобы они генерировали электрические импульсы. Волоски располагаются на поверхности клеток, которые обязаны им своим названием: волосковые клетки. Благодаря чувствительным волоскам они способны преобразовывать мельчайшие движения в электрические импульсы и передавать их нервной системе.

Это всего лишь позволяет животным судить о положении собственного тела, но ничего не говорит им об окружающей среде. Для слуха решающее значение имеет движение всей окружающей среды, вне зависимости от того, жидкая ли она, как вода древнего моря, или газообразная, как воздух вокруг нас.

Первым этапом в развитии слуха должно было стать неизбежное возникновение чувствительной клетки, рецептора, которая могла бы преобразовывать движение в электрические сигналы – предшественницы волосковых клеток. Считается, что первая такая клетка возникла задолго до кембрийского взрыва как случайная мутация в коже неизвестного существа. Поначалу она не имела никакого конкретного предназначения, но и не причиняла вреда своему владельцу, поэтому передавалась из поколения в поколение и продолжала распространяться. Благодаря дополнительным мутациям и изменениям условий окружающей среды она нашла себе применение в качестве волосковой клетки у кишечнополостных животных. Из них выживали лишь те, которые с помощью своих плавательных пузырей умудрились остаться не раздавленными в глубинах моря. Таким образом, волосковые клетки оказывались полезными для сохранения вида и передавались дальше. И лишь гораздо позже они нашли свое место в органах слуха и равновесия у более развитых животных и людей. Следовательно, наше чувство равновесия и способность слышать с точки зрения эволюции имеют одни и те же древние корни.

Рыбы – это первые живые существа, у которых появился слух.

Но вернемся к рыбам, плескавшимся в первичном бульоне: наши обладавшие плавниками предки изначально были глухонемыми, но имели примитивный вестибулярный аппарат, который, по всей вероятности, напоминал такой же орган у кишечнополостных животных. Позже он развился в так называемый орган боковой линии, его и сегодня можно встретить у рыб. Орган проходит по обоим бокам по всей длине тела животного и представляет собой заполненный жидкостью канал, где находятся волосковые клетки. Их стимуляция происходит уже не под действием веса кальциевого камешка, а путем движения воды в непосредственной близости. Это движение передается жидкости в канале, что заставляет волоски перемещаться вперед и назад, подобно тому как течение шевелит водоросли

на дне моря. Благодаря этому рыба может регистрировать место нахождения добычи или даже опасных хищников, охотящихся на нее. Кроме того, она чувствует водные потоки, что помогает избежать нежелательного дрейфа, а также определять расположение неподвижных объектов, оказывающих влияние на поток. Это в разы увеличивает шансы вида на выживание, что заметно по успешности этого принципа: органы боковой линии были обнаружены у окаменелых останков примитивной рыбы Astraspis, жившей 470 миллионов лет назад. Кстати, у этого подводного жителя уже были глаза. Однако одного лишь зрения для обеспечения выживания вида было явно недостаточно – чтобы держаться на плаву, животным требовалась дополнительная поддержка в виде органа боковой линии.

Чувство равновесия и способность слышать, с точки зрения эволюции, имеют одни и те же древние корни.

Что же такое умел делать этот орган, чего не умели глаза? В целом его действие было близко к слуху: орган боковой линии создавал ощущаемое животными невидимое движение окружающей среды, то есть воды. Но они могли чувствовать только простые движения – более сложные и легкие, вызванные звуковыми колебаниями, пока не удавалось распознать.

Долгое время исследователи полагали, что человеческое внутреннее ухо развилось из органа боковой линии доисторических рыб. Однако в последнее время считается, что оно образовалось независимо, причем оба органа для своего формирования, вероятно, использовали одну и ту же основу, а именно волосковые клетки.

Поиск источника происхождения слуха привел нас к волоскам в супе, точнее, к волосковым клеткам в первичном бульоне.

Расшифровки для врачей, ученых и других любителей иностранных слов, не владеющих простым языком

• Маленькие слуховые пузырьки у беспозвоночных, они же органы равновесия, – статоцисты.

• Кальциевый камешек в вестибулярном аппарате – статолит, отолит.

• Сенсорные волоски волосковой клетки – стереоцилии.

• Жидкости в кожистых и костных частях внутреннего уха – эндо- и перилимфа.

• Туго натянутая перепонка в улитке внутреннего уха, на которой располагаются волосковые клетки, – базальная мембрана.

Телефонный разговор об ушах

– Возможно, врач назвала болезнь Меньера [2] ? – второе слово прозвучало в динамике моего смартфона как Мениер.

Немного подумав, я отвечаю:

– Да, именно так!

На другом конце линии повисает тишина.

– Андреас, ты еще здесь?

Мобильная связь в больнице нестабильна, а быть может, вообще оборвалась.

– Да-да, я здесь, – слышу я голос своего друга и опытного медика.

Я позвонил Андреасу рано утром сразу же после сумбурного визита лечащего врача, приведшего меня в замешательство. Из его так называемого объяснения я ни черта не понял и теперь надеюсь, что друг сможет объяснить мне, что происходит. Головокружение почти прошло, но после ужасной ночи в незнакомой обстановке я чувствую себя обессиленным, и кажется, что пол слегка покачивается, как только я поднимаюсь с кровати.

2

Негнойное заболевание внутреннего уха, характеризующееся увеличением объема эндолимфы (лабиринтной жидкости) и повышением внутрилабиринтного давления (эндолимфатический гидропс), в результате чего возникают рецидивирующие приступы прогрессирующей глухоты (чаще односторонней), шума в ушах, системного головокружения, нарушения равновесия и вегетативных расстройств.

– Это плохо или хорошо, если у меня и правда окажется эта болезнь? – интересуюсь я.

– Нужно быть осторожнее с такими поспешными диагнозами, – отвечает Андреас. – Что именно врач сказал о том, почему так решил?

Я закрываю глаза и пытаюсь вспомнить. Все произошло так быстро. Молодой мужчина в белом халате с шумом влетел в палату, подержал перед моими глазами странный приборчик со встроенными увеличительными стеклами, через которые разглядывал меня. Свет, исходящий от этой штуковины, слепил так сильно, что по щекам начали течь слезы. Но что же он тогда сказал?