感覺系統/聽覺解剖學
本節的目的是解釋人類聽覺系統的解剖結構。本章以聲音感知過程中聲學資訊傳遞的順序說明了聽覺器官的組成。
請注意，“感覺器官組成”的核心資訊也可以在維基百科頁面“聽覺系統”中找到，除了本文中進行的一些更改，如擴充套件和規範。（另請參閱：維基百科 聽覺系統)
聽覺系統感知聲波，即氣壓變化，並將這些變化轉換為電訊號。然後，大腦可以處理、分析和解釋這些訊號。目前，讓我們關注聽覺系統的結構和組成部分。聽覺系統主要由兩個部分組成
- 耳朵和
- 聽覺神經系統（中樞聽覺系統）
耳朵是聲音首次處理和感覺感受器所在的器官。它由三個部分組成
- 外耳
- 中耳
- 內耳
功能：收集聲能並放大聲壓。
圍繞耳道（外耳道，外耳道）的軟骨折疊被稱為耳廓。它是耳朵可見的部分。聲波在撞擊耳廓時會反射和衰減，這些變化會提供額外的資訊，幫助大腦確定聲音來源的方向。聲波進入耳道，這是一個看似簡單的管道。耳道放大 3 到 12 kHz 之間的聲音。耳道的遠端是鼓膜（鼓膜），它標誌著中耳的開始。
功能：將聲能從空氣傳遞到耳蝸。
穿過耳道的聲波會撞擊鼓膜（鼓膜）。此波資訊透過一系列骨骼穿過充滿空氣的鼓室（中耳腔）：錘骨、鐙骨和鐙骨。這些聽骨充當槓桿和電傳機，將低壓鼓膜聲振動轉換為更高壓力的聲振動，傳送到另一個較小的膜，稱為卵圓窗（或橢圓窗），它是通往內耳耳蝸的兩個開口之一。第二個開口稱為圓窗。它允許耳蝸中的液體移動。
錘骨透過錘骨柄與鼓膜連線，而鐙骨透過其基底與卵圓窗連線。由於卵圓窗外的內耳含有液體而不是空氣，因此需要更高的壓力。聲音不會在聽骨鏈上傳播均勻。中耳肌肉的鐙骨反射有助於保護內耳免受損傷。
中耳仍然以波形形式包含聲音資訊；它在耳蝸中被轉換為神經脈衝。
| 耳蝸結構圖 | 耳蝸橫截面 | 來自 MRI 掃描的耳蝸和前庭系統 |
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功能：將機械波（聲音）轉換為電訊號（神經訊號）。
內耳包括耳蝸和幾個非聽覺結構。耳蝸是內耳的蝸牛狀部分。它有三個充滿液體的部分：鼓階（下層廊）、中階（中層廊，耳蝸管）和前庭階（上層廊）。耳蝸支援由基底膜兩側的壓力驅動的液體波，基底膜將兩個部分（鼓階和中階）隔開。基底膜長約 3 釐米，寬 0.5 到 0.04 毫米之間。瑞斯納氏膜（前庭膜）將中階和前庭階隔開。
中階包含一種稱為內淋巴液的細胞外液體，也稱為斯卡帕液，以安東尼奧·斯卡帕命名。柯蒂氏器位於該管道中，並將機械波轉換為神經元中的電訊號。另外兩個部分，鼓階和前庭階，位於充滿稱為外淋巴液的液體的骨迷路內。內淋巴液（在中階）和外淋巴液（在鼓階和前庭階）兩種液體的化學差異對於內耳的功能至關重要。
柯蒂氏器形成一條感覺上皮帶，沿著整個耳蝸縱向延伸。柯蒂氏器的毛細胞將液體波轉換為神經訊號。十億條神經的旅程從這一步開始；從這裡開始，進一步處理會導致一系列聽覺反應和感覺。
毛細胞是柱狀細胞，每個細胞頂部都有一束 100 到 200 個專門的纖毛，因此得名。這些纖毛是聽覺的機械感受器。較短的纖毛稱為立體纖毛，最長的纖毛位於每個毛細胞束末端稱為動纖毛。動纖毛的位置決定了開啟方向，即引起最大毛細胞興奮的偏轉方向。輕微地覆蓋在最長的纖毛頂部的頂膜會隨著每個聲波迴圈來回移動，傾斜纖毛並使電流進入毛細胞。
迄今為止，毛細胞的功能尚未完全確定。目前，對毛細胞功能的瞭解使人們能夠在聽力喪失的情況下用人工耳蝸替換這些細胞。然而，對毛細胞功能的更多研究可能有一天甚至使細胞修復成為可能。目前的模型是纖毛透過“尖端連線”相互連線，尖端連線是將一根纖毛的尖端與另一根纖毛連線的結構。尖端連線的拉伸和壓縮隨後會開啟離子通道並在毛細胞中產生受體電位。請注意，100 奈米的偏轉已經會引起 90% 的完整受體電位。
神經系統區分攜帶資訊向中樞神經系統的神經纖維和攜帶資訊遠離中樞神經系統的神經纖維
- 傳入神經元（也稱為感覺神經元或感受器神經元）將神經衝動從感受器（感覺器官）傳向中樞神經系統
- 傳出神經元（也稱為運動神經元或效應器神經元）將神經衝動傳離中樞神經系統到效應器，如肌肉或腺體（以及內耳的纖毛細胞）
傳入神經元支配耳蝸內毛細胞，在突觸處，神經遞質穀氨酸將訊號從毛細胞傳遞到初級聽覺神經元的樹突。
耳蝸中的內毛細胞數量遠少於傳入神經纖維。神經樹突屬於聽覺神經的神經元，聽覺神經又與前庭神經連線形成前庭蝸神經，即第八腦神經。
從大腦到耳蝸的傳出投射也參與聲音的感知。傳出突觸發生在內毛細胞的外部毛細胞和傳入（朝向大腦）樹突上。
現在以電訊號形式重新編碼的聲音資訊沿著聽覺神經（聲神經，前庭蝸神經，第八腦神經）向下傳遞，穿過腦幹的中間站，如蝸神經核和上橄欖複合體以及中腦的下丘，在每個中轉站進一步處理。資訊最終到達丘腦，然後從丘腦傳遞到皮層。在人腦中，初級聽覺皮層位於顳葉。
初級聽覺皮層是大腦皮層中第一個接收聽覺輸入的區域。
聲音的感知與右側顳上回後部（STG）有關。顳上回包含大腦的幾個重要結構，包括布羅德曼 41 區和 42 區，標誌著初級聽覺皮層的位置，該皮層區域負責感知聲音的基本特徵，例如音高和節奏。
聽覺聯想區位於大腦顳葉的韋尼克區或 22 區。這個區域靠近外側腦溝，是處理聲學訊號的重要區域，以便將它們識別為語音、音樂或噪音。