Histology · 17.2
感覚器：耳
Sense organs — Ear
🧠 耳は「音を集める（外耳）→機械的に増幅する（中耳）→有毛細胞で電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）に変換する（内耳）」という3段階の変換装置、と覚える。 さらに内耳の中で、蝸牛（コルチ器organ of Cortiコルチ器（organ of Corti）organ of Corti（コルチ器））が音（聴覚）を、前庭器vestibular apparatus前庭器（vestibular apparatus）vestibular apparatus（前庭器）（半規管semicircular canals半規管（semicircular canals）semicircular canals（半規管）・卵形嚢utricle卵形嚢（utricle）utricle（卵形嚢）・球形嚢saccule球形嚢（saccule）saccule（球形嚢））が体の傾き・回転（平衡覚balance平衡覚（balance）balance（平衡覚））を担当する——同じ「有毛細胞が機械刺激を電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）に変える」という原理を、聴覚と平衡覚balance平衡覚（balance）balance（平衡覚）という2つの異なる目的に使い回している点が耳の設計の本質。
外耳・中耳・内耳の3区分
flowchart TD
A["外耳：耳介＋外耳道、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='elastic cartilage'>弾性軟骨</span>を含む"]
A --> B["鼓膜"]
B --> C["中耳：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tympanic cavity'>鼓室</span>、耳小骨（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='malleus'>ツチ骨</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='incus'>キヌタ骨</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='stapes'>アブミ骨</span>）"]
C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oval window'>卵円窓</span>"]
D --> E["内耳：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='osseous labyrinth'>骨迷路</span>＋<span class='jp-term jp-term-diagram' title='membranous labyrinth'>膜迷路</span>"]| 区分 | 主な機能 |
|---|---|
| 外耳 | 音を集音し鼓膜へ伝える |
| 中耳 | 耳小骨（3つの小さな骨）の梃子作用により、空気中の振動を内耳のリンパ液に効率よく伝える機械的増幅装置 |
| 内耳 | 機械的振動を電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）に変換する感覚器（蝸牛＝聴覚、前庭器vestibular apparatus前庭器（vestibular apparatus）vestibular apparatus（前庭器）＝平衡覚balance平衡覚（balance）balance（平衡覚）） |
⭐ 耳小骨による増幅は、空気（低インピーダンスimpedanceインピーダンス（impedance）impedance（インピーダンス））から内耳リンパ液（高インピーダンスimpedanceインピーダンス（impedance）impedance（インピーダンス））への振動伝達で生じるインピーダンス不整合impedance mismatchインピーダンス不整合（impedance mismatch）impedance mismatch（インピーダンス不整合）を補正するために必須——中耳が障害される（中耳炎など）と、この増幅機構が働かず伝音性難聴conductive hearing loss (CHL)伝音性難聴（conductive hearing loss (CHL)）conductive hearing loss (CHL)（伝音性難聴）を来す、という臨床的意義につながる。
内耳：骨迷路と膜迷路
内耳は側頭骨内Intratemporal側頭骨内（Intratemporal）Intratemporal（側頭骨内）の骨迷路osseous labyrinth骨迷路（osseous labyrinth）osseous labyrinth（骨迷路）と、その中に浮かぶ膜迷路membranous labyrinth膜迷路（membranous labyrinth）membranous labyrinth（膜迷路）の二重構造からなる。骨迷路osseous labyrinth骨迷路（osseous labyrinth）osseous labyrinth（骨迷路）と膜迷路membranous labyrinth膜迷路（membranous labyrinth）membranous labyrinth（膜迷路）の間は外リンパperilymph外リンパ（perilymph）perilymph（外リンパ）、膜迷路membranous labyrinth膜迷路（membranous labyrinth）membranous labyrinth（膜迷路）の内部は内リンパendolymph内リンパ（endolymph）endolymph（内リンパ）で満たされる。
蝸牛とコルチ器
蝸牛はらせん状corkscrew (appearance)らせん状（corkscrew (appearance)）corkscrew (appearance)（らせん状）に巻いた管で、内部の膜迷路membranous labyrinth膜迷路（membranous labyrinth）membranous labyrinth（膜迷路）（蝸牛管cochlear duct蝸牛管（cochlear duct）cochlear duct（蝸牛管））の基底膜上にコルチ器organ of Cortiコルチ器（organ of Corti）organ of Corti（コルチ器）という聴覚受容装置が存在する。
| 構成要素 | 特徴 |
|---|---|
| 内有毛細胞inner hair cell内有毛細胞（inner hair cell）inner hair cell（内有毛細胞） | 聴覚受容の主体、求心性神経afferent nerve求心性神経（afferent nerve）afferent nerve（求心性神経）終末が豊富 |
| 外有毛細胞outer hair cell外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） | 電気運動性electromotility電気運動性（electromotility）electromotility（電気運動性）をもち音の増幅・周波数選択性を高める |
| 定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛） | 有毛細胞頂端の機械受容構造、アクチン芯（02-2-apical-specializationsで既出の定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）と同じ構造） |
| 蓋膜tectorial membrane蓋膜（tectorial membrane）tectorial membrane（蓋膜） | 有毛細胞の定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）が接する膜、基底膜の振動との相対運動が定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）を屈曲させる |
💡 蝸牛の有毛細胞の定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）は、精巣上体上皮（02-2-apical-specializations、14-2-excretory-ducts）の定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）と同じアクチン芯構造をもつが、機能は全く異なる（吸収面積の拡大 vs 機械受容）——「同じ構造でも使われる文脈によって全く異なる役割を果たす」という生物学の一般原則general principles一般原則（general principles）general principles（一般原則）の好例として対比しておくと記憶に残りやすい。
前庭器：平衡覚
| 構造 | 感知する運動 | 感覚装置 |
|---|---|---|
| 半規管semicircular canals半規管（semicircular canals）semicircular canals（半規管） | 回転運動（角加速度acceleration加速度（acceleration）acceleration（加速度）） | 膨大部稜crista ampullaris膨大部稜（crista ampullaris）crista ampullaris（膨大部稜）：有毛細胞＋クプラcupulaクプラ（cupula）cupula（クプラ）（ゼラチン様gelatinousゼラチン様（gelatinous）gelatinous（ゼラチン様）の膜） |
| 卵形嚢utricle卵形嚢（utricle）utricle（卵形嚢）・球形嚢saccule球形嚢（saccule）saccule（球形嚢） | 直線加速度linear acceleration直線加速度（linear acceleration）linear acceleration（直線加速度）・重力gravity重力（gravity）gravity（重力）（頭部の傾き） | 平衡斑macula平衡斑（macula）macula（平衡斑）：有毛細胞＋耳石膜otolithic membrane耳石膜（otolithic membrane）otolithic membrane（耳石膜）（炭酸カルシウムcalcium carbonate炭酸カルシウム（calcium carbonate）calcium carbonate（炭酸カルシウム）の耳石otoconia耳石（otoconia）otoconia（耳石）を含む） |
⭐ 半規管semicircular canals半規管（semicircular canals）semicircular canals（半規管）＝回転（動的平衡）、卵形嚢utricle卵形嚢（utricle）utricle（卵形嚢）・球形嚢saccule球形嚢（saccule）saccule（球形嚢）＝直線加速度linear acceleration直線加速度（linear acceleration）linear acceleration（直線加速度）と重力gravity重力（gravity）gravity（重力）（静的平衡）という感知内容の違いは、有毛細胞を覆う構造の違い（クプラcupulaクプラ（cupula）cupula（クプラ） vs 耳石otoconia耳石（otoconia）otoconia（耳石）を含む耳石膜otolithic membrane耳石膜（otolithic membrane）otolithic membrane（耳石膜））に対応する——耳石otoconia耳石（otoconia）otoconia（耳石）の重さが直線加速度linear acceleration直線加速度（linear acceleration）linear acceleration（直線加速度）・重力gravity重力（gravity）gravity（重力）による膜のずれを増幅する仕組みだと理解すると、なぜ卵形嚢utricle卵形嚢（utricle）utricle（卵形嚢）・球形嚢saccule球形嚢（saccule）saccule（球形嚢）だけに耳石otoconia耳石（otoconia）otoconia（耳石）が必要なのかが分かる。
まとめ
- 耳は外耳（集音）・中耳（機械的増幅）・内耳（感覚変換sensory transduction感覚変換（sensory transduction）sensory transduction（感覚変換））の3区分からなり、中耳の耳小骨がインピーダンス不整合impedance mismatchインピーダンス不整合（impedance mismatch）impedance mismatch（インピーダンス不整合）を補正する。
- 内耳は骨迷路osseous labyrinth骨迷路（osseous labyrinth）osseous labyrinth（骨迷路）と膜迷路membranous labyrinth膜迷路（membranous labyrinth）membranous labyrinth（膜迷路）の二重構造で、外リンパperilymph外リンパ（perilymph）perilymph（外リンパ）・内リンパendolymph内リンパ（endolymph）endolymph（内リンパ）で満たされる。
- 蝸牛のコルチ器organ of Cortiコルチ器（organ of Corti）organ of Corti（コルチ器）は内・外有毛細胞outer hair cell外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞）の定在毛stereocilia定在毛（stereocilia）stereocilia（定在毛）と蓋膜tectorial membrane蓋膜（tectorial membrane）tectorial membrane（蓋膜）の相対運動により音を電気信号PSP, postsynaptic potential電気信号（PSP, postsynaptic potential）PSP, postsynaptic potential（電気信号）に変換する。
- 前庭器vestibular apparatus前庭器（vestibular apparatus）vestibular apparatus（前庭器）は半規管semicircular canals半規管（semicircular canals）semicircular canals（半規管）（回転、クプラcupulaクプラ（cupula）cupula（クプラ））と卵形嚢utricle卵形嚢（utricle）utricle（卵形嚢）・球形嚢saccule球形嚢（saccule）saccule（球形嚢）（直線加速度linear acceleration直線加速度（linear acceleration）linear acceleration（直線加速度）・重力gravity重力（gravity）gravity（重力）、耳石膜otolithic membrane耳石膜（otolithic membrane）otolithic membrane（耳石膜））で平衡覚balance平衡覚（balance）balance（平衡覚）を担う。