2017年度 第22回 聴覚のしくみ、平衡感覚のしくみ

 聴覚と平衡覚の感覚器の構造について、生理学では機能に関わる部分について少し詳しく説明したかもしれませんが、基本的には解剖学でも学んでいるとおりです。もう一度よく確認をしておきましょう。

 聴覚のしくみは、前回説明した音波の空気の振動としての性質を頭に入れた上で考えましょう。振動のエネルギーは有毛細胞に伝わるまで、すべて何らかの振動、つまり物理的な刺激として伝えられていきます。この部分が聴覚器の“伝音部”にあたると考えますが、単に“伝える”だけではなく、エネルギーを増幅し、さらに、音波の波長によって共鳴部位を使い分けています。そして、最後に、有毛細胞の感覚毛の運動することによってイオンチャネルが開閉し、細胞内へのイオンの移動を変化するため膜電位が変化します。じつによくできたしくみです。途中で両生類や爬虫類の聴覚器の構造にも触れましたが、哺乳類は元来夜行性です。したがって、視覚以外の感覚によって周囲の情報を得るために発達させてきた機能ではないでしょうか。

 味覚や嗅覚でも、適刺激に対する受容器細胞の反応のしかたを取り上げました。いずれも、受容体やイオンチャネルなど、膜タンパク質の機能として考えました。聴覚や平衡覚で機能する有毛細胞も同様に、感覚毛にあるイオンチャネルのはたらきを説明しました。このように、一見マクロに見える現象も分子レベルでの構造と機能によって説明することができます。これらが現代の生命科学の重要な到達点です。最近の高等学校の生物では、こうした内容がかなり取り上げられています。医学を学ぶものとして、是非とも身につけてほしいものです。

 平衡覚は自覚しにくい感覚であるため、この感覚機能が乱されたような場合にどんな症状を呈するかをはじめに説明しました。別の例を挙げると、イヌやネコなどを仰向けにするとすぐにうつぶせ、あるいは四足で立つような姿勢をとろうとします。腹部を他社に見せることが危険につながるため、それを防ごうとする反射的な行動です。このとき、自らの背中が地面について腹部が上方を向いている、あるいは顔面が上方を向いているということは頭部の回転方向を検知することによって知覚しています。もし、東部の回転方向を知ることができなかったら、つまり平衡感覚器が機能しなかったらどうなるでしょうか。マウスやラットでの実験的に内耳を破壊すると、いったん仰向けにしてやってもそのままの姿勢を維持します。つまり、頭部の方向を全く理解していないということです。

 地球上にいる生物にはすべて重力がかかっています。特に、動物は身体を動かすため、どうしても重力がどの方向にかかっているのかを知っておく必要があります。平衡覚はあらゆる感覚の中で、最も早くに獲得された感覚の1つと考えられています。そして、そのしくみをそのまま流用して聴覚が発達してきました。したがって、感覚受容器は隣り合った部位にあり、さらに、刺激の受容のしかたもほとんど同じです。

 来週はお休みです。再来週は平衡感覚について補足して、その後視覚に入ります。