От чего можно оглохнуть? Зачем вставлять в уши электроды? Как космические технологии помогли появлению слуховых имплантов? Этот текст — расшифровка эпизода подкаста «Почему мы еще живы», посвященного истории изобретения кохлеарного (слухового) импланта.

7 мая 1824 года состоялась премьера Симфонии №9 Ре минор. Это была последняя симфония Людвига Ван Бетховена, одна из самых технически сложных для своего времени. Публика пришла в полный восторг, полицейским пришлось останавливать затянувшиеся овации. Сам композитор во время исполнения стоял у рампы и показывал темп, но чтобы он заметил реакцию слушателей, один из оркестрантов развернул его лицом к залу. Бетховен наблюдал, как ему махали платками и хлопали, видел восторженные лица, многие — в слезах, но ни оваций, ни исполнения самой девятой симфонии, как впрочем и остальных своих симфоний, он не слышал. К тому моменту композитор уже 30 лет страдал глухотой и мог только воображать, как звучит музыка.

Причина глухоты Бетховена до сих пор не ясна. Скорее всего [дело](https://hearinghealthmatters.org/hearinginternational/2011/hearing-beethoven-part-ii-the-medical-conclusion/#:~:text=The deafness began in 1798,by the written musical notes.) было в свинце, который тогда часто добавляли в посуду, а то и прямо в вино, чтобы подсластить. Токсичный металл, вероятно, годами отравлял композитора и в итоге вызвал воспаление уха. Это привело к отмиранию слуховых нейронов и полной потере слуха.

Бетховен — один из самых известных примеров, но вообще оглохнуть можно от множества причин: от инфекции, травмы уха, из-за врожденного генетического дефекта, деградации слуха с возрастом и даже из-за частого прослушивания чересчур громкой музыки и звуков, что особенно актуально для рок-музыкантов, заводских рабочих и артиллеристов.

По прогнозам ВОЗ, к 2050 году 2,5 миллиарда человек могут столкнуться с полной или частичной утратой слуха. Хотя глухота была нередким явлением всю историю человечества, справиться с этой проблемой удалось лишь после того как ученые разобрались, что такое звук и как именно наш мозг его воспринимает.

Привет, меня зовут Фёдор Катасонов, я педиатр, и это «Почему мы еще живы» — подкаст о медицинских открытиях, которые изменили мир. В этом выпуске будут огромные трубы и маленькие ушные улитки, звук разрываемого шелка, американский космонавт, побывавший на Луне, и одна девочка, которая первой из всех детей с глухотой обрела способность слышать и говорить. Это выпуск про изобретение слухового импланта.

<aside> 🗣️ Совершенно понятно, что никакое море там в этой раковине не спряталось, ничего там внутри самой этой ракушки не издает звуки. И действительно есть несколько теорий. Одна из них, что мы, из-за того, что создаётся тишина, и, там резонанс внутри, отражение всех звуковых колебаний, что мы слышим звуки собственного тела, там, в частности кровотока. Но вот есть статьи, которые говорят, что если мы позанимаемся какой-то физической активностью, то по идее у нас же кровоток усиливается, мы должны слышать сильнее этот шум, а этого не происходит. То есть это как бы косвенное опровержение теории. Есть другая теория, что это звуки окружающей среды, которые туда попадают, как в ловушку из-за такого строения, начинают там резонировать, отражаться, и создают фоновый шум.

— Екатерина Довлатова, ЛОР-врач и отоневролог из клиники DocDeti

</aside>

Люди еще в античные времена заметили свойство конических форм усиливать звуки и довольно давно изобрели музыкальный инструмент — трубу, но вот в медицине акустические свойства труб особо не применялись до XVII века, когда наступило Новое время — эпоха изобретательства, экспериментов и зарождения современной науки. Первые слуховые устройства как раз и выглядели как рога или трубы. Они так и назывались — «ушные трубы».

Первое упоминание такого устройства встречается в труде французского иезуита Жана Леурешона, опубликованном в 1624 году. Через три года вышла «Естественная история» английского философа Фрэнсиса Бэкона, где тот уже более подробно описал воронкообразные инструменты, которые усиливают звуки, если прислонить их узким концом к уху. Еще раньше этих двоих Паоло Апроино из Венеции самостоятельно сконструировал такое устройство, используя знания, которые он получил от своего учителя — Галилео Галилея.

Было и множество других ученых, философов и священников, которые следующие два века предлагали свои модели ушных труб — и прямые, и изогнутые, и в форме закрученного бараньего рога. Одну такую трубу сконструировал и друг Бетховена — механик Мельцель. Композитор пользовался ею время от времени, когда еще не совсем оглох.

Главный недостаток таких устройств в том, что они не возвращают слух. Они просто повышают громкость звуков, да и то незначительно, примерно на 15-25 децибел. Скажем, громкость обычного человеческого разговора около 40 децибел. Чтобы усилить громкость звука на 40 децибел, нужно приложить к уху трубу длиной шесть метров. Предлагались и такие, но едва ли кто-то мог регулярно ими пользоваться. Впоследствии идея усиления звука легла в основу электронного слухового аппарата, но это устройство тоже не возвращает слух.

Чтобы восстановить слух, нужно было изобрести не усиливающую трубку, а устройство, которое могло бы заменить или восстановить функцию уха. Начало этой технологии было положено в конце XVIII века, когда итальянский физиолог Луиджи Гальвани приложил к лапкам мертвой лягушки две проволоки из разных металлов, и лапки задергались, словно живые. Это произошло из-за возникшей в проволоках и нервах разности электрических потенциалов и тока, который пошел через мышцы. Так Гальвани открыл электрические явления в живых организмах и положил начало новой научной отрасли — электрофизиологии. Позже ученые убедились, что электричество проходит через каждый наш нерв — именно с помощью электричества в теле передаются нервные сигналы.

Ученик Гальвани — Алессандро Вольта, чьей фамилией мы теперь называем единицу электрического напряжения — засунул себе в уши металлические зонды, подключил их к 50-вольтному гальваническому элементу, то есть химическому источнику электричества, и пустил ток. Помимо того что Вольта ощутил нечто вроде удара по голове, он также услышал шум, напоминавший бульканье кипящего супа. Так впервые стало ясно, что слух связан с электричеством.

Давайте разберемся, как устроено наше ухо:

<aside> 🗣️ В нашем ухе есть три отдела: это наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо, и у каждого из этих отделов своя функция. Если обобщать с точки зрения слуха, то можно сказать, что начинается все с наружного уха, где наша ушная раковина собирает все звуковые колебания, их концентрирует и направляет по наружному слуховому проходу до барабанной перепонки. То есть наружный слуховой проход — это такой коридор, который заканчивается, как тупик, барабанной перепонкой. Барабанная перепонка начинает колебаться, воспринимая все эти звуковые колебания.

И дальше, если мы представим себе среднее ухо, то это выглядит как такая комната, практически замкнутая, которая только с помощью слуховой трубы соединяется с окружающим пространством, в которой располагаются слуховые косточки — это молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек крепится к барабанной перепонке. С ним соединяется наковальня, а с наковальней соединяется стремечко, чья подножная пластинка упирается уже в мембрану внутреннего уха. Таким образом, когда барабанная перепонка колеблется, она эти колебания передает по цепи слуховых косточек, и эти колебания передаются уже на внутреннее ухо. Оно, внутреннее ухо, заполнено всё жидкостью, и в ответ на это жидкость внутреннего уха начинает колебаться.

При этом, пока звуковая волна, вот эти колебания проходят по наружному и среднему уху, идет усиление интенсивности звукового давления. Это очень важная часть слухового анализатора, которая приводит звуковые колебания к жидкости внутреннего уха. И дальше во внутреннем ухе жидкость колеблется и собственно она колеблет базилярную мембрану.

— Екатерина Довлатова, ЛОР-врач и отоневролог из клиники DocDeti

</aside>

Базилярная мембрана — это часть самого важного органа нашей слуховой системы, улитки. Этот орган размером с горошину закрученный, как раковина улитки, открыли итальянцы. Первым улитку заметил врач и анатом Бартоломео Эустахио. Он же описал каналы, которые ведут от барабанной перепонки в носоглотку. Теперь мы называем их евстахиевы трубы. Описал улитку и окружные каналы другой анатом, Габриэле Фалоппио. В честь него названы другие трубы — фалоппиевы. Правда, находятся они не в ушах.

Изнутри улитка заполнена жидкостью и густо усеяна специальными рецепторами - волосковыми клетками. Они так называются, потому что имеют выросты, похожие на волоски или жгутики. Механические колебания от среднего уха передаются на мембрану улитки, что приводит в движение жидкость внутри нее. Волосковые  клетки улавливают и усиливают движение этой жидкости и преобразуют его в электрический сигнал, который передается по вестибулярно-слуховому нерву в кору головного мозга. Кора этот сигнал расшифровывает и преобразует в звуки окружающего мира. Вот так мы и слышим.