内耳とは：哺乳類の蝸牛と半規管を含む構造・機能の定義

内耳の構造と機能を図解で解説—哺乳類の蝸牛による聴覚メカニズムと半規管の平衡維持を専門的かつわかりやすく紹介。

内耳は、脊椎動物の耳の最も内側にある部分です。主に音の感知と平衡感覚をつかさどる。哺乳類では、骨でできた迷路の中にある2つの主要な作業部分から構成されています。

• 蝸牛は聴覚に特化しており、外耳からの音圧パターンを電気化学的なインパルスに変換し、聴覚神経を介して脳に伝える。
• バランスシステム。これは、3つの半円形の運河が直角に配置されています。

内耳はすべての脊椎動物に存在し、その形態と機能は多くのバリエーションがある。内耳には、すべての脊椎動物で第8脳神経が供給されている。

構造の詳細

• 骨性迷路と膜性迷路：内耳は硬い骨に囲まれた骨性迷路の内側に、さらに薄い膜で区切られた膜性迷路が収まっています。膜性迷路は蝸牛（コクリア）と前庭器（半規管、卵形嚢・球形嚢など）を含みます。
• 蝸牛（コクリア）：らせん状の構造で、内側には3つの蜷（スカラ）—スカラ・ヴェスティブリ、スカラ・メディア、スカラ・ティンパニ—があり、膜性迷路の中心にあるスカラ・メディア（内リンパ）には有毛細胞が並ぶ有毛器官（コルチ器）が存在します。有毛細胞の打撃で音が電気信号に変換されます。
• 前庭系（平衡器）：3つの半規管（水平、前、後）それぞれに拡張部（膨大部、アンプラ）があり、回転加速度を検出します。また、卵形嚢（utricle）と球形嚢（saccule）は直線加速度や重力方向を感知する有毛器官（マクラ）を含み、耳石（オトコニア）が刺激伝達に関与します。
• リンパ液：膜性迷路内の内リンパはカリウムイオン（K+）が高く、外側の骨性迷路の外側にある外リンパ（ペリリンフ）とはイオン組成が異なり、これが電気化学的勾配を生み、毛細胞の受容過程に重要です。

機能と生理

• 聴覚の仕組み：外耳〜中耳で集められた音圧は鼓膜と耳小骨を経て蝸牛の卵円窓に伝わり、基底膜上に「伝播する波（トラベリングウェーブ）」を生じます。音の周波数に応じて波のピーク位置が異なり（トーンの分布＝トノトピー）、それに応じた有毛細胞が応答してシナプス伝達を起こし、電気的インパルスが第8脳神経の蝸牛枝を通じて脳へ送られます。
• 平衡感覚の仕組み：半規管は頭部の回転により内リンパが慣性で動き、膨大部内の毛束を撥ね動かして角加速度を検出します。卵形嚢・球形嚢の耳石は重力や直線加速で膜をずらし、毛細胞を刺激します。これらの情報は前庭神経を介して脳幹と小脳に送られ、姿勢制御や眼球運動（前庭眼反射：VOR）に利用されます。

神経経路と中枢処理

前述の通り、内耳の感覚情報は第8脳神経が（内耳神経、前庭蝸牛神経）によって中枢に伝えられます。蝸牛情報は蝸牛核→上オリーブ核→下丘→内側膝状体→聴皮質へ、前庭情報は前庭核→小脳・脊髄・眼球運動核へと投射されます。これによりバランス保持、姿勢反射、目の固定が可能になります。

臨床的意義と検査

• 一般的な検査：純音聴力検査（オージオメトリー）、ティンパノメトリー（中耳機能）、耳音響放射（OAE：外有毛細胞の機能評価）、脳幹聴覚誘発電位（ABR）などが聴覚評価に用いられます。前庭機能はカロリックテスト、回転椅子検査、眼振記録（ENG/vHIT）、VEMP（頸部・眼球前庭誘発筋電位）などで評価します。
• 代表的な疾患：メニエール病（内リンパ水腫）、良性発作性頭位めまい症（BPPV）、前庭神経炎、ラビリンス炎、突発性難聴、老人性難聴（加齢性難聴＝presbycusis）、外傷や騒音性難聴などがあります。
• 治療とリハビリ：薬物療法（ステロイド、利尿薬、抗めまい薬など）、良性発作性頭位めまい症に対する頭位リポジショニング操作（エプリー法など）、前庭リハビリテーション（バランス訓練）、補聴器や人工内耳（コクレアインプラント）などが用いられます。

進化的・種差

内耳は脊椎動物で共通する器官ですが、形態や機能には種差があります。たとえば魚類では耳石やラゲナなどが重要な役割を担い、両生類・爬虫類・鳥類・哺乳類では蝸牛の巻きの有無や前庭器の発達が異なります。哺乳類は特に蝸牛の巻きが発達して高い周波数分解能を獲得しています。

まとめ

内耳は聴覚と平衡感覚の中枢として、蝸牛と前庭系（半規管、卵形嚢・球形嚢）を含む複雑な構造を持ちます。リンパ液や有毛細胞、基底膜といった微細構造が感覚変換に不可欠であり、その障害はめまい・聴力低下など多様な症状を生じます。早期の診断と適切なリハビリ・治療が、機能回復や生活の質維持につながります。

質問と回答

Q: 内耳とは何ですか?

Q: 哺乳類における内耳の2つの主な働きは何ですか?

Q: 蝸牛とは何ですか?

Q:平衡系とは何ですか?

Q: 内耳はどのような動物にありますか?

Q: 脊椎動物すべてで内耳を支配している神経は?

Q: 蝸牛はどのようにして音圧パターンを電気化学的インパルスに変換するのですか?

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