Диск зрительного нерва, возможно, и развенчивает саму идею о разумном плане творения, но хитроумные врачи научились с пользой использовать этот диск. Вид диска зрительного нерва может многое сказать о том, что происходит внутри черепа человека.
Наружные покровы глазного яблока являются продолжением оболочки, одевающей зрительный нерв, а эта оболочка является продолжением мозговых оболочек, покрывающих головной мозг. Пространство между двумя внутренними слоями мозговых оболочек содержит цереброспинальную жидкость (ЦСЖ). Если внутричерепное давление повышено сверх нормы, то ЦСЖ начинает выдавливаться в футляр зрительного нерва и сдавливать нерв и проходящую внутри его центральную вену сетчатки. Это приводит к повышению давления внутри глаза и к отеку всех волокон зрительного нерва. Отек зрительного нерва (папиллоэдема) – опасный симптом, сигнализирующий о повышении внутричерепного давления, вызванном, возможно, воспалением или опухолью мозга или блокадой циркуляции ЦСЖ. Отек зрительного нерва напоминает нам о теснейшей связи между глазом и мозгом, которую мы осознаем в результате изучения эмбрионального развития глаза. Это знание подсказывает нам, как возникли глаза у наших древних предков.
Жабры и речьВодное происхождение гортани
Нужно же человеку о чем-то говорить, упражнять голосовые связки, чтобы они хорошо работали, когда придется сказать что-то действительно важное.
Кость в форме буквы U и хрящ в форме бабочки
В 1920-х годах британские геологи, занимавшиеся поисками залежей высококачественного камня для строительства нового порта в Хайфе на территории Британской Палестины (теперь это Израиль), в ходе работ обнаружили на западных склонах коры Кармель несколько весьма примечательных доисторических каменных орудий. Археологи тут же навострили уши. С 1929 по 1934 год группа археологов под руководством Дороти Гэррод производила раскопки в пещерах горы Кармель, где было сделано несколько поразительных открытий. В пещере Схул археологи нашли тысячи каменных орудий и останки десяти человек. Даже тогда было понятно, что речь идет об очень древних находках, относящихся к эпохе палеолита. Однако современные методы определения возраста останков отодвинули даты жизни найденных людей еще дальше в глубь веков. Люди жили в пещере Схул примерно 100 000–130 000 лет назад. Эти скелеты оказались очень важными для науки, так как многое рассказали об анатомии ранних представителей вида человек разумный (Homo sapiens) и о времени выхода этих людей из Африки. Но это уже совсем другая история. Группа Гэррод обследовала и другие кармельские пещеры, в том числе и Кебару, где были найдены следы пребывания человека – каменные орудия.
В 1982 году археологи вернулись в пещеру Кебара, чтобы завершить дело, начатое Дороти Гэррод. На этот раз группу возглавил Офер Бар-Йосеф из Гарвардского университета. В группу входили также археологи из Франции и Израиля. За несколько сезонов раскопок Кебара выдала свои следующие тайны – еще много каменных орудий, кости животных разных видов, включая горную газель, антилопу, оленей, дикую лошадь, носорога, гиену и лисицу. Помимо этого, были обнаружены остатки древнего очага. В 1983 году археологи обнаружили также и человеческое захоронение, но на сей раз это были останки не современного человека, а неандертальца, умершего около 60 тысяч лет назад. У скелета отсутствовал череп и нижние конечности, но все же это один из наиболее полных скелетов неандертальца, найденных до настоящего времени. Непосредственно под дугой сохранившейся нижней челюсти была обнаружена маленькая U-образная косточка – подъязычная кость.
Эта кость есть и у современных людей; она находится на передней поверхности шеи, непосредственно под нижней челюстью. Ее можно легко нащупать. Для этого надо согнуть указательный и большой пальцы в форме буквы С и прощупать шею на пару сантиметров ниже челюсти. В этом месте вы, вероятно, сразу обнаружите что-то твердое и даже сможете сместить эту косточку в ту или другую сторону. (Не увлекайтесь, потому что чрезмерное смещение может оказаться довольно болезненным.)
Подъязычная кость – это важное место прикрепления множества мышц и связок рта и шеи. Мышцы, образующие дно ротовой полости, начинаются от внутренней поверхности нижней челюсти спереди и прикрепляются к подъязычной кости сзади. Пара мышц языка, называемых подъязычно-язычными, начинается на подъязычной кости и заканчивается в толще языка. Шилоподъязычная мышца – это тонкая мышца, которая посредством одноименной связки прикрепляется к шиловидному отростку (тонкому, направленному книзу выросту височной кости) и направляется затем к подъязычной кости. Еще ниже на шее, под подъязычной костью находится гортань. Гортань представляет собой прихотливо изогнутый листок фиброзной ткани и несколько мышц.
С точки зрения анатомии, гортань – очень сложно устроенный орган. Размер гортани невелик – 3 см в диаметре и 4 см в длину, но, несмотря на это, структура содержит девять хрящей, соединенных между собой связками и мембранами, а кроме того, в гортани есть подвижные части с прикрепленными к ним крошечными мышцами. Самыми крупными хрящами гортани являются щитовидный и перстневидный хрящи. Перстневидный хрящ действительно напоминает своей формой перстень с печаткой. Щитовидный хрящ образует кадык (адамово яблоко), который сильнее выражен у мужчин, чем у женщин. Имеющий форму бабочки щитовидный хрящ покоится на кольцевидном перстневидном хряще, с которым соединяется мелкими суставами, допускающими небольшое взаимное смещение двух хрящей.
Человеческая гортань
Внутри гортани находится пара похожих на струны эластичных связок, протянутых между внутренней поверхностью щитовидного хряща спереди и двумя удлиненными пирамидальной формы мелкими хрящами сзади. (Мне кажется, что эти хрящи на самом деле похожи на высокие пирамидки, но те, кто давал им названия, нашли в них сходство с ковшами и теперь их именуют черпаловидными хрящами.) Эти связки, прикрепленные к черпаловидным хрящам, называются голосовыми связками. Мышцы, прикрепленные к пирамидальным черпаловидным хрящам, могут менять расстояние между голосовыми связками, перекрывая вход в нижележащие дыхательные пути. Это смыкание голосовых связок происходит автоматически при глотании, чтобы пищевой комок не попал в трахею и легкие. Одновременно голосовая щель – вход в гортань, прикрытый голосовыми связками, – прикрывается также и листовидным надгортанным хрящом. Смыкание голосовых связок происходит и в тех случаях, когда вы собираетесь поднять тяжелый предмет (вы подсознательно «понимаете», что для этого надо набрать в легкие больше воздуха, чтобы придать дополнительную жесткость туловищу) либо когда вы собираетесь выдавить из себя порцию кала или новорожденного ребенка во время родов. Иногда в таких ситуациях голосовые связки могут не выдержать напора воздуха и слегка разойтись, и тогда вы, скорее всего, непроизвольно закряхтите. (Не волнуйтесь, это абсолютно нормально, и теперь вы знаете, отчего это происходит.)
Эта роль гортани – работать клапаном, запирающим трахею и легкие, – является ее основной функцией, сложившейся в ходе эволюции. Но, естественно, гортань играет и важнейшую роль как орган вокализации (голосообразования), то есть того места, где возникают звуки речи.
Когда мы говорим, черпаловидные хрящи сдвигают ближе голосовые связки и туго их натягивают. Выходящая из легких струя воздуха заставляет голосовые связки колебаться, что порождает звук – точно так же порождает звук язычок деревянных духовых инструментов. Высота голоса зависит от длины голосовых связок. У женщин средняя длина их варьирует от 1,25 до 1,75 см, а у мужчин – от 1,75 до 2,5 см. Это означает, что гортань мужчины глубже, и именно поэтому она сильнее выступает вперед в виде кадыка, так называемого адамова яблока.
Конечно, мы можем менять высоту своего голоса. Можно сделать голос более высоким, сильнее напрягая связки. Это мы делаем автоматически, не задумываясь. Повышение тона голоса происходит при сокращении расположенных в переднем отделе гортани перстнещитовидных мышц, которые подтягивают перстневидный хрящ к щитовидному хрящу. Это можно проверить, пощупав собственную шею: найдите кадык, потом скользните пальцами вниз до отчетливого углубления. Это углубление соответствует промежутку между щитовидным и перстневидным хрящом. Теперь, удерживая палец на месте, издайте высокий звук – например, «и-ик». Вот так. Вы почувствуете, как углубление исчезает, потому что перстневидный хрящ поднимается выше и сближается с щитовидным хрящом в результате сокращения перстнещитовидной мышцы. Сочленение перстневидного и щитовидного хрящей таково, что в результате сокращения мышцы перстневидный хрящ движется, как детские качели – вверх-вниз. Когда перстневидный хрящ в переднем своем отделе смещается вверх, его задний отдел смещается вниз вместе с черпаловидными хрящами. Это сильнее натягивает голосовые связки, и поэтому при прохождении струи воздуха звук получается выше.
Речь – очень важный признак человека, и мы можем задать вполне резонный вопрос: уникально ли строение человеческой гортани? Можно вообразить, что она устроена намного сложнее, чем гортань других млекопитающих, но на самом деле это не так.
Наша гортань совершенно типична по своему строению и мало отличается от гортани других животных, к ней не приделаны дополнительные колокольчики и свистки. Возможно, в этом нет ничего удивительного, потому что осмысленная членораздельная речь формируется в структурах, расположенных выше гортани, а сама она порождает лишь сырой, первоначальный звук. Произносимый слог действительно начинается с вибраций голосовых связок, но когда мы слышим чью-то речь, это не просто некое жужжание. В процессе речи столб воздуха над голосовыми связками изменяет свою форму, и главным средством таких изменений является язык. Мы можем создавать всплеск акустической энергии, сначала прижимая язык к нёбу, а затем освобождая проход струе воздуха, произнося такие согласные, как «т» или «д». Можно выпускать струю воздуха, оставив узкую щель между языком и нёбом, – тогда получится «ссс». В произнесении согласных звуков речи участвуют и губы, которые могут попеременно останавливать и пропускать струю воздуха. Так получаются согласные «б», «м», «п». При сближении губ или верхних и нижних резцов получаются звуки «ф» и «в». Изменяя положение языка и его форму при свободном прохождении струи воздуха мимо него, можно произносить разные гласные звуки.