耳の奥には音を感じる仕組みだけでなく、頭の動きや向きを知る仕組みもあります。だからといって、耳の中のどの部分も同じ働きをしているわけではありません。中学受験で内耳の図が出たら、かたつむりのような形と輪のような形を見分け、その働きを本文の説明と対応させましょう。
聞く部分と、動きを知る部分
内耳のうち、うずまき状の蝸牛は聞こえに関わります。三半規管などの前庭の器官は、頭の回転や動き、重力に対する向きなどの情報に関わります。三つの半規管は異なる方向に配置され、頭の回転に伴う液の動きと感覚細胞の働きが結び付きます。すべての器官が「音の振動を受け取るため」とまとめられるわけではありません。
回転に関わる半規管と、直線的な動きや重力の向きに関わる耳石器は、役割が異なります。難しい名称を初めて見る問題でも、本文の「回る」「まっすぐ動く」「傾く」といった動詞に印を付け、どの器官を指すか整理できます。名前の長さに圧倒されず、何を検出する装置かに置き換えて考えます。
容器と中の液は、同時に動くとは限らない
液の入った容器を回し始めると、容器と液の動きに一時的なずれが生じます。止めた直後にも、液がしばらく動き続けることがあります。この性質は、回転の変化を感じる仕組みを考える模型になります。ただし、半規管は大きなコップではなく、感覚を受け取る組織もあるため、単純な容器の動きをそのまま体の感じ方の数値へ置き換えることはできません。
図では、容器の回転矢印と、容器から見た液の動きの矢印を別々に描きます。地面から見た液の向きと、容器に固定した観察者から見た向きは同じとは限りません。どこを基準に動きを表しているかを確認することが、相対的な動きの問題では重要です。
例題1｜働きの対応を選ぶ
器官Aは音の振動を情報へ変えることに、器官Bは頭の回転の変化を知ることに関わると説明されています。蝸牛と半規管を、AとBへ対応させてください。
Aが蝸牛、Bが半規管です。どちらも耳の奥にあるからといって、同じ役割ではありません。図のAが大きく描かれていることから働きが多いと判断したり、輪が三つあるから三種類の音を聞き分けると考えたりはできません。形の特徴と、本文で与えられた機能を対応させます。
例題2｜止まった直後の模型
水の入った透明な輪状の容器を一定方向へ回し、十分たってから容器だけを止めた模型を考えます。直後には、目印がしばらく同じ方向へ動きました。「容器が止まれば、中の液も必ず同時に完全停止する」という説明は、この記録に合いますか。
合いません。目印が動き続けたという観察があるためです。ただし、この観察から、人が何秒めまいを感じるかまで求めることはできません。模型の液の動きと感覚の持続時間は別の量です。自分の体を長く回して試すのではなく、図や記録として考えます。
姿勢は耳だけで決まらない
姿勢を保つときには、内耳からの情報だけでなく、目からの情報や筋肉・関節からの情報も使われます。目を閉じたときに体の安定が変わるという資料があっても、それを「耳が働かなくなった」と説明してはいけません。なくなったのは視覚の情報であり、ほかの情報まで全部なくなったわけではないからです。
複数の感覚が関係する実験では、どの情報を変え、どの情報を保ったかを整理します。明るい床と暗い柔らかな床を比べると、視覚だけでなく足元の条件も変わります。視覚の効果だけを比べたいなら、足元などの条件は同じにする必要があります。実験計画を読むときには、このような混ざりを見つけます。
原因を一つに決めつけない
実際にふらつく理由はさまざまで、この記事の模型から個人の状態を診断することはできません。学習で扱うのは、内耳に異なる働きの器官があり、体の動きの情報に関係するという仕組みです。「耳の問題だから聞こえが必ず悪くなる」といった、別の働きへの飛躍も避けましょう。
まとめの図には、音→蝸牛、回転→半規管、姿勢の調整→目や筋肉などの情報も利用、という対応を置きます。輪の名前を覚えるだけでなく、どの入力とどの働きが結び付くかを説明すると、初めて見る感覚器官の資料も読みやすくなります。体内の器官の位置が近いことと、機能が同じことを区別するのが中心です。
図を読み直すときの補足
三つの半規管を同じ平面へ並べた図は、形の一覧としては見やすくても、異なる向きに配置されているという特徴を表せません。立体的な配置を示す図なら、手前へ傾いた輪や横へ向いた輪が描き分けられます。輪の見た目が細長いことだけで、本物もつぶれた形だと考えないようにします。斜めから見た円が楕円に見えるのと同じ表現上の問題があるためです。
回し始める、一定に回す、止めるという三つの段階を、連続した欄に分けて記録すると、変化に注目しやすくなります。単に『回転中』と一つにまとめると、最初と十分時間がたった後の違いが隠れてしまいます。どの段階の感覚や液のずれを示す資料かを明確にすると、半規管の模型を静止画一枚から誤読することを防げます。