みみの あなから はいった おとは、まず 鼓膜こまくという うすい まくを ふるわせます。この ふるえは、みみの おくの ちいさな 骨ほねを つたって、蝸牛かぎゅうに とどきます［1］。

蝸牛かぎゅうは、カタツムリの かたちを した ところで、なかは えきたいで いっぱいです。ここで ふるえが 電気の 信号しんごうに かわり、脳のうに はこばれます［1］。

ところが、ここに こまった ことが あります。かるい ピンポンだまを、おもくて 大きな ボールに ぶつけても、ボールは ほとんど うごきません。くうきの おとを みずに あてる ときも、すこし にた ことが 起こります。

ただし、これは たとえです。ほんとうは、くうきと みずでは、ふるえの つたわりやすさが ちがいます。みずの ほうが、くうきの やく 4000ばいも、ふるえを つたえにくい といわれます［2］。

それでも わたしたちは、おとを きいて います。みみには、この そんを とりもどす しくみが あります。

耳に入った音は、外耳道を通って鼓膜を震わせます。振動は中耳にある3つの小さな骨（ツチ骨・キヌタ骨・アブミ骨）に伝わり、内耳の蝸牛へ送られます。蝸牛の中で振動が電気信号に変わり、聴神経が脳へ運びます［1］。これが、耳が音を聞く道すじです。

ところが、この道の終点には難所があります。蝸牛は液体で満たされていて、水の音の伝わりにくさ（インピーダンス）は空気の約4000倍です。中耳がなければ、空気の音のエネルギーのうち内耳に入るのは約0.1%で、約30dBの損失になるとされています［2］。

0.1%は、1000回に1回分のエネルギーです。音が0.1%の大きさになる、という意味ではなく、運ばれるエネルギーが千分の一になる、という話です。軽いピンポン球を重い大きなボールにぶつけても、ボールがほとんど動かないのに似ています。ただし、これはたとえで、実際は振動の伝わりやすさの違いが原因です。

では、耳はこの損を、どこでどうやって取り戻しているのでしょうか。

音は外耳道を通って鼓膜を振動させ、その振動が中耳の3つの耳小骨（ツチ骨・キヌタ骨・アブミ骨）を経て、内耳の蝸牛へ入る。蝸牛の液体が波打つと基底膜に進行波ができ、その上の有毛細胞が波に乗って動く。その結果できた電気信号を、聴神経が脳へ運ぶ［1］。空気の振動は、膜の振動、骨の動き、液体の波、電気信号へと、姿を変えながら進む。

この経路の難所は、空気から液体への乗りかえである。液体のインピーダンス（振動の伝わりにくさを表す値）は空気の約4000倍で、中耳がないと音響エネルギーの約0.1%しか内耳に入らない。これは約30dBの損失にあたる［2］。検算すると、0.1%は1/1000で、10×log10(1000)=30dBと合う。音の大きさが0.1%になるのではなく、運ばれるエネルギーが千分の一になる、という意味である。

では、なぜ耳はこの損を抱えたままでも働けるのか。次章では、中耳が損を埋める仕組みを、面積とてこから見る。

おとの そんを とりもどすのは、みみの まんなかに ある 鼓膜こまくと、3つの ちいさな 骨ほねです。この 3つの 骨ほねを まとめて、耳小骨じしょうこつと いいます［1］。

ひろい 鼓膜こまくが うけた ふるえを、ちいさな 骨ほねの さきに あつめます。さらに、骨ほねが てこの ように うごいて、ちからを つよめます［3］。

ひろい ところで うけた ちからを、せまい ところに あつめると、ぎゅっと つよく なります。ゆびで おすのと、てのひらで おすのを くらべると、その かんじが わかります。

ある じてんでは、ひろさの ちがいで やく 17ばい、てこで やく 1.3ばい、あわせて やく 22ばいに なると せつめいされて います［3］。ただし、これは だいたいの かずで、おとの たかさに よって かわります。ほかの しりょうの かずと、そのまま くらべる ことは できません。「おとが 22ばい 大きく きこえる」と いう いみでは ありません。

損を取り戻す役目を担うのが、鼓膜と耳小骨です。中耳は、音の振動を増幅して内耳へ伝えます。専門誌の特集では、その増幅が約30dB以上にあたると説明されています［2］。

仕組みを数字で表した例が、辞典にあります。広い鼓膜が受けた振動を、小さなアブミ骨の底に集めると、面積の比によっておよそ17倍になります。そこへ耳小骨のてこの動きが加わって約1.3倍、合わせて約22倍の圧力に変わるという説明です［3］。

ただし、この22倍は音の高さ（周波数）によって変わる概算で、専門誌の「約30dB以上」と同じ条件で測った数字ではありません。二つを同じものとして並べないでください。「音が22倍大きく聞こえる」という意味でもありません。広い面で受けた力を小さな面に集めると、同じ力でも強く押せる、という圧力の話です。手のひらで押すより指先で押すほうが、ぐっと強く感じるのと同じ考え方です。

こうして、空気の振動は、液体の波として蝸牛に入れる強さまで引き上げられます。では、蝸牛の中に入った波は、そこで何をするのでしょうか。

損失を埋める中耳の仕組みは、二つの効果で説明される。一つは面積比である。広い鼓膜が受けた圧力の変化を、小さなアブミ骨底に集めると、面積の比で約17倍になる。もう一つは耳小骨のてこ運動で、さらに約1.3倍。合わせて約22倍の変換になるという説明である［3］。

換算してみる。圧力の比22倍をdBにすると、20×log10(22)で約27dBである。専門誌の特集は、中耳の増幅を約30dB以上と述べている［2］。大きさの桁は近いが、約22倍は周波数で変わる概算で、辞典（二次資料）の記述にすぎない。専門誌の数値とは測り方も条件も同じではなく、27dBと30dBが一致するとは言えない。この記事では、22倍を「仕組みを数で示した一例」として読む。

この増幅は、音を「大きく」して聞かせるためではない。空気の振動を液体の波に移すときに生じる損を小さくする、橋渡しの働きである。では、橋を渡った波は、蝸牛の中でどう扱われるのか。

蝸牛かぎゅうは、かたつむりの ように うずまきの かたちを した、みみの おくの ちいさな きかんです［4］。

なかは えきたいで みたされ、基底膜きていまくと いう まくで しきられて います。ふるえが とどくと、えきたいが なみうち、この まくに そって なみが すすみます［1］。

この なみの 山が できる ばしょは、おとの たかさで かわります。たかい おとは いりぐち がわ、ひくい おとは おくの ほうです［4］。

ピアノの けんばんの ように、ばしょごとに たんとうの おとが ある、と おもうと わかりやすいでしょう。ただし ほんとうは、けんばんを おすのでは なく、なみの 山の ばしょが うごきます。

蝸牛は、カタツムリの殻のように渦を巻いた、耳の奥の小さな管です。中は液体で満たされ、基底膜という膜で仕切られています。振動で液体が波打つと、基底膜に沿って進行波ができ、その上の有毛細胞が波に乗って動きます［1］［4］。

おもしろいのは、波の山ができる場所が、音の高さで変わることです。基底膜は奥に行くほど幅が広くてやわらかく、入口に近いところが高い音、奥が低い音に対応します［4］。音の高さの違いが、蝸牛の中では場所の違いになります。

ピアノの鍵盤にたとえると、高い音は入口側の鍵、低い音は奥の鍵が受け持つイメージです。ただし本当は、鍵が押されるのではなく、波の山の場所が動きます。

では、この「場所で音を仕分ける」しくみは、誰が、どうやって見つけたのでしょうか。

蝸牛は、渦を巻いた骨の管で、中を基底膜が仕切る。基底膜は奥（頂部）ほど幅が広く柔軟になる。この構造のために、振動で生じた進行波の山は、高い音なら入口側（蝸牛底）、低い音なら奥（蝸牛頂）にできる［4］。音の周波数が、膜上の位置に対応づけられる。

この位置の対応は、音の高さを「場所の情報」に変える。たとえるなら、ピアノの鍵盤のように、場所ごとに受け持つ高さが決まっている。ただし、鍵が押されるのではなく、波の山の位置が動く点が違う。そのため、同じ蝸牛の中でも、入口側の有毛細胞は高い音で、奥の有毛細胞は低い音で、より強く動くことになる。

では、この波は、いつ、誰が、どうやって目で確かめたのか。

この なみを しらべた 人が、ハンガリー しゅっしんの ベケシーさんです。蝸牛かぎゅうの なかの しくみを しらべた ことで、1961ねんに ノーベルしょうを うけたと いわれます［5］。

ベケシーさんは、まくの うえに 銀ぎんの 粒つぶを まいて、ちかちかする ひかりを あてながら、粒つぶの うごきを 見ました。ゴムの まくと えきたいで 作った 模型もけいでも、たしかめて います［6］。

そのあとの けんきゅうで、とても ちいさな おとでは、まくの うごきが もっと するどい ことが わかって きました。ベケシーさんが しらべた のは、とても 大きな おとでした［6］。あとの けんきゅうで わかった ことが、つけくわえられて います。

ハンガリー出身のゲオルク・フォン・ベケシーは、蝸牛の中で基底膜に進行波ができ、波の山の位置が音の高さで変わることを示しました。この功績で、1961年のノーベル生理学・医学賞を単独で受けたとされます［5］。

どうやって見たのでしょうか。ベケシーは、基底膜の上にまいた銀の粒の動きを、ストロボの光で観察して波の形を調べました。ゴムの膜と液体で作った模型でも確かめています［6］。目で見える大きさの粒と、ちかちかする光で、見えない波を目に見える形にしたわけです。

その後に分かったこと

ただし、ベケシーが測ったのは、約134dB SPLという、とても大きな音のときの動きでした。のちの研究で、非常に小さな音では基底膜の動きがずっと鋭く、有毛細胞の増幅が働くことが分かってきました［6］。ベケシーの発見が間違いだったということではなく、あとの研究が、そこに新しい発見を重ねたということです。

進行波の存在と、その山の位置が周波数で変わることを示したのが、ハンガリー出身のベケシー（Békésy György）である。1961年のノーベル生理学・医学賞は、蝸牛内の刺激の物理的な仕組みの発見に対して、単独で贈られたとされる［5］。

方法は直接的だった。基底膜の上に銀の粒をまき、ストロボ光で動きを止めて観察し、波の形を調べた。ゴムの膜と液体で作った模型でも確かめた［6］。測定に使った音は約134dB SPLと大きく、そこで見えた波の山は、高い音と低い音で位置が異なっていた。

測定の条件が変えたもの

一方で、のちの研究は、非常に小さな音では基底膜の動きがベケシーの測った場合よりずっと鋭くなり、有毛細胞の増幅が働くことを示した［6］。つまり、ベケシーは「大きな音に対する、受け身の波」を見た。生きている蝸牛が小さな音に対して作る、より鋭い波は、次の章の外有毛細胞の増幅と結びつく。ベケシーの結果を誤りとするのではなく、測った音の大きさの条件が、見える像を変えた、と読むのがよい。

基底膜きていまくの うえには、有毛細胞ゆうもうさいぼうが ならんで います。この 細胞さいぼうの さきには、ほそい 毛が 生えて います。

なみに のって うごくと、毛が うえの ところに ぶつかって、まがります。すると、毛の さきの とおり道が ひらいて、ちいさな つぶ（イオン）が 細胞さいぼうの なかに ながれこみ、電気の 信号しんごうが できます［7］。

この 信号しんごうを 神経しんけいが 脳のうに はこび、脳のうが 「おと」として うけとります［7］。

有毛細胞ゆうもうさいぼうには 2しゅるい あります。おもに しんごうを つくる「内」と、ふるえを 大きくする「外」です［7］。「外」の はたらきの くわしい ところは、いまも けんきゅうが つづいて います［6］。

基底膜の上には有毛細胞が並び、その先には細い毛（不動毛）が生えています。波に乗って動くと、毛が上の構造にぶつかって曲がります。すると毛の先の通り道が開き、イオンが細胞に流れこんで、電気信号ができます。聴神経がその信号を脳へ運び、脳が音として受け取ります［7］。

有毛細胞は2種類あります。主な感覚細胞は内有毛細胞で、片耳に約3500個、1列に並びます。外有毛細胞は内の3倍以上の数で、3列ほど並びます（正確な数は資料により幅があります）［4］。数は外のほうがずっと多いのに、信号づくりの主役は内、という分担です。

外有毛細胞は、基底膜の振動を自分で増幅する「蝸牛増幅器」の役を担うと考えられています。外有毛細胞が働かないマウスでは、聴力が40〜60dB程度下がった実験があり、増幅の利得は40〜60dBほどと推定されています［6］。ただし、増幅の細かな仕組みは研究が続いている段階で、こう働く、と言い切れる状況ではありません。

ここまで来ると、この毛が傷んだらどうなるのか、という問いが残ります。

音を電気に変える段階は、機械的な力が細胞の電気的な変化になる一瞬に起きる。有毛細胞の先の不動毛が、上にある構造にぶつかって曲がると、先端の通り道が開く。そこへイオンが流れこんで、電気信号が生じる。聴神経が信号を脳へ運び、脳が音として解釈する［7］。

この系には、役わりの違う二つの細胞がある。内有毛細胞は主な感覚細胞で、片耳に約3500個が1列に並ぶ。外有毛細胞は内の3倍以上の数で3列ほど並び、正確な数は資料によって幅がある［4］。数が多いのは外だが、外の役目は信号づくりではなく、振動の増幅にある［7］。

外有毛細胞の増幅（蝸牛増幅器）は、小さな音の聞き取りを助け、機能しないと、マウスの実験で40〜60dB程度の聴力低下が出る。増幅の利得は40〜60dB程度と推定される［6］。前の章の、ベケシーが大きな音で測った波と、小さな音のときの鋭い波との差は、この増幅の働きに由来すると考えられている。ただし、増幅の細部は研究中で、断定はできない。

では、これほど大事な毛は、傷んだら入れかわるのだろうか。

ひとの 耳には、有毛細胞ゆうもうさいぼうが かた耳に やく 15000こ あります［8］。1こ こわれると、もとには もどりません［8］。

ところが、とりは ちがいます。きずついても、まわりの 細胞さいぼうから あたらしい 有毛細胞ゆうもうさいぼうが うまれ、きこえが もどると いいます［9］。

耳の 毛が、どうやって うまれかわる のかを しらべる けんきゅうは、日本でも おこなわれて います［9］。

だから、大きな おとを ながく きかない ことが、たいせつです。アメリカの 耳の けんきゅうじょは、85デシベルA いじょうの おとを ながく、なんども きくと、きこえに えいきょうが 出ると せつめいして います。ふつうの かいわは 60〜70デシベルAぐらいです［7］。

ここまで見てきた毛は、人では一度傷つくと元に戻りません［8］。有毛細胞の数は片耳に約15000個で、これを一生使い続けることになります。

ところが、鳥では事情が違います。傷ついても、まわりの支持細胞から新しい有毛細胞が生まれ、難聴が治ります。哺乳類では、有毛細胞が一度傷つくと再生せず、感音難聴は改善しません。京都大学は、内耳の有毛細胞が再生する新しい仕組みについて、2025年に研究成果を発表しています［9］。鳥の耳が毛を作りなおすしくみは、いま研究されている話題です。

では、毛を守るにはどうすればよいのでしょうか。アメリカの国立機関（NIDCD）は、85dBA以上の音に長く、またはくり返しさらされると難聴になりうる、と説明しています。70dBA以下ならまず難聴の原因になりにくく、ふつうの会話は60〜70dBAほどです［7］。音の大きさだけでなく、聞く時間の長さも関わる、ということです。

人の有毛細胞は片耳に約15000個で、一度壊れると元に戻らない［8］。鳥類や両生類とは対照的で、鳥類では傷ついても支持細胞から新しい有毛細胞が生まれ、聴力が回復する。哺乳類では再生しないため、感音難聴は改善しない［9］［7］。

なぜ鳥にできて、人にできないのか。京都大学は、内耳の有毛細胞再生の新しい仕組みを、2025年に発表した［9］。ただし、ここで使った資料は発表の要点にとどまり、仕組みの細部は述べない。人に応用できるかどうかも、現時点では分からない。

85dBAという目安

再生しない以上、守ることが現実的な対策になる。NIDCDは、85dBA以上の音に長時間、またはくり返しさらされると有毛細胞が傷み、難聴になりうると説明する。一方、70dBA以下なら難聴の原因になりにくく、ふつうの会話は60〜70dBAほどである［7］。dBAは、人の耳の感度に合わせた音の大きさの尺度である。ここでの数値は米国の機関の説明で、一人ひとりの感じ方や環境で影響は変わりうる。

うでの うちがわを、てのひら ぜんたいで おして みましょう。つぎに、おなじ ちからで、ゆび1ぽんの さきだけで おします。ゆびの さきの ほうが、ぐっと つよく かんじませんか。

ひろい ところの ちからを、せまい ところに あつめる ほど、つよく なります。みみの なかでも、ひろい 鼓膜こまくから ちいさな 骨ほねへ、にた かんがえで ふるえが あつまって います。ただし、これは おなじ じっけんでは ありません。いたく ならない つよさで、ためして ください。

みみの おくの えきたいに ついては、べつの きじでも しらべて います。

腕の内側を、手のひら全体で軽く押してみましょう。次に、同じ力で、指1本の先だけで押します。指先のほうが、ぐっと強く感じるはずです。

広い面で受けた力を小さな面に集めると、強くなります。耳の中では、広い鼓膜から小さなアブミ骨へ、似た考え方で振動が集められています。もちろん、これは耳の実験ではありません。痛くない強さで、感覚をつかむための遊びです。

蝸牛の液体と耳鳴りの話は別の記事に、高い音から聞こえにくくなる話は別の記事にあります。耳の中の道すじを知ったうえで読むと、同じ話がまた違って見えてくるかもしれません。

面積で集める感覚は、手のひらと指先で押し比べると体験できる。ただし、これは圧力が面積に反比例するという一般的な考え方の確認であり、鼓膜と耳小骨の働きの実測ではない。

原典に当たるときは、何を測った資料かを見分けるとよい。中耳の「約22倍」は、辞典の記述であり、周波数で変わる概算だ［3］。0.1%や約30dBは、専門誌の特集の抄録による［2］。ベケシーの測定は、約134dB SPLという大きな音での観察で、増幅の発見はその後の研究に属する［6］。有毛細胞の数は、資料によって幅がある［4］［8］。

日本語で読めるものとしては、厚生労働省の健康情報サイトの有毛細胞の解説［8］と、京都大学の研究成果の発表［9］が入り口になる。英語の資料としては、NIDCDの二つのページ［1］［7］と、蝸牛力学のレビュー論文［6］がある。蝸牛の液体や、年齢による高い音の聞こえにくさは、別の記事と別の記事で扱っている。