Kuulon fysiologia

Kuulo on prosessi, jossa korva muuttaa ulkoisen ympäristön äänivärähtelyt hermoimpulsseiksi, jotka välittyvät aivoihin, jossa ne tulkitaan ääniksi. Äänet syntyvät, kun värähtelevät esineet, kuten kitaran soitettu jousi, tuottavat värähtelevien ilmamolekyylien painepulsseja, jotka tunnetaan paremmin ääniaaltoina. Korva pystyy erottamaan äänen eri subjektiivisia piirteitä, kuten äänekkyyden ja sävelkorkeuden, havaitsemalla ja analysoimalla aaltojen erilaisia fyysisiä ominaisuuksia. Sävelkorkeus on ääniaaltojen taajuuden havaitseminen eli niiden aallonpituuksien lukumäärä, jotka kulkevat tietyn pisteen ohi aikayksikössä. Taajuus mitataan yleensä sykleinä sekunnissa eli hertseinä. Ihmiskorva on herkin ja havaitsee helpoimmin 1 000-4 000 hertsin taajuudet, mutta ainakin normaalin nuoren korvan koko kuuloalue ulottuu noin 20-20 000 hertsiin. Vielä korkeamman taajuuden ääniaaltoja kutsutaan ultraääniaalloiksi, vaikka muut nisäkkäät voivat kuulla niitä. Äänen voimakkuus on äänen voimakkuuden eli paineen, jonka ääniaallot aiheuttavat tärykalvoon, havaitseminen. Mitä suurempi niiden amplitudi tai voimakkuus on, sitä suurempi on äänen paine tai voimakkuus ja näin ollen myös äänekkyys. Äänen voimakkuus mitataan ja ilmoitetaan desibeleinä (dB), joka on yksikkö, joka ilmaisee äänen suhteellisen voimakkuuden logaritmisella asteikolla. Toisella tavalla ilmaistuna desibeli on yksikkö, jolla verrataan minkä tahansa äänen voimakkuutta normaalin ihmiskorvan juuri ja juuri havaittavissa olevaan standardiäänen voimakkuuteen sillä taajuusalueella, jolle korva on herkin. Ihmisen kuuloalue ulottuu desibeliasteikolla 0 dB:stä, joka vastaa lähes kuulumatonta tasoa, noin 130 dB:iin, joka on taso, jolla ääni muuttuu kivuliaaksi. (Perusteellisempi keskustelu on kohdassa ääni.)

Jotta ääni voi siirtyä keskushermostoon, äänen energia käy läpi kolme muunnosta. Ensin ilman värähtelyt muuntuvat välikorvan tärykalvon ja ossikkelien värähtelyiksi. Nämä puolestaan muuttuvat värähtelyiksi sisäkorvan sisällä olevassa nesteessä. Lopuksi nesteen värähtelyt synnyttävät basilaarikalvoa pitkin kulkevia aaltoja, jotka stimuloivat Corti-elimen karvasoluja. Nämä solut muuttavat äänivärähtelyt hermoimpulsseiksi sisäkorvaperäisen hermon kuiduissa, jotka välittävät ne aivorunkoon, josta ne laajamittaisen prosessoinnin jälkeen välittyvät aivokuoren primääriselle kuuloalueelle, joka on aivojen lopullinen kuulokeskus. Vasta kun hermoimpulssit saavuttavat tämän alueen, kuulija tulee tietoiseksi äänestä.