聴覚の生理学

聴覚は、外部環境における音の振動を神経インパルスに変換して脳に伝え、そこで音として解釈するプロセスである。 ギターの弦を弾くなどして物体を振動させると、音波としてよく知られている空気分子の振動の圧力パルスが発生し、音が出ます。 耳は、音波のさまざまな物理的特性を検出・分析することで、音の大きさやピッチなど、主観的な側面を区別することができる。 ピッチは、音波の周波数、すなわち単位時間内に一定の点を通過する波長の数を知覚するものである。 周波数は通常、1秒あたりの周期、またはヘルツで測定されます。 人間の耳は1,000〜4,000ヘルツの周波数に最も敏感で、最も容易に感知できるが、少なくとも通常の若い耳にとっては、音の全可聴域は約20〜20,000ヘルツまで広がっている。 さらに高い周波数の音波は超音波と呼ばれるが、他の哺乳類でも聞くことができる。 音の大きさとは、音の強さ、つまり音波が鼓膜に与える圧力の知覚である。 音波の振幅や強さが大きいほど、音圧や強度は大きくなり、結果として音の大きさを表す。 音の強さは、デシベル（dB）という単位で測定・報告される。これは、音の相対的な大きさを対数スケールで表現する単位である。 別の言い方をすれば、デシベルは、ある音の強さを、通常の人間の耳が最も敏感な周波数帯でちょうど知覚できる標準的な音と比較するための単位である。 デシベル単位では、人間の聴覚の範囲は、ほとんど聞こえない0dBから、音が痛くなる約130dBまでである。 (より詳細な説明は、音を参照してください）

音が中枢神経系に伝わるためには、音のエネルギーは3つの変換を受ける。 まず、空気の振動は中耳の鼓膜と耳小骨の振動に変換される。 そして、その振動は蝸牛の中の液体の振動となる。 そして最後に、この液の振動が脳底膜に沿って進行波を作り、コルティ器官の有毛細胞を刺激する。 有毛細胞は音の振動を蝸牛神経の線維で神経インパルスに変換して脳幹に伝え、脳幹から大脳皮質の一次聴覚野に伝達される。