De fysiologie van het gehoor

Horen is het proces waarbij het oor geluidstrillingen in de externe omgeving omzet in zenuwimpulsen die worden doorgegeven aan de hersenen, waar ze worden geïnterpreteerd als geluiden. Geluiden worden geproduceerd wanneer trillende voorwerpen, zoals de getokkelde snaar van een gitaar, drukpulsen van trillende luchtmoleculen produceren, beter bekend als geluidsgolven. Het oor kan verschillende subjectieve aspecten van een geluid, zoals de luidheid en de toonhoogte, onderscheiden door verschillende fysieke kenmerken van de golven waar te nemen en te analyseren. Toonhoogte is de perceptie van de frequentie van geluidsgolven, d.w.z. het aantal golflengten dat een vast punt in een tijdseenheid passeert. Frequentie wordt gewoonlijk gemeten in cycli per seconde, of hertz. Het menselijk oor is het gevoeligst voor frequenties van 1.000 tot 4.000 hertz en neemt deze ook het gemakkelijkst waar, maar voor normale jonge oren strekt het hele hoorbare bereik van geluiden zich uit van ongeveer 20 tot 20.000 hertz. Geluidsgolven met een nog hogere frequentie worden ultrasonisch genoemd, hoewel zij ook door andere zoogdieren kunnen worden gehoord. Luidheid is de perceptie van de intensiteit van geluid, d.w.z. de druk die door geluidsgolven op het trommelvlies wordt uitgeoefend. Hoe groter hun amplitude of sterkte, hoe groter de druk of intensiteit, en bijgevolg de luidheid, van het geluid. De intensiteit van geluid wordt gemeten en gerapporteerd in decibels (dB), een eenheid die de relatieve grootte van een geluid op een logaritmische schaal uitdrukt. Anders gezegd, de decibel is een eenheid om de intensiteit van een bepaald geluid te vergelijken met een standaardgeluid dat voor het normale menselijke oor nog net waarneembaar is bij een frequentie in het bereik waarvoor het oor het gevoeligst is. Op de decibelschaal strekt het bereik van het menselijk gehoor zich uit van 0 dB, een niveau dat bijna onhoorbaar is, tot ongeveer 130 dB, het niveau waarbij geluid pijnlijk wordt. (Voor een meer diepgaande bespreking, zie geluid.)

Om een geluid naar het centrale zenuwstelsel te kunnen overbrengen, ondergaat de energie van het geluid drie transformaties. Eerst worden de luchttrillingen omgezet in trillingen van het trommelvlies en de gehoorbeentjes van het middenoor. Deze worden op hun beurt omgezet in trillingen in de vloeistof in het slakkenhuis. Tenslotte zetten de vloeistoftrillingen reizende golven op langs het basilair membraan die de haarcellen van het orgaan van Corti stimuleren. Deze cellen zetten de geluidstrillingen om in zenuwimpulsen in de vezels van de cochleaire zenuw, die ze doorstuurt naar de hersenstam, van waaruit ze, na een uitgebreide bewerking, worden doorgegeven aan het primaire auditieve gebied van de hersenschors, het uiteindelijke centrum van de hersenen voor het gehoor. Pas wanneer de zenuwimpulsen dit gebied bereiken, wordt de luisteraar zich bewust van het geluid.