Fizjologia słuchu

Słuch jest procesem, w którym ucho przekształca wibracje dźwiękowe w środowisku zewnętrznym w impulsy nerwowe, które są przekazywane do mózgu, gdzie są interpretowane jako dźwięki. Dźwięki powstają, gdy wibrujące obiekty, takie jak skubana struna gitary, wytwarzają impulsy ciśnienia wibrujących cząsteczek powietrza, znane lepiej jako fale dźwiękowe. Ucho może rozróżnić różne subiektywne aspekty dźwięku, takie jak głośność i wysokość dźwięku, poprzez wykrywanie i analizowanie różnych cech fizycznych fal. Wysokość dźwięku jest postrzegana jako częstotliwość fal dźwiękowych – tzn. liczba długości fal, które przechodzą przez ustalony punkt w jednostce czasu. Częstotliwość jest zwykle mierzona w cyklach na sekundę lub hercach. Ucho ludzkie jest najbardziej wrażliwe i najłatwiej wykrywa fale o częstotliwości od 1 000 do 4 000 herców, ale przynajmniej dla normalnych młodych uszu cały słyszalny zakres dźwięków rozciąga się od około 20 do 20 000 herców. Fale dźwiękowe o jeszcze wyższej częstotliwości są określane jako ultradźwiękowe, chociaż mogą być słyszane przez inne ssaki. Głośność jest postrzegana jako intensywność dźwięku, tj. ciśnienie wywierane przez fale dźwiękowe na błonę bębenkową. Im większa jest ich amplituda lub siła, tym większe jest ciśnienie lub natężenie, a co za tym idzie głośność dźwięku. Natężenie dźwięku jest mierzone i podawane w decybelach (dB), jednostce wyrażającej względną wielkość dźwięku w skali logarytmicznej. Innymi słowy, decybel jest jednostką służącą do porównywania natężenia danego dźwięku ze standardowym dźwiękiem, który jest właśnie odczuwalny dla normalnego ludzkiego ucha przy częstotliwości w zakresie, na który ucho jest najbardziej wrażliwe. W skali decybelowej zakres słyszalności człowieka rozciąga się od 0 dB, co oznacza poziom prawie niesłyszalny, do około 130 dB, czyli poziomu, przy którym dźwięk staje się bolesny. (Aby uzyskać bardziej dogłębną dyskusję, zobacz dźwięk.)

Aby dźwięk mógł być przekazywany do centralnego układu nerwowego, energia dźwięku ulega trzem transformacjom. Po pierwsze, drgania powietrza są przekształcane w drgania błony bębenkowej i kosteczek słuchowych ucha środkowego. Te z kolei przekształcają się w drgania płynu znajdującego się w ślimaku. Wreszcie, drgania płynu wywołują fale wędrujące wzdłuż błony podstawnej, które stymulują komórki rzęsate w narządzie Cortiego. Komórki te przekształcają wibracje dźwiękowe w impulsy nerwowe we włóknach nerwu ślimakowego, który przekazuje je do pnia mózgu, skąd są one przekazywane, po dokładnym przetworzeniu, do głównego obszaru słuchowego kory mózgowej, ostatecznego ośrodka mózgu odpowiedzialnego za słyszenie. Dopiero gdy impulsy nerwowe dotrą do tego obszaru, słuchacz staje się świadomy dźwięku.

.