Hörselns fysiologi

Hörsel är den process genom vilken örat omvandlar ljudvibrationer i den yttre miljön till nervimpulser som förmedlas till hjärnan, där de tolkas som ljud. Ljud produceras när vibrerande föremål, t.ex. den plockade strängen på en gitarr, producerar tryckpulser av vibrerande luftmolekyler, mer kända som ljudvågor. Örat kan urskilja olika subjektiva aspekter av ett ljud, t.ex. ljudstyrka och tonhöjd, genom att detektera och analysera olika fysiska egenskaper hos vågorna. Tonhöjd är uppfattningen av ljudvågornas frekvens – dvs. antalet våglängder som passerar en fast punkt under en tidsenhet. Frekvensen mäts vanligen i cykler per sekund, eller hertz. Det mänskliga örat är känsligast för och har lättast att uppfatta frekvenser mellan 1 000 och 4 000 hertz, men åtminstone för normala unga öron sträcker sig hela det hörbara ljudområdet från cirka 20 till 20 000 hertz. Ljudvågor med ännu högre frekvens kallas ultraljud, även om de kan höras av andra däggdjur. Ljudstyrka är uppfattningen av ljudets intensitet, dvs. det tryck som ljudvågorna utövar på trumhinnan. Ju större amplitud eller styrka, desto större är ljudets tryck eller intensitet och följaktligen dess ljudstyrka. Ljudets intensitet mäts och rapporteras i decibel (dB), en enhet som uttrycker ljudets relativa styrka på en logaritmisk skala. Om man uttrycker det på ett annat sätt är decibel en enhet för att jämföra intensiteten hos ett visst ljud med ett standardljud som är precis märkbart för ett normalt mänskligt öra vid en frekvens inom det område som örat är mest känsligt för. På decibelskalan sträcker sig det mänskliga hörselnivån från 0 dB, som representerar en nivå som är nästintill ohörbar, till cirka 130 dB, den nivå vid vilken ljudet blir smärtsamt. (För en mer ingående diskussion, se ljud.)

För att ett ljud ska kunna överföras till det centrala nervsystemet genomgår ljudets energi tre omvandlingar. Först omvandlas luftvibrationerna till vibrationer i trumhinnan och benhinnorna i mellanörat. Dessa blir i sin tur vibrationer i vätskan i snäckan. Slutligen sätter vätskans vibrationer igång vandringsvågor längs basilarmembranet som stimulerar hårcellerna i cortiorganet. Dessa celler omvandlar ljudvibrationerna till nervimpulser i cochlearisnervens fibrer, som överför dem till hjärnstammen, varifrån de efter omfattande bearbetning vidarebefordras till det primära hörselområdet i hjärnbarken, hjärnans yttersta centrum för hörsel. Först när nervimpulserna når detta område blir lyssnaren medveten om ljudet.