صدای ملایمی از امواج میشنوید،
صدای یک مرغدریایی در دوردست.
ولی بعد یک صدای آزاردهنده آرامش را بهم میزند،
نزدیکتر میشود، نزدیکتر و نزدیکتر.
تا ... شترق!
پشه آزاردهنده را میکشید و آرامش باز میگردد.
چگونه آن صدا را از دور تشخیص دادید و تولیدکننده آن را با دقت هدف گرفتید؟
توانایی تشخیص صداها و تعیین مکان آنها
بخاطر سیستم شنوایی ما ممکن شدهاست.
که از دو بخش اصلی تشکیل شدهاست: گوش و مغز.
کار گوش آن است که انرژی صدا را به سیگنالهای نورونی تبدیل کند؛
کار مغز آن است که اطلاعاتی را که آن سیگنالها دربر دارند دریافت و پردازش کند.
برای آن که چگونگی کار را بفهمیم،
میتوانیم یک صدا را در سفرش تا گوش همراهی کنیم.
منبع صدا امواج را می سازد
که به عنوان امواج فشار، ذرات هوا،
مایعات،
یا جامدات را میپیمایند.
ولی گوش درونی ما که به آن حلزون گوش میگویند،
درواقع پر از سیالات شبه آب نمک است.
پس اولین مسئله برای حل کردن این است که چگونه آن امواج صدا را
از هرجا که میآیند،
به امواجی در سیال تبدیل کنیم.
و پاسخ مسئله در پرده گوش است یا پرده صماخ،
و استخوانهای کوچک در گوش میانی.
آنها حرکات بزرگ پرده گوش را
به امواج فشار در سیال حلزون گوش تبدیل میکنند.
وقتی صدا وارد شبکه گوش میشود،
به پرده گوش برخورد میکند و آن را میلرزاند مانند سر یک طبل.
پرده گوش لرزان استخوانی به نام استخوان چکشی را تکان میدهد،
که آن هم به استخوان سندانی برخورد میکند
و سومین استخوان که رکابی نام دارد را تکان میدهد.
حرکت آن سیال را به داخل حفرههای بلند حلزون گوش هل میدهد.
در آنجا،
لرزشهای صدا بالاخره تبدیل به لرزشهای سیال شدهاند،
و مانند یک موج از یک سر حلزون گوش تا سر دیگر را میپیمایند،
یک سطح به نام غشاء پایه طول حلزون گوش را اداره میکند.
سلولهای پوشیده با مژک آن اجزاء تخصص یافته ای دارند
به نام مژک،
که لرزشهای سیال حلزون گوش و غشاء پایه را حرکت میدهند.
این حرکات یک سیگنال را که سلولهای مژکدار را میپیماید،
وارد عصب شنوایی میکند،
بعد به سمت جلو به طرف مغز که آن را به عنوان صدایی خاص تفسیر میکند.
وقتی یک صدا غشاء پایه را میلرزاند،
همه سلولهای مژک دار حرکت نمیکنند -
بلکه تنها تعدادی از آنها، که بستگی به فرکانس صدا دارد.
و این از یک مهندسی ظریف تاثیر میگیرد.
در پایان، غشا پایه سفت شده،
و تنها در پاسخ به صداهای با طول موج کوتاه با فرکانس بالا میلرزد.
و دیگری انعطاف پذیرتر است،
تنها در حضور صداهای با طول موج بلند و فرکانس کم میلرزد.
پس این صداهای تولیدی توسط مرغ دریایی و پشه
جاهای متفاوتی را در غشاء پایه میلرزاند،
مانند به صدا در آوردن کلاویههای متفاوت پیانو.
ولی این تمام اتفاق نیست.
مغز همچنان کارهای مهمتری برای انجام دارد:
تشخیص اینکه صدا از کجا میآید.
برای آن صداهایی که به دو گوش وارد میشوند مقایسه میکند
تا مکان منبع صدا را در فضا مشخص کند.
یک صدا که مستقیما از جلوی شما میآید به دو گوش در یک زمان خواهد رسید.
آن را به یک شدت در هر گوش میشنوید
به هر حال یک صدا با فرکانس کم که از یک طرف میآید
به گوش نزدیکتر چند میکروثانیه زودتر از گوش دورتر خواهد رسید.
و صداهای با فرکانس زیاد با شدت بیشتری به گوش نزدیکتر شنیده میشوند
چون جلوی آنها بوسیله سر شما برای رسیدن به گوش دورتر گرفته میشود.
این صداهای حاوی اطلاعات به بخشهای ویژهای از ساقه مغز میرسند
که تفاوتهای زمان و شدت بین دو گوش را تحلیل میکند.
و آنها نتایج تحلیلهایشان را به قشر شنوایی میفرستند.
حالا مغز همه اطلاعاتی که لازم دارد را در اختیار دارد:
الگوهای فعالیت که به ما میگویند که صدا چیست،
و اطلاعاتی درباره جایی که در فضا هستند.
این گونه نیست که همه شنوایی عادی داشته باشند.
کم شنوایی سومین بیماری مزمن در جهان است.
قرارگیری در معرض صداهای بلند و بعضی مواد مخدر
میتواند سلول های شنوایی را از بین ببرد،
و جلوی پیمایش سیگنالهای از گوش تا مغز را بگیرد.
بیماریهایی مانند استئواسکلروز استخوانهای کوچک داخل گوش را منجمد میکند
و آنها دیگر نمیتوانند بلرزند.
و با وزوز گوش،
مغز کارهای عجیب و غریبی انجام میدهد
که ما تصور کنیم صدایی وجود دارد درحالی که هیچ صدایی نیست.
ولی زمانی که درست کار میکند،
شنوایی ما یک سیستم بینظیر ظریف است.
گوشهای ما یک قطعه از دستگاه زیستی که به خوبی تنظیم شده را محصور کردهاند
که بدآهنگی لرزشها در هوای اطراف ما را
به ضربانهای الکتریکی تنظیم شده دقیقی تبدیل میکنند
که کف زدن، ضربه زدن و آه کشیدن و پشهها را تشخیص میدهد.