Si sente il dolce infrangersi d'un onda,
il lontano gracchiare di un gabbiano,
ma poi un fastidioso ronzio rompe la quiete,
si avvicina di più, sempre di più, sempre di più.
Finché....zac!
La noiosa zanzara sparisce, e torna la pace.
Come hai sentito quel rumore da lontano e individuato esattamente chi lo faceva?
L'abilità di riconoscere suoni e individuarne la provenienza
è possibile grazie all'apparato uditivo.
Si compone di due parti principali: l'orecchio e il cervello.
Il compito dell'orecchio è di convertire l'energia del suono in segnali neurali;
mentre il cervello riceve e decifra l'informazione che i segnali contengono.
Per capire come funziona,
seguiremo il viaggio del suono all'interno dell'orecchio.
L'origine di un suono crea vibrazioni
che viaggiano come onde di pressione attraverso le particelle nell'aria
nei liquidi
o nei solidi.
Ma il nostro orecchio interno, chiamato coclea,
è in realtà riempito con un liquido simile all'acqua salata.
Quindi, il primo problema da risolvere è come convertire quelle onde sonore,
da ovunque provengano,
in onde nel fluido.
La soluzione è il timpano, o membrana timpanica,
e la catena degli ossicini nell'orecchio medio.
Questi convertono i movimenti del timpano
in onde di pressione nel fluido della coclea.
Quando il suono entra nel canale uditivo,
colpisce il timpano facendolo vibrare come la cassa di un tamburo.
La vibrazione del timpano stimola un osso chiamato martello,
che colpisce l'incudine, facendo muovere il terzo osso chiamato staffa.
Il suo movimento spinge il fluido dentro i lunghi canali della coclea.
Una volta lì,
le vibrazioni del suono ora sono convertite in vibrazioni del fluido,
e viaggiano come un'onda da un estremo all'altro della coclea.
Una superficie chiamata membrana basilare percorre la lunghezza della coclea.
È rivestita di cellule ciliate che hanno delle componenti specializzate,
chiamate stereociglia,
che si muovono con le vibrazioni del fluido cocleare e della membrana basilare.
Questo movimento innesca un segnale che viaggia attraverso la cellula ciliata,
nel nervo acustico,
poi su fino al cervello, che lo interpreta come un suono specifico.
Quando un suono fa vibrare la membrana basilare,
non tutte le cellule ciliate si muovono,
solo alcune specifiche, dipende dalla frequenza del suono.
Si tratta di sofisticata ingegneria.
Da un lato, la membrana basilare è rigida,
e vibra solo in risposta a brevi lunghezze d'onda, suoni ad alta intensità.
Dall'altro è più flessibile,
e vibra solamente in presenza di una lunghezza d'onda maggiore,
suoni a bassa intensità.
Quindi, i rumori prodotti dal gabbiano e dalla zanzara
fanno vibrare parti diverse della membrana basilare,
come suonare tasti diversi di un pianoforte.
Ma questo non è tutto.
Il cervello ha ancora un altro importante compito da svolgere:
identificare da dove arriva un suono.
Per questo, confronta i suoni che entrano nelle due orecchie
per localizzare la fonte nello spazio.
Un suono che proviene da davanti,
giungerà a entrambe le orecchie nello stesso momento.
Si sentirà anche alla stessa intensità in entrambi gli orecchi.
Comunque, un suono a bassa frequenza che proviene da un lato
raggiungerà l'orecchio più vicino un microsecondo prima di quello più lontano.
Quelli ad alta frequenza sembreranno più intensi all'orecchio più vicino
poiché la testa li blocca dall'orecchio più lontano.
Queste informazioni raggiungono parti speciali del tronco encefalico
che analizzano le differenze di tempo e intensità tra le orecchie.
Inviano poi i risultati delle loro analisi alla corteccia uditiva.
Ora, il cervello ha tutte le informazioni di cui ha bisogno:
i modelli di attività che ci dicono di quale suono si tratta
e dove è situato nello spazio.
Non tutti hanno un udito normale.
La perdita dell'udito è la terza malattia cronica più comune nel mondo.
L'esposizione a rumori forti o l'uso di droghe
possono uccidere le cellule ciliate,
impedendo ai segnali di viaggiare dall'orecchio al cervello.
Malattie come l'osteosclerosi bloccano gli ossicini nell'orecchio,
e quindi non possono più vibrare.
Con il tinnito,
il cervello farà cose strane
per farci credere che ci sia un suono mentre invece non c'è.
Ma quando funziona,
il nostro udito è un sistema incredibile ed elegante.
Le nostre orecchie racchiudono un pezzo perfetto della macchina biologica
che trasforma la cacofonia delle vibrazioni nell'aria intorno a noi
in impulsi elettrici accordati e precisi
in grado di distinguere applausi, rubinetti, sospiri e mosche.