Auziţi clipocitul delicat al apei,
croncănitura depărtată a unui pescăruş,
dar apoi un bâzâit enervant întrerupe calmul,
apropiindu-se mai tare, mai tare şi mai tare
până când... poc!
„Expediaţi" ţânţarul ofensator, iar calmul este redobândit.
Cum aţi detectat acel zgomot de departe şi aţi găsit sursa cu o asemenea precizie?
Abilitatea de a recunoaşte sunete şi de a le identifica locaţia
este posibilă mulţumită sistemului auditiv.
Acesta constă în două părţi principale: urechea şi creierul.
Rolul urechii este de a converti energia sunetului în semnale neuronale.
Cel al creierului este să primească şi să proceseze
informațiile conţinute de acele semnale.
Pentru a înţelege cum funcționează,
putem urmări un sunet în călătoria sa în ureche.
Sursa unui sunet creează vibraţii
care călătoresc ca unde de presiune prin particulele din aer,
prin lichide
sau solide.
Însă urechea internă, numită cohlee,
este plină cu niște lichide precum apa sărată.
Așadar, prima problemă de rezolvat este conversiunea undelor sonore,
de oriunde provin,
în unde ale fluidului.
Soluţia este timpanul sau membrana timpanică
şi oscioarele din mijlocul urechii.
Ele transformă marile mişcări ale timpanului
în unde de presiune ale fluidului cohleei.
Când sunetul intră în canalul urechii,
se loveşte de timpan şi vibrează ca o tobă.
Vibraţia timpanului declanșează un os numit ciocanul,
care loveşte nicovala şi mişcă al treilea os, adică scăriţa.
Mișcarea sa împinge lichidul din încăperile vaste ale cohleei.
Ajunse acolo,
vibraţiile sonore au fost transformate în oscilaţii ale lichidului
şi călătoresc precum niște unde, de la un capăt al cohleei la celălalt.
O suprafaţă numită membrană bazilară care cuprinde lungimea cohleei.
E acoperită cu celule păroase care au componente specializate
numite stereocili
care se mişcă odată cu vibraţiile lichidului cohlear
şi ale membranei bazilare.
Această mişcare declanșează un semnal care călătoreşte prin celula păroasă,
către nervul auditiv,
apoi în continuare spre creier care îl interpretează drept un sunet specific.
Când un sunet face ca membrana bazilară să vibreze,
nu se mişcă fiecare celulă păroasă,
ci doar unele, în funcţie de frecvenţa sunetului.
Asta se rezumă la inginerie fină.
La un capăt, membrana bazilară este rigidă,
vibrând doar ca răspuns pentru undele de scurtă durată şi de frecvenţă ridicată.
La celălalt este mai flexibilă,
vibrând doar în prezenţa unei unde de durată îndelungată şi frecvenţă scăzută.
Deci, sunetele făcute de pescăruş şi de ţânţar
vibrează în locuri diferite ale membranei bazilare,
la fel ca apăsarea unor clape diferite de pian.
Însă nu doar asta se întâmplă.
Creierul mai are o sarcină de îndeplinit:
identificarea locației de unde provine sunetul.
Pentru asta, compară sunetele care ajung la cele două urechi
pentru a localiza sursa în spaţiu.
Un sunet ce vine direct din faţă va ajunge simultan la ambele urechi.
Veţi auzi şi aceeaşi intensitate în fiecare ureche.
Totuși, un sunet de frecvenţă mică ce vine dintr-o parte,
va ajunge la urechea mai apropiată cu microsecunde înainte de cealaltă.
Şi sunetele de frecvenţă ridicată se vor auzi mai puternic în urechea apropiată
deoarece capul atenuează sunetul pentru urechea îndepărtată.
Aceste informaţii ajung la părţi speciale ale trunchiului cerebral
care analizează diferenţele de timp şi de intensitate dintre cele două urechi.
Transmit rezultatele analizei către cortexul auditiv.
Acum, creierul are toate informaţiile de care are nevoie:
tiparele de activitate care ne spun ce este sunetul
şi informaţii despre sursa în spaţiu a acestuia.
Nu toată lumea aude la fel.
Pierderea auzului e a treia cea mai comună boală cronică din lume.
Expunerea la sunete puternice sau medicamentele pot omorî celulele păroase,
blocând transmiterea semnalelor de la ureche către creier.
Boli precum osteoscleroza cauzează îngroşarea oscioarele urechii,
aşa că nu mai vibrează.
Iar în cazul acufenelor,
creierul face lucruri ciudate
pentru a ne face să credem că există un sunet când de fapt nu este așa.
Dar când funcționează normal,
auzul nostru este un sistem incredibil şi elegant.
Urechile noastre anexează niște mecanisme biologice bine ajustate
care transformă cacofonia vibraţiilor din aerul înconjurător
în impulsuri electrice reglate cu exactitate
care disting aplauzele, robinetele, oftaturile şi muştele.