Итак, тайны биологической связи еще ждут своих первооткрывателей...
Беседа одиннадцатая. Машина учится слушать, понимать, говорить
Мир звуков. Звенящие аккорды Скрябина и плеск морской волны, пение птиц и ласковый шелест трав. Исчезни все это, и жизнь померкнет. Среди даров, которыми природа наградила человека, слух — один из драгоценнейших.
Слуховой анализатор человека — это устройство, доведенное природой до высочайшей степени совершенства. Поэтому вполне понятен интерес, проявляемый специалистами по бионике к особенностям строения человеческого уха и соответствующего отдела головного мозга, которые обусловливают удивительную тонкость слуховых восприятий.
Громкость звуков, которые слышит человек, отнюдь не равнозначна их фактической силе: когда человек стремится понять, что ему говорят тихим шепотом, его слух как бы обостряется. И наоборот, когда у вас над ухом кричат, оно становится менее чутким, чем обычно. Человек способен слышать звуки исчезающе малой интенсивности. Очень сильные звуки не вредят уху, не разрушают его. При силе звука, опасной для слуха, мозг получает сигналы в виде болевых ощущений. Энергии звуковых колебаний, соответствующие интервалу от порога слышимости до болевого порога, отличаются друг от друга примерно в 10 триллионов раз. Ухо очень точно различает частоты чистых тонов. Слуховой анализатор человека шутя справляется и с более сложной задачей: он точно определяет, что не один, а два или несколько чистых тона звучат одновременно. Здесь в органе слуха происходит разложение частот. В определенных случаях — при восприятии музыки и речи — слух воспринимает не отдельные чистые тона, а их определенные комбинации. Например, музыкальная нота — это сумма многих чистых тонов, дающая ощущение определенной высоты (как и чистый тон), но, сверх того, еще и ощущение тембра — окраски звука, зависящей от того, какие чистые тона, кроме основного, присутствуют в данной ноте.
Слуховое восприятие — очень сложный, очень тонкий процесс. Столь же сложна современная теория механизма слуха, и поэтому мы ограничимся лишь выяснением устройства и основных принципов функционирования уха.
Ухо человека изображено в разрезе на рис. 1. Оно состоит из трех частей — наружного, среднего и внутреннего уха.
Наружное ухо в свою очередь состоит из двух частей — покрытого кожей хрящевого выроста, или ушной раковины, и наружного слухового прохода, ведущего от раковины к среднему уху. В месте соединения слухового прохода и среднего уха расположена тонкая соединительно-тканая мембрана — барабанная перепонка, вибрирующая под действием звуковых волн.
Среднее ухо — это небольшая камера, содержащая три крошечные, последовательно соединенные косточки: молоточек, наковальню и стремечко (названные так за свою форму), которые передают звуковые волны через полость среднего уха. Молоточек соприкасается с барабанной перепонкой, а стремечко — с перепонкой, закрывающей отверстие, ведущее во внутреннее ухо и называемое овальным окном. Среднее ухо соединяется с глоткой узкой евстахиевой трубой, служащей для уравнивания давления по обе, стороны барабанной перепонки.
Внутреннее ухо состоит из сложной системы сообщающихся между собой каналов и полостей, которую очень удачно называют лабиринтом. Часть лабиринта, имеющая отношение к слуху, представляет собой спирально закрученную трубку, образующую два с половиной витка и называемую улиткой за сходство с раковиной этого животного.