Одиссея голоса. Связь между ДНК, способностью мыслить и общаться: путь длиной в 5 миллионов лет

Стремечко, имеющее овальную поверхность, передает механическое усилие жидкости, являющейся средой, принимающей вибрацию в кохлее (улитке). Жидкость, заполняющая кохлею, превращает механическую энергию в химическую на уровне волосковых клеток, покрывающих кохлею. В том месте, где стремечко перекрывает улитку, в нижней ее части, отчетливо более широкой, чем верхушка этой спирали, воспринимаются высокие звуки. На верхнем конце воспринимаются низкие звуки. Звуковые волны поглощаются волосковыми клетками, покрывающими кохлею снизу вверх. Это кохлеарный диапазон. Колебательная волна преобразовывает высоту голоса на уровне нашего мозга. Настоящее волшебство! С помощью нескольких миллиметров поверхности человек слышит частоты от 20 до 20 000 Гц! Когда вы прослушали громкую музыку, вы нередко продолжаете слышать пронзительный свист, который вас беспокоит. Почему? Травма, полученная в результате звукового удара, будет ослаблена начальными клетками кохлеи, у самого ее основания. Клетки кохлеарного цоколя ответственны за распознавание высоких звуков. Они первыми принимают на себя звуковой удар, воздействующий на волоски кохлеарных клеток. Свист свидетельствует о наличии остаточного повреждения, полученного от механического воздействия вибрации. Охотники и любители громкой музыки регулярно повреждают свою кохлею. В конце концов они разрушат ее клетки, а значит, потеряется часть высокочастотных диапазонов. Пик наибольшей чувствительности, встречающейся чаще всего, это 4000 Гц.

Звуковая волна, выступающая в роли специфического раздражителя нашего органа слуха, изначально представляет собой целенаправленный поток воздуха. (При температуре 16 °C скорость ее распространения равна 340 м/с. Каждый раз, когда температура увеличивается на 1 °C, ее скорость увеличивается примерно на 60 см.) На уровне частоты в 256 Гц мы можем отличить ее от частоты в 257,5 Гц. Но на уровне частоты в 64 Гц наш слух функционирует уже не столь эффективно и будет воспринимать разницу только в 3 Гц. При частоте выше 4096 Гц слух наш воспримет разницу в 23 Гц. Наиболее эффективно слух наш работает в диапазоне от 128 Гц до 1024 Гц. Это регистр человеческой речи.

Длина волны определяет высоту звука, а именно для ноты ля 440 Гц соответствуют 440 вибрациям в секунду. Высота ноты определяется локализацией волосковых клеток кохлеи. Клетка внизу кохлеарного диапазона распознает высокие звуки, клетка вверху – низкие. Волоски, покрывающие поверхность этих клеток, омываются кохлеарной жидкостью. Чем больше волосков, восприняв соответствующие колебания, начнут реагировать, тем больше сила звука. Клетка интегрирует и частоту, и мощность, а затем посылает двойную информацию в наш мозг.

Таким образом, во время своего путешествия звук проходит через ряд усилителей: через ушную раковину, а затем во внешний слуховой проход. Он достигает барабанной полости объемом 50 мм³: это ворота среднего уха. Затем слуховые косточки усиливают сигнал, а в конце цепочки совсем маленькая поверхность, расположенная у основания стремечка и называемая овальным окошком площадью 3 мм², позволяет благополучно заменить воздух на жидкость кохлеи, которая доставит информацию к ресничкам клеток органа слуха.

Если вы прижметесь лбом к вибрирующему стальному стержню, то услышите вибрацию. Но звук в ухо не поступит. Проводником звука станет кость черепа. Это костная проводимость. Кохлея получает информацию непосредственно через окружающую ее кость, а не через обычную слуховую систему (внешнее ухо – среднее ухо), исполняющую роль воздухопровода.

Ухо защищается

Ухо умеет защищаться. С помощью проводящих косточек резкий звук поступает на барабанную перепонку. Если он слишком громкий, две маленькие мышцы послужат амортизаторами, что позволит избежать звукового травматизма. Одна из этих мышц – мышца стремечка, расположенная непосредственно там, где вибрационная волна передается на уровень кохлеи. Когда эта мышца воспаляется, у некоторых из нас начинаются болезненные проблемы со слухом. Все звуки кажутся слишком громкими, неконтролируемыми. Вторая мышца – мышца молоточка, расположенная возле барабанной перепонки. Эти две мышцы находятся на оконечностях цепочки косточек. Человеческое ухо нормально воспринимает частотный диапазон от 1000 до 3000 Гц, при мощности от 30 до 40 дБ.