Wysuń menu główne / MAIN MENU «•» wysuń / schowaj MENU
uStronie INDEX
Strona zgodna z najnowszą normą XHTML 1.1.: uStronie :. Spis artykułów / CONTENT
forum | chat | księga gości
INDEX Biblia Artykuły Hebrajski

TWOJE UCHO — wspaniały środek łączności

ucho

MOŻNA zamknąć oczy, gdy się nie chce czegoś widzieć. Można zatrzymać oddech, gdy się nie chce czegoś wąchać: Ale nie można zamknąć ucha, gdy się nie chce czegoś słyszeć. Powiedzenie „słuchać jednym uchem” to tylko przenośnia. Zmysł słuchu, podobnie jak serce, funkcjonuje nawet wtedy, gdy śpimy.

Nasze uszy bezustannie pracują, zapewniając nam łączność ze światem zewnętrznym. Odbierają i analizują sygnały dźwiękowe, a po przetworzeniu wysyłają je do mózgu. Wszystko to dzieje się w zamkniętej przestrzeni, zajmującej około 16 cm3, dzięki wykorzystaniu zasad akustyki, mechaniki, hydrodynamiki, elektroniki i matematyki wyższej. Zastanów się nad tym, czego potrafi dokonać para uszu u osoby mającej prawidłowy słuch.

„Ucho”, które mamy z boku głowy, to tylko jedna, najlepiej widoczna część narządu słuchu. Większość z nas zapewne pamięta ze szkoły, że organ ten można podzielić na trzy odcinki: ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne. Na ucho zewnętrzne składa się małżowina uszna, zbudowana głównie ze skóry i chrząstki sprężystej, oraz przewód słuchowy zewnętrzny, kończący się błoną bębenkową. W uchu środkowym znajdują się trzy najmniejsze kosteczki ciała ludzkiego: młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Stanowią one pomost między błoną bębenkową a okienkiem owalnym, prowadzącym do ucha wewnętrznego. Z kolei w uchu wewnętrznym mieszczą się dwa osobliwe twory: zespół trzech kanałów półkolistych oraz tak zwany ślimak.

Ucho zewnętrzne — rezonator akustyczny »  Zadaniem ucha zewnętrznego jest zbieranie fal dźwiękowych z powietrza i kierowanie ich do wnętrza narządu słuchu. Ale to jeszcze nie wszystko.

Może zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego małżowina uszna ma tak skomplikowany kształt? Naukowcy doszli do wniosku, że znajdujące się pośrodku niej zagłębienie (tak zwana muszla) oraz profil przewodu słuchowego umożliwiają wzmocnienie lub rezonans dźwięków, zawartych w określonym paśmie częstotliwości. Czy ma to dla nas jakieś znaczenie? Większość dźwięków, które odgrywają ważną rolę w mowie, leży w tym samym paśmie.*

* Większość charakterystycznych cech dźwięków mowy ludzkiej mieści się w zakresie od 2000 do 5000 herców. Stanowi to niemal ten sam przedział wartości, przy którym powstaje rezonans w muszli małżowiny usznej oraz w przewodzie słuchowym.

Kiedy [dźwięki] wpadają do małżowiny usznej, a potem wędrują przez przewód słuchowy — ich natężenie rośnie prawie dwukrotnie. Jest to naprawdę arcydzieło w dziedzinie akustyki!

Ucho zewnętrzne spełnia także ważną rolę w lokalizowaniu źródła dźwięku. Jak już wspomniano, rozpoznanie, czy dźwięki powstają z prawej czy z lewej strony, jest możliwe dzięki temu, że do obojga uszu docierają one w różnym czasie i z niejednakowym natężeniem. A jak się orientujemy, że dźwięki powstają za nami? Również o tym decyduje kształt małżowiny. Jej krawędź jest tak uformowana, że powoduje ich zanikanie w paśmie od 3000 do 6000 herców. Zmieniają wtedy swój charakter, a mózg interpretuje je jako wytwarzane z tyłu. Dźwięki dochodzące znad głowy ulegają podobnej zmianie, tylko w innym zakresie częstotliwości.

Ucho środkowe — cud mechaniki »  Ucho środkowe przetwarza drgania akustyczne na mechaniczne i przekazuje je do ucha wewnętrznego. W tej komorze, wielkości ziarnka grochu, dokonuje się coś, co naprawdę można nazwać cudem mechaniki.

ucho

Wbrew przekonaniu, że głośne dźwięki powodują silne drganie błony bębenkowej — jej wychylenia pod wpływem fali akustycznej są bardzo nieznaczne. Nie zdołałyby wywołać żadnej reakcji w wypełnionym płynem uchu wewnętrznym. Trudność ta zostaje pokonana w sposób będący kolejnym świadectwem genialnej konstrukcji narządu słuchu.

Trzy kosteczki w uchu środkowym tworzą bardzo czuły, a zarazem sprawny mechanizm, złożony z dźwigni i łączników. Wzmacnia on przyłożoną siłę o jakieś 30 procent. Prócz tego powierzchnia błony bębenkowej jest około 20 razy większa od powierzchni podstawy strzemiączka, toteż gdy siła działająca na błonę bębenkową zostaje przeniesiona na okienko owalne — skupia się na dużo mniejszym obszarze. Obydwa wspomniane czynniki powodują, że nacisk wywołany drganiami błony bębenkowej przybiera w okienku owalnym wartości od 25 do 30 razy większe, co wystarcza, by wprawić w ruch płyn wewnątrz ślimaka.

Czy zdarzyło ci się gorzej słyszeć, gdy byłeś przeziębiony? Dzieje się tak dlatego, że warunkiem prawidłowego funkcjonowania błony bębenkowej jest zachowanie po obu jej stronach jednakowego ciśnienia. Umożliwia to niewielki wentyl zwany trąbką słuchową, który łączy jamę bębenkową z jamą gardła. Otwiera się on, gdy coś przełykamy, i przywraca prawidłowe ciśnienie w uchu środkowym.

Ucho wewnętrzne — dyspozytornia narządu słuchu »  Okienko owalne prowadzi do ucha wewnętrznego. Trzy prostopadle do siebie ustawione pętle, tak zwane kanały półkoliste, umożliwiają koordynację ruchów i zachowanie równowagi. Jednakże bodźce słuchowe powstają w ślimaku.

ślimak

Ślimak to w zasadzie trzy przewody wypełnione płynem i zwinięte spiralnie na kształt muszli. Dwa z nich łączą się ze sobą u szczytu spirali. Kiedy strzemiączko u jej podstawy zostaje wprawione w drgania — porusza się w okienku owalnym jak tłok do wewnątrz i z powrotem, powodując tym zmiany ciśnienia w płynie wypełniającym ślimak. Zmiany te rozchodzą się falowo do szczytu ślimaka i z powrotem w postaci drgań, które zostają przeniesione na ściany oddzielające przewody.

Wzdłuż jednej z tych ścian, inaczej błony podstawnej, mieści się bardzo czuły narząd Cortiego, nazwany tak od Alfonsa Cortiego, który odkrył go w roku 1851. Zasadniczą częścią tego organu jest około 15 000 komórek rzęsatych, ułożonych rzędami. Od komórek tych odchodzą tysiące włókien nerwowych, przekazujących dane o częstotliwości, natężeniu i barwie dźwięku do mózgu, gdzie powstają wrażenia słuchowe.

Rozwiązanie zagadki »  Kwestia, jak narząd Cortiego przesyła te skomplikowane informacje, długo pozostawała tajemnicą. Naukowcy wiedzieli tylko tyle, że mózg nie reaguje na drgania, lecz na zmiany elektrochemiczne. Toteż narząd Cortiego musiał zamieniać ruchy błony podstawnej w impulsy elektryczne, a te z kolei wysyłać dalej.

Uczony węgierski George von Békésy rozwiązywał zagadkę tego malutkiego narządu przez 25 lat. Odkrył, między innymi, że zmiany ciśnienia płynu, które przybierają postać fali wędrującej w przewodach ślimaka, w pewnym miejscu osiągają maksimum i powodują drganie błony podstawnej. W wypadku fal wywołanych przez dźwięki o wysokiej częstotliwości, następuje to u podstawy ślimaka, a w wypadku dźwięków o niskiej częstotliwości — u jego szczytu. Békésy wyciągnął stąd wniosek, że dźwięk o danej częstotliwości powoduje powstanie fali, która wprawia w drgania odpowiedni odcinek błony i pobudza leżące tam komórki rzęsate do wytworzenia impulsu elektrycznego i przekazania go do mózgu. Położenie pobudzonych komórek odpowiadałoby częstotliwości dźwięku, a ich liczba — jego natężeniu.

Wyjaśnienie to byłoby zadowalające, gdyby chodziło tylko o tony proste. Jednakże dźwięki spotykane w przyrodzie rzadko kiedy mają taki charakter. Na przykład głos pewnego gatunku żab może mieć tę samą częstotliwość, co dudnienie bębna, ale brzmi zupełnie inaczej. Jest tak dlatego, że każdy dźwięk składa się z tonu podstawowego i wielu tonów harmonicznych (składowych). Ich liczba i natężenie nadają dźwiękom charakterystyczną barwę, po której je rozpoznajemy.

Błona podstawna potrafi reagować jednocześnie na wszystkie tony składowe danego dźwięku oraz wykryć ich ilość i częstotliwości, czyli po prostu go zidentyfikować. Matematycy nazywają taką operację analizą fourierowską, od nazwiska utalentowanego matematyka francuskiego Jeana Baptiste Josepha Fouriera, żyjącego na przełomie XVIII i XIX wieku. Tymczasem ucho stale dokonuje tych skomplikowanych obliczeń, analizując odbierane dźwięki i przekazując informacje o nich do ośrodków wyższych.

Mimo to naukowcy w dalszym ciągu nie są pewni, jakiego rodzaju sygnały ucho wewnętrzne wysyła do mózgu. Z badań wynika, że mają one jednakowy czas trwania i natężenie, niezależnie od położenia komórek rzęsatych. Toteż uczeni uważają, że mózg czerpie informacje nie z treści sygnału, lecz z samego faktu, że go otrzymał.

Aby to lepiej zrozumieć, przypomnij sobie zabawę w głuchy telefon, podczas której każde dziecko powtarza następnemu to samo zdanie. Wersja końcowa rzadko kiedy przypomina pierwotną. Gdyby jednak dzieci przekazywały sobie po prostu jakiś znak, na przykład liczbę, zapewne nie uległby on zniekształceniu. Chyba podobnie funkcjonuje ucho wewnętrzne.

Warto wspomnieć, że na tej samej zasadzie opiera się działanie nowoczesnych systemów telekomunikacyjnych, w których stosuje się tak zwaną impulsową modulację kodową. Zamiast opisywać szczegóły jakiegoś zjawiska, przesyła się odpowiedni znak. W taki sposób przy użyciu znaków dwójkowych przekazano zdjęcia Marsa; można też za pomocą tego kodu zapisywać dźwięki, a potem je odtwarzać. Ale ucho potrafi to już od dawna!

Arcydzieło Stwórcze »  Wprawdzie nie mamy tak wyostrzonego słuchu jak inne stworzenia, ale nasze uszy są znakomicie dostosowane do zaspokajania jednej z podstawowych potrzeb człowieka — wymiany myśli. Są tak zaprojektowane, że cechuje je ogromna wrażliwość na dźwięki charakterystyczne dla mowy ludzkiej. Niemowlę musi słyszeć głos matki, jeśli ma się prawidłowo rozwijać. W miarę jak rośnie, musi słyszeć głosy innych ludzi, aby nauczyć się mówić. Uszy umożliwiają mu tak dokładne rozróżnienie subtelnych szczegółów intonacji ojczystego języka, że z wiekiem opanowuje go w sposób nieosiągalny dla cudzoziemca.

Nie dokonała tego wszystkiego ślepa ewolucja. Cudowny narząd słuchu zawdzięczamy naszemu kochającemu Stwórcy, Jehowie Bogu (Przysłów 20:12). Nasze uszy to doprawdy arcydzieło, przejaw Jego mądrości i miłości. Dzięki nim porozumiewamy się z bliźnimi. Przede wszystkim jednak korzystajmy z nich, aby słuchać Słowa Bożego i w ten sposób nabywać mądrości od naszego niebiańskiego Ojca, Jehowy Boga.

topPrzebudźcie się! nr 5 z 8 maja 1990