คลื่นเสียงหู เราเห็นในส่วนสุดท้ายว่าการบีบตัว และการแยกส่วนในคลื่นเสียงจะเคลื่อนแก้วหูของคุณไปมา ส่วนใหญ่แล้วการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศเหล่านี้มีน้อยมาก คลื่นเสียงหู พวกมันไม่ได้ใช้แรงกดที่แก้วหูมากนัก แต่แก้วหูไวมากจนแรงเพียงเล็กน้อยนี้เคลื่อนไปในระยะทางที่เหมาะสม ดังที่เราจะได้เห็นในหัวข้อถัดไปโคเคลียในหูชั้นในนำเสียงผ่านของเหลว แทนที่จะผ่านอากาศของไหลนี้มีความช้ากว่าอากาศมาก กล่าวคือเคลื่อนที่ได้ยากกว่าให้นึกถึงการผลักอากาศ
ซึ่งเทียบกับการผลักน้ำแรงเล็กๆที่รู้สึกได้ที่แก้วหูนั้น ไม่แรงพอที่จะเคลื่อนของเหลวนี้ ก่อนที่เสียงจะส่งต่อไปยังหูชั้นใน จะต้องเพิ่มแรงดันทั้งหมดแรงต่อหน่วยพื้นที่นี่ คือการทำงานของกระดูกหู ซึ่งเป็นกลุ่มกระดูกเล็กๆในหูชั้นกลาง กระดูกเป็นกระดูกที่เล็กที่สุดในร่างกายของคุณ รวมถึงที่เรียกกันทั่วไปว่ากระดูกค้อน กระดูกค้อนเชื่อมต่อกับศูนย์กลางของแก้วหูที่ด้านใน เมื่อเยื่อแก้วหูสั่นมันจะเคลื่อนลูกแก้วจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งเหมือนคันโยกปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับกระดูกทั่งซึ่งติดอยู่กับกระดูกโกลน
ปลายอีกด้านของกระดูกโกลน แผ่นปิดหน้าวางชิดคอเคลียผ่านช่องวงรี เมื่อความดันอากาศกดทับเยื่อแก้วหู กระดูกจะเคลื่อนเพื่อให้แผ่นหน้าของกระดูกโกลนดันของเหลวในแก้วหู เมื่อการแยกด้วยความดันอากาศดึงเยื่อแก้วหูออก กระดูกจะเคลื่อนที่เพื่อให้แผ่นปิดหน้าของกระดูกโกลนดึงของเหลวเข้ามา โดยพื้นฐานแล้วกระดูกโกลนจะทำหน้าที่เป็นลูกสูบ สร้างคลื่นในของเหลวในหูชั้นในเพื่อแสดงถึงความผันผวน ของความดันอากาศของคลื่นเสียง กระดูกขยายแรงจากแก้วหูใน 2 วิธี
การขยายเสียงหลักมาจากความแตกต่าง ของขนาดระหว่างแก้วหูและโกลน แก้วหูมีพื้นที่ผิวประมาณ 55 ตารางมิลลิเมตร ในขณะที่แผ่นหน้าของกระดูกโกลนมีพื้นที่ผิวประมาณ 3.2 ตารางมิลลิเมตร คลื่นเสียงส่งแรงไปยังแก้วหูทุกตารางนิ้ว และแก้วหูจะส่งพลังงานทั้งหมดนี้ไปยังกระดูกโกลน เมื่อคุณรวมพลังงานนี้ไว้บนพื้นที่ผิวที่เล็กลง ความดัน แรงต่อหน่วยปริมาตรก็จะมากขึ้นหากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการคูณทางไฮดรอลิก โปรดดูวิธีการทำงานของเครื่องจักรไฮดรอลิก
การกำหนดค่าของกระดูกหูให้การขยายเพิ่มเติม กระดูกค้อนยาวกว่ากระดูกทั่งซึ่งก่อตัวเป็นคันโยก พื้นฐานระหว่างแก้วหูกับกระดูกโกลน กระดูกค้อนเคลื่อนที่ได้ไกลขึ้น และกระดูกทั่งเคลื่อนที่ด้วยแรงที่มากขึ้น พลังงานเท่ากับแรงคูณระยะทาง ระบบขยายเสียงนี้มีประสิทธิภาพอย่างมาก ความดันที่ใช้กับของเหลวในประสาทหูมีประมาณ 22 เท่าของความดันที่แก้วหูรับได้การขยายแรงดันนี้เพียงพอ ที่จะส่งผ่านข้อมูลเสียงไปยังหูชั้นใน ซึ่งจะถูกแปลเป็นกระแสประสาทที่สมองสามารถเข้าใจได้
คอเคลียเป็นส่วนที่ซับซ้อนที่สุดของหู หน้าที่ของมันคือรับการสั่นสะเทือนทางกายภาพ ที่เกิดจากคลื่นเสียงและแปลเป็นข้อมูลทางไฟฟ้าที่สมอง สามารถจดจำได้ว่าเป็นเสียงที่แตกต่างกัน โครงสร้างคอเคลียประกอบด้วยท่อ 3 ท่อที่อยู่ติดกันซึ่งแยกออกจากกันด้วยเยื่อที่บอบบาง ในความเป็นจริงหลอดเหล่านี้ขดเป็นรูปหอยทากแต่จะง่ายกว่าที่จะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้น หากคุณจินตนาการว่ามันยืดออก นอกจากนี้ ยังชัดเจนยิ่งขึ้นหากเราปฏิบัติต่อท่อ 2 ท่อ ได้แก่ สกาลาเวสติบูลิและสกาลามีเดียเป็นห้องเดียว
เมมเบรนระหว่างท่อเหล่านี้บางมาก จนคลื่นเสียงเคลื่อนที่ราวกับว่าท่อไม่ได้แยกออกจากกัน กระดูกโกลนเคลื่อนไปมาสร้างคลื่นแรงดันในคอเคลียทั้งหมด เยื่อหน้าต่างกลมที่แยก คอเคลียออก จากหูชั้นกลางทำให้ของเหลวไหลไปที่ไหนสักแห่ง มันจะเคลื่อนออกเมื่อดันเข้า เคลื่อนเข้าเมื่อดึงออกเยื่อชั้นกลางคือเยื่อฐานเป็นพื้นผิวแข็งที่ขยายไปตามความยาวของคอเคลีย เมื่อกระดูกโกลนเคลื่อนเข้าและออก มันจะดันและดึงส่วนของเยื่อหุ้มฐานด้านล่างช่องวงรี
แรงนี้เริ่มเป็นคลื่นเคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวของเมมเบรน คลื่นจะเคลื่อนที่เป็นระลอกคลื่นไปตามพื้นผิวของสระน้ำ โดยเคลื่อนที่จากช่องวงรีลงไปยังปลายอีกด้านของคอเคลีย เยื่อหุ้มฐานมีโครงสร้างที่แปลกประหลาด มันทำจากเส้นใยคล้ายกก 20,000 ถึง 30,000 เส้นที่แผ่ขยายไปตามความกว้างของคอเคลียซึ่งใกล้หน้าต่างวงรี เส้นใยจะสั้นและแข็งเมื่อคุณเคลื่อนไปยังปลายอีกด้านหนึ่งของท่อ เส้นใยจะยาวขึ้นและยืดหยุ่นมากขึ้น สิ่งนี้ทำให้เส้นใยมีความถี่เรโซแนนซ์ที่แตกต่างกัน
ความถี่คลื่นเฉพาะจะสะท้อนกับเส้นใยได้อย่างสมบูรณ์แบบ ณ จุดหนึ่งทำให้เกิดการสั่นอย่างรวดเร็ว นี่เป็นหลักการเดียวกับที่ทำให้ส้อมเสียงทำงาน ระดับเสียงเฉพาะจะเริ่มเสียงของส้อมเสียงดังขึ้น เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ไปตามเมมเบรนส่วนใหญ่ มันจะไม่สามารถปล่อยพลังงานออกมามากนักเมมเบรนจะตึงเกินไปแต่เมื่อคลื่นไปถึงเส้นใย ที่มีความถี่เรโซแนนซ์เท่ากัน พลังงานของคลื่นจะถูกปลดปล่อยออกมาอย่างกะทันหัน เนื่องจากความยาวที่เพิ่มขึ้นและความแข็งแกร่งที่ลดลงของเส้นใย
คลื่นความถี่สูงจะสั่นสะเทือนเส้นใยใกล้กับหน้าต่างวงรี และคลื่นความถี่ต่ำจะสั่นสะเทือนเส้นใย ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของเมมเบรน ในหัวข้อที่แล้วเราเห็นว่าเสียงสูงจะสั่นสะเทือนเยื่อฐานรองมากที่สุดใกล้หน้าต่างวงรี และเสียงแหลมต่ำจะสั่นเยื่อฐานมากที่สุดซึ่งจุดที่ไกลลงมาจากคอเคลีย แต่สมองรู้ได้อย่างไรว่าการสั่นสะเทือนเหล่านี้เกิดขึ้นที่ไหน นี่คืออวัยวะของงานของคอร์ติ อวัยวะของคอร์ติเป็นโครงสร้างที่มีเซลล์ขนเล็กๆหลายพันเซลล์ มันอยู่บนพื้นผิวของเยื่อฐาน
และขยายไปตามความยาวของคอเคลีย จนกว่าคลื่นจะมาถึงเส้นใยด้วยความถี่เรโซแนนซ์ มันจะไม่เคลื่อนเยื่อหุ้มเซลล์ฐานไปมากนัก แต่เมื่อคลื่นถึงจุดพ้องเสียง เมมเบรนจะปล่อยพลังงานออกมาในบริเวณนั้นอย่างกะทันหันพลังงานนี้แรงพอที่จะเคลื่อนอวัยวะของเซลล์ขนคอร์ติ ณ จุดนั้นได้ เมื่อเซลล์ขนเหล่านี้เคลื่อนที่ พวกมันจะส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้าผ่านประสาทหูเทียม ประสาทหูเทียมจะส่งแรงกระตุ้นเหล่านี้ ไปยังเปลือกสมองซึ่งสมองจะแปลความหมาย
สมองกำหนดระดับเสียงตามตำแหน่งของเซลล์ที่ส่งแรงกระตุ้นไฟฟ้า เสียงที่ดังขึ้นจะปล่อยพลังงานมากขึ้น ที่จุดที่ก้องกังวานตามเยื่อหุ้มเซลล์ และเพื่อย้ายเซลล์ขนจำนวนมากขึ้นในบริเวณนั้นสมองรับรู้ว่าเสียงดังกว่า เพราะเซลล์ขนบริเวณนั้นถูกกระตุ้นมากขึ้น คอเคลียจะส่งข้อมูลดิบเท่านั้น ซึ่งเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนของแรงกระตุ้นทางไฟฟ้า สมองเปรียบเสมือนคอมพิวเตอร์ส่วนกลาง รับอินพุตนี้และทำความเข้าใจกับมันทั้งหมด นี่เป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ และนักวิทยาศาสตร์ยังคงห่างไกล
จากการทำความเข้าใจทุกอย่างเกี่ยวกับมัน ในความเป็นจริงการได้ยินโดยทั่วไป ยังคงลึกลับมากสำหรับเรา แนวคิดพื้นฐานในการทำงานเกี่ยวกับหูของมนุษย์และสัตว์ซึ่งค่อนข้างเรียบง่าย แต่โครงสร้างเฉพาะนั้นซับซ้อนมาก อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และพวกเขาค้นพบองค์ประกอบการได้ยินใหม่ๆทุกปี เป็นเรื่องน่าประหลาดใจมากที่กระบวนการได้ยินมีส่วนเกี่ยวข้อง และน่าทึ่งยิ่งกว่าที่กระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ เกิดขึ้นในพื้นที่เล็กๆของร่างกาย
นานาสาระ: การลดน้ำหนัก วิธีหลีกเลี่ยงรอยแตกลายบนผิวหนังเมื่อลดน้ำหนัก
