Книга: 100 великих тайн человека

СЛЫШИМОСТЬ НА МИКРОУРОВНЕ

СЛЫШИМОСТЬ НА МИКРОУРОВНЕ

О том, что расположенные в «улитке» внутреннего уха волосковые клетки, чтобы усилить звуки, могут совершать вертикальные движения – растягиваться и сокращаться – ученые знали давно.

Но, оказывается, звуки усиливаются также благодаря сгибанию и разгибанию стереоцилий, о которых речь шла в предыдущем очерке.

В результате такого сгибания появляется электрический сигнал, в который до этого были преобразованы звуковые волны. Благодаря его энергии «нановолоски» начинают совершать механическую работу. При этом в соответствии с так называемым флексоэлектрическим эффектом, во время сгибания и скручивания возникает электрический ток. Причем чем больше угол сгибания, тем мощнее звуковая волна.

Так вот, как только к сенсорным клеткам доберется звуковой сигнал, они сразу начинают совершать ритмичные колебания. Причем первые свои «танцевальные движения» они делают уже при звуках, громкость которых не превышает шума, который сопровождает пульсацию крови.

Именно благодаря этому механизму человеческое ухо может уловить звуки, громкость которых не более 10–15 децибел. Для сравнения: шепот достигает уровня 20 децибел, шум работающего холодильника или негромкий разговор – около 35–40.

Кроме того, было сделано еще одно открытие, связанное со слухом. В ходе эксперимента исследователи выяснили, что правое ухо человека лучше воспринимает речь, чем левое. В то же время левое ухо больше приспособлено для восприятия песен.

Ушная раковина и наружный слуховой проход – это направленная широкополосная приемная антенна, работающая в диапазоне от 16 до 20 000 герц, и волновод, направляющий звуковую энергию к преобразователю.

Опытным путем установлено, что минимальная интенсивность звука, которую способно воспринимать человеческое ухо, равна 0,0000000000000001 ватт на сантиметр квадратный при частоте 1000 герц.

Человек осознает звук всего через 35–175 миллисекунд после того, как он оказался в ушной раковине. Еще 180–500 миллисекунд требуется уху на то, чтобы не только настроиться на прием данного звука, но и достичь максимальной чувствительности.

Человек способен отличить звук частотой 1000 герц от звука частотой 1001 герц! Встречаются люди, особенно часто среди музыкантов, которые обладают так называемым абсолютным слухом и могут определять высоту одного звука даже без сопоставления его с другими звуками.

Точные опыты показали, что каждый человек с нормальным слухом способен выделить важное для него сообщение из семи одновременно и с равной громкостью передаваемых.

Звуки с частотой 7 герц смертельны для человека.

Разгадали ученые и причину удивительной взаимосвязи в организме человека, которая долгое время оставалась загадкой. И она, как выяснилось, тоже скрыта во внутренних микроскопических структурах уха.

О том, что все коты-альбиносы с самого рождения глухие, известно давно. Хотя при этом никаких видимых повреждений внутреннего уха у них не наблюдалось, да и все остальные органы слуха у них функционировали без видимых отклонений. И, тем не менее, к различным звуковым раздражителям коты-альбиносы оставались безразличными.

Коты-альбиносы, как правило, глухи

И только спустя много лет ученые смогли разобраться с причиной столь странного явления в физиологии этих животных. Оказалось, что глухота котов-альбиносов связана с особым образованием в их внутреннем ухе: с так называемой сосудистой полоской.

Полоска эта находится в боковой части перепончатого лабиринта, и с ней контактирует значительное количество кровеносных сосудов. Некоторая часть клеток этой полоски работают как насосы, и, что особенно важно, насосы целенаправленного действия. То есть они засасывают из крови только определенные элементы, формируя совершенно уникальную жидкость – эндолимфу, которая заполняет перепончатый лабиринт.

Но эта жидкость, как оказалось, играет также очень важную роль в передаче звуковых колебаний. А чтобы эти колебания появлялись, эндолимфа должна иметь строгое количественное соотношение ионов и катионов. И поддерживают этот состав клетки-насосы сосудистой полоски.

Но работать качественно и эффективно эти клетки могут лишь тогда, когда в них будет находиться пигмент. А в клетках котов-альбиносов такого пигмента как раз-то и нет. Отсутствует он и в волосах, поэтому шкура таких животных абсолютно белая.

Лишена его и радужка глаза, поэтому глаза у альбиносов только красные. А красные потому, что сквозь прозрачную радужку хорошо заметны кровеносные сосуды. Отсутствует пигмент у альбиносов также и в сосудистой полоске, поэтому и эндолимфа секретируется некачественная, а значит, неспособная к восприятию звуковых сигналов. Поэтому-то все животные-альбиносы всегда глухие.

Мы рассказали о причинах альбинизма у котов и того влияния, которое на этот процесс оказывает эндолимфа. Но этот же механизм, связывающий слух и цвет волос, характерен и для людей.