Звукова обработка

За да различи звуците от басов барабан и звук с много по-голяма честота като звукът на крилата на пчела, пляскащи във въздуха, умът ти разчита на кохлеата, за да разграничи два различни звука. Разликата между басов барабан и крила на пчела, пляскащи във въздуха, е честотата. Барабанът има много ниска честота, докато крилата на пчела, когато се движат много бързо във въздуха, имат много висока честота. Когато информацията от биенето на басовия барабан или пляскането на крилата на пчела идва в ухото, тя евентуално стига до кохлеата. Разгледахме подробно преобразуването на звуковата вълна в нервен импулс от кохлеата, като този нервен импулс накрая достига до мозъка. Сега ще се задълбочим в това как кохлеата различава звуците с различни честоти и как тази разлика стига чак до мозъка, за да може мозъкът да възприеме различни звуци. Това е познато като "слухово възприятие". Мозъкът ти трябва да може да различи звуците с различни честоти и можеш да чуваш звуци с честота от 20 херца чак до честота от 20 000 херца. Това е огромен диапазон и за да различим звуци с ниски и високи честоти, мозъкът използва кохлеата и, по-специално, нещо, което е познато като базиларно настройване. Терминът "базиларно" идва от базиларната мембрана, която е в кохлеата. В кохлеата има мембрана, която съдържа множество космени клетки. Ако развием кохлеата, ако вземем кохлеата и я развием – обикновено е навита ето така – ако я развием, така че да е плоска, виждаме различни сетивни космени клетки. Това е основата на кохлеата, а това е върхът. Основата ще е тук, върхът ще е тук. Ако я развием и погледнем кои космени клетки са били активирани при различни звуци, ще видим, че клетките в основата на кохлеата се активират от звуци с много висока честота, а космените клетки на върха на кохлеата се стимулирани от звуци с много ниска честота. Нека разгледаме друга картинка, за да изясним нещата. Тази картинка ни показва развитата кохлеа. Както казах и преди, това е основата на кохлеата – ще използвам по-тъмен цвят. Това е основата на кохлеата, а това е върхът на кохлеата. Сетивни космени клетки има по цялата базиларна мембрана. Тази мембрана тук е базиларната мембрана и в нея има космени клетки, има множество такива космени клетки. Космените клетки, които са по-близо до основата, реагират на много висока честота, това е 1600 херца. А космените клетки, които са по-близо до върха, реагират на по-ниска честота, 25 херца например. Това ще е нещо като басов барабан. Звук с много висока честота може да е например крилата на пчела, пляскащи из въздуха. Когато звуци с вариращи честоти достигнат до ухото, те ще стимулират различни части на базиларната мембрана. Ако някой свири на басов барабан, този звук е с доста ниска честота и той ще стигне до ухото, ще достигне кохлеата и ще премине по тази базиларна мембрана, докато не достигне космената клетка, която е настроена към тази определена честота. Да кажем, че, например, това е честота от 100 херца. Звуковата вълна в крайна сметка кара течността в кохлеата да се движи по такъв начин, че клетките, които са много чувствителни към честота от 100 херца, които изглежда са ето тук, да бъдат активирани. Тези космени клетки ще създадат акционен потенциал и този сигнал в крайна сметка ще достигне до мозъка и ще достигне до много особена част на мозъка. Това тук е мозъкът и ако повдигнеш тази малка част от мозъка, тук има нещо, което се нарича първичен слухов кортекс (кора). Първичният слухов кортекс е тази синя област тук, а тя по същество е отговорна за приемане на цялата информация от кохлеата. И, както можеш да видиш, тя е разделена, точно както кохлеата е разделена на различни честоти, чувствителна е на различни честоти, първичният слухов кортекс също е чувствителен към звуци с различни честоти. Например това ще е част от кортекса, която приема информация от космените клетки, които са чувствителни на честота от 0,5 херца. А тази част от слуховия кортекс получава информация от космени клетки, които са чувствителни към честота от 16 херца. Причината това да е важно е, понеже мозъкът трябва да може да различава звуците. Ако всички космени клетки бяха чувствителни към всеки един звук, тогава когато чуеш който и да е звук, тогава всички космени клетки наведнъж ще създадат акционен потенциал и ще изпратят този силен сигнал към мозъка, а мозъкът няма да може да разграничи различните звуци. Благодарение на базиларното настройване мозъкът може да различи звуци с много висока честота и звуци с много ниска честота. Това предаване на звуци с по-висока честота и звуци с по-ниска честота е познато като тонотопно обработване. Да обобщим – имаме звукови вълни, които навлизат в ухото, а различните звукови вълни имат различни честоти. Трябва да можем да разграничим различните честоти. Звуковите вълни навлизат, стигат до кохлеата и активират космени клетки в различни части на кохлеата. Ако звукът е с много висока честота, той ще активира космена клетка тук, а ако е с много ниска честота, той ще активира космена клетка тук. От тези космени клетки излизат аксони, които в крайна сметка се групират заедно, за да образуват слуховия нерв. В слуховия нерв има аксони от всяка космена клетка в кохлеата. Слуховият нерв в крайна сметка стига до мозъка и там нишките му отново се разделят и достигат до различни части на мозъка.