The science of hearing - Douglas L. Oliver

Μετάφραση: Eleni Bouziani Επιμέλεια: Vasiliki Soultani

You hear the gentle lap of waves,

Ακούτε το κύμα να σκάει απαλά,

the distant cawing of a seagull.

τον μακρινό κρωγμό ενός γλάρου.

But then an annoying whine interrupts the peace,

Τότε, όμως, ένα ενοχλητικό βουητό διακόπτει την ηρεμία,

getting closer, and closer, and closer.

καθώς έρχεται πιο κοντά, και πιο κοντά και πιο κοντά.

Until...whack!

Μέχρι που...μπαμ!

You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.

Αποτελειώνετε το ενοχλητικό κουνούπι και η γαλήνη αποκαθίσταται.

How did you detect that noise from afar and target its maker with such precision?

Πώς εντοπίσατε από μακριά αυτό τον θόρυβο και την πηγή του με τέτοια ακρίβεια;

The ability to recognize sounds and identify their location

Η ικανότητα να αναγνωρίζουμε ήχους και να ταυτοποιούμε την τοποθεσία τους

is possible thanks to the auditory system.

είναι εφικτή χάρη στο ακουστικό σύστημα.

That’s comprised of two main parts: the ear and the brain.

Αυτό αποτελείται από δύο κύρια μέρη: το αυτί και τον εγκέφαλο.

The ear’s task is to convert sound energy into neural signals;

Δουλειά του αυτιού είναι να μετατρέπει την ηχητική ενέργεια σε νευρικά σήματα,

the brain’s is to receive and process the information those signals contain.

του εγκεφάλου η υποδοχή και επεξεργασία της πληροφορίας που περιέχουν τα σήματα.

To understand how that works,

Για να δούμε πώς λειτουργεί αυτό,

we can follow a sound on its journey into the ear.

μπορούμε να ακολουθήσουμε έναν ήχο στο ταξίδι του μέσα στο αυτί.

The source of a sound creates vibrations

Η πηγή ενός ήχου δημιουργεί δονήσεις

that travel as waves of pressure through particles in air,

που ταξιδεύουν με μορφή κυμάτων πίεσης μέσω σωματιδίων στον αέρα,

liquids,

στα υγρά

or solids.

ή στα στερεά.

But our inner ear, called the cochlea,

Όμως το έσω ους, που ονομάζεται κοχλίας

is actually filled with saltwater-like fluids.

είναι στην πραγματικότητα γεμάτο με υγρά που μοιάζουν το θαλασσινό νερό.

So, the first problem to solve is how to convert those sound waves,

Επομένως, το πρώτο πρόβλημα είναι το πώς να μετατραπούν τα ηχητικά κύματα

wherever they’re coming from,

από όπου και αν έρχονται,

into waves in the fluid.

σε κύματα μέσα στο υγρό.

The solution is the eardrum, or tympanic membrane,

Η λύση είναι το τύμπανο, ή τυμπανικός υμένας,

and the tiny bones of the middle ear.

και τα μικροσκοπικά οστά στο μέσο ους.

Those convert the large movements of the eardrum

Αυτά μετατρέπουν τις μεγάλες κινήσεις του τυμπάνου

into pressure waves in the fluid of the cochlea.

σε κύματα πίεσης μέσα στο υγρό του κοχλία.

When sound enters the ear canal,

Όταν ο ήχος εισέλθει στον ακουστικό πόρο,

it hits the eardrum and makes it vibrate like the head of a drum.

χτυπάει στο τύμπανο του αυτιού και έτσι δονείται όπως ένα τύμπανο.

The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,

Το δονούμενο τύμπανο του αυτιού τραβάει απότομα ένα οστό που ονομάζεται σφύρα,

which hits the anvil and moves the third bone called the stapes.

το οποίο χτυπά τον άκμονα και κουνά το τρίτο οστό, τον αναβολέα.

Its motion pushes the fluid within the long chambers of the cochlea.

Η κίνησή του σπρώχνει το υγρό μέσα στους επιμήκεις θαλάμους του κοχλία.

Once there,

Εκεί, οι ηχητικές δονήσεις έχουν επιτέλους μετατραπεί σε δονήσεις υγρού

the sound vibrations have finally been converted into vibrations of a fluid,

and they travel like a wave from one end of the cochlea to the other.

και ταξιδεύουν σαν ένα κύμα από τη μία άκρη του κοχλία στην άλλη.

A surface called the basilar membrane runs the length of the cochlea.

Μια επιφάνεια που ονομάζεται βασική μεμβράνη διατρέχει κατά μήκος του κοχλία.

It’s lined with hair cells that have specialized components

Επενδύεται από τριχωτά κύτταρα που έχουν εξειδικευμένα δομικά στοιχεία

called stereocilia,

που καλούνται στερεοκροσσοί,

which move with the vibrations of the cochlear fluid and the basilar membrane.

τα οποία κινούνται

με τις δονήσεις του κοχλιακού υγρού και της βασικής μεμβράνης.

This movement triggers a signal that travels through the hair cell,

Αυτή η κίνηση δημιουργεί ένα σήμα που ταξιδεύει μέσω του τριχωτού κυττάρου,

into the auditory nerve,

εντός του ακουστικού νεύρου,

then onward to the brain, which interprets it as a specific sound.

και έπειτα προς τον εγκέφαλο, που το ερμηνεύει ως έναν συγκεκριμένο ήχο.

When a sound makes the basilar membrane vibrate,

Όταν ένας ήχος κάνει τη βασική μεμβράνη να δονείται,

not every hair cell moves -

δεν κινείται κάθε τριχωτό κύτταρο -

only selected ones, depending on the frequency of the sound.

μόνο ορισμένα από αυτά, ανάλογα με τη συχνότητα του ήχου.

This comes down to some fine engineering.

Αυτό κατ' ουσίαν πρόκειται για καλή μηχανική.

At one end, the basilar membrane is stiff,

Στο ένα άκρο, η βασική μεμβράνη είναι άκαμπτη,

vibrating only in response to short wavelength, high-frequency sounds.

καθώς δονείται μόνο σε ήχους μικρού μήκους κύματος και υψηλής συχνότητας.

The other is more flexible,

Το άλλο είναι πιο εύκαμπτο,

vibrating only in the presence of longer wavelength, low-frequency sounds.

καθώς δονείται μόνο σε ήχους μεγάλου μήκους κύματος και χαμηλής συχνότητας.

So, the noises made by the seagull and mosquito

Συνεπώς, οι ήχοι που έκαναν ο γλάρος και το κουνούπι

vibrate different locations on the basilar membrane,

δονούν διαφορετικά μέρη πάνω στη βασική μεμβράνη,

like playing different keys on a piano.

όπως όταν παίζει κανείς διαφορετικά πλήκτρα στο πιάνο.

But that’s not all that’s going on.

Όμως, δεν συμβαίνει μόνο αυτό.

The brain still has another important task to fulfill:

Ο εγκέφαλος έχει ακόμη μία σημαντική λειτουργία να εκτελέσει:

identifying where a sound is coming from.

να αναγνωρίσει από πού προέρχεται ένας ήχος.

For that, it compares the sounds coming into the two ears

Για αυτό, συγκρίνει τους ήχους που έρχονται στα δύο αυτιά

to locate the source in space.

για να εντοπίσει την πηγή στον χώρο.

A sound from directly in front of you will reach both your ears at the same time.

Ένας ήχος ακριβώς μπροστά σας θα φτάσει στα δύο αυτιά σας ταυτόχρονα.

You’ll also hear it at the same intensity in each ear.

Επίσης θα τον ακούσετε με την ίδια ένταση σε κάθε αυτί.

However, a low-frequency sound coming from one side

Παρόλ' αυτά, ένας ήχος χαμηλής συχνότητας προερχόμενος από τη μία πλευρά

will reach the near ear microseconds before the far one.

θα φτάσει το κοντινό αυτί χιλιοστά του δευτερολέπτου πριν φτάσει το μακρινό.

And high-frequency sounds will sound more intense to the near ear

Και ήχοι υψηλής συχνότητας θα ακουστούν πιο έντονα στο κοντινό αυτί

because they’re blocked from the far ear by your head.

επειδή το κεφάλι σας τους εμποδίζει στο μακρινό αυτί.

These strands of information reach special parts of the brainstem

Αυτά τα δείγματα πληροφορίας φτάνουν σε ειδικά μέρη του εγκεφαλικού στελέχους

that analyze time and intensity differences between your ears.

που αναλύουν τις διαφορές χρόνου και έντασης ανάμεσα στα αυτιά σας.

They send the results of their analysis up to the auditory cortex.

Αποστέλλουν τα αποτελέσματα της ανάλυσής τους στον ακουστικό φλοιό.

Now, the brain has all the information it needs:

Τώρα ο εγκέφαλος έχει όλες τις πληροφορίες που χρειάζεται:

the patterns of activity that tell us what the sound is,

το πρότυπο δραστηριότητας που μας λέει τι ήχος είναι,

and information about where it is in space.

και πληροφορίες σχετικά με το πού είναι στο χώρο.

Not everyone has normal hearing.

Δεν έχουν όλοι φυσιολογική ακοή.

Hearing loss is the third most common chronic disease in the world.

Η απώλεια ακοής είναι η τρίτη συχνότερη χρόνια ασθένεια στον κόσμο.

Exposure to loud noises and some drugs can kill hair cells,

Οι δυνατοί ήχοι και κάποια φάρμακα μπορεί να σκοτώσουν τα τριχωτά κύτταρα

preventing signals from traveling from the ear to the brain.

εμποδίζοντας έτσι τα σήματα να ταξιδέψουν από το αυτί στον εγκέφαλο.

Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear

Ασθένειες όπως η οστεοσκλήρυνση παγώνουν τα μικροσκοπικά οστά στο αυτί

so they no longer vibrate.

με αποτέλεσμα να μην δονούνται πλέον.

And with tinnitus,

Και στις εμβοές,

the brain does strange things

ο εγκέφαλος κάνει περίεργα πράγματα

to make us think there’s a sound when there isn’t one.

για να μας κάνει να νομίζουμε πως υπάρχει ένας ήχος όταν δεν υπάρχει κανένας.

But when it does work,

Όμως, όταν όντως δουλεύει,

our hearing is an incredible, elegant system.

η ακοή μας είναι ένα απίθανο, εκλεπτυσμένο σύστημα.

Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery

Τα αυτιά μας περιβάλλουν ένα άριστα προσαρμοσμένο βιολογικό μηχάνημα

that converts the cacophony of vibrations in the air around us

που μετατρέπει την κακοφωνία των δονήσεων στον αέρα γύρω μας

into precisely tuned electrical impulses

σε ακριβείς εναρμονισμένους ηλεκτρικούς παλμούς

that distinguish claps, taps, sighs, and flies.

που διακρίνονται σε χειροκροτήματα, χτύπους, αναστεναγμούς και μύγες.