The science of hearing - Douglas L. Oliver

Fordító: D Gerber Lektor: Ádám Kósa

You hear the gentle lap of waves,

Hallod a hullámok lágy zúgását,

the distant cawing of a seagull.

egy sirály sivítását a távolban.

But then an annoying whine interrupts the peace,

Aztán egy idegesítő hang a nyugalmat megzavarja,

getting closer, and closer, and closer.

egyre közelebb, közelebb és közelebb ér.

Until...whack!

Mígnem...csatt!

You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.

Lecsapod a tettes szúnyogot, és helyreáll a csend.

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

Hogyan érzékelted a távolból jövő hangot, és találtad el forrását ily pontossággal?

The ability to recognize sounds and identify their location

A hangok felismerését és távolságuk meghatározását

is possible thanks to the auditory system.

a hallás szervrendszere teszi lehetővé.

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

Ez két fő részből áll: a fülből és az agyból.

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

A fül feladata a hangenergia idegi jelekké alakítása;

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

az agyé pedig ezen informatív jelek fogadása és feldolgozása.

To understand how that works,

Hogy megértsük, ez hogy működik,

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

kövessük a hang útját a fülbe!

The source of a sound creates vibrations

A hangforrás rezgéseket hoz létre,

that travel as waves of pressure through particles in air,

melyeket a levegő, folyadékok vagy szilárd anyagok részecskéi

liquids,

nyomáshullámként

or solids.

visznek tovább.

But our inner ear, called the cochlea,

De a belső fül, amelyet csigának hívnak,

is actually filled with saltwater-like fluids.

valójában tengervízhez hasonló folyadékokkal van tele.

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

Az első megoldandó feladat tehát a hanghullámok átalakítása

wherever they’re coming from,

folyadékhullámokká,

into waves in the fluid.

bárhonnan is származnak.

The solution is the eardrum, or tympanic membrane,

Választ ad erre a dobhártya, vagy membrana tympani,

and the tiny bones of the middle ear.

és a középfül apró csontjai.

Those convert the large movements of the eardrum

Ezek alakítják át a dobhártya nagy mozgásait

into pressure waves in the fluid of the cochlea.

nyomáshullámokká a csigafolyadékban.

When sound enters the ear canal,

Mikor a hang belép a külső hallójáratba,

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

megüti és megrezegteti a dobhártyát, úgy, mint az ütő a dobot.

The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,

A rezgő dobhártya meglök egy csontot, amit kalapácsnak hívnak,

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

ami pedig megüti az üllőt, és elmozdítja a harmadik csontot, a kengyelt.

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

A mozgás tovább tolja a folyadékot a csiga hosszú üregeiben.

Once there,

Mire odaérnek,

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

a hanghullámok sikeren átalakítódnak folyadékrezgésekké,

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

és hullámként utaznak a csiga egyik végétől a másik felé.

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

Az ún. bazális membrán az egész csigán végigfutó felszín.

It’s lined with hair cells that have specialized components

Szőrsejtek találhatók rajta, különleges részekkel:

called stereocilia,

ezek a sztereociliumok,

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

melyek együtt mozognak a csigafolyadék és a bazális membrán rezgéseivel.

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

E mozgás jelet vált ki, ami eljut a szőrsejteken keresztül

into the auditory nerve,

a hallóidegbe,

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

majd onnan az agyba, ami adott hangként érzékeli.

When a sound makes the basilar membrane vibrate,

Mikor egy hang megrezegteti a bazális membránt,

not every hair cell moves -

nem mindegyik szőrsejt mozog –

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

hangfrekvenciától függően csak bizonyos szőrsejtek.

This comes down to some fine engineering.

Ez mérnöki pontossággal működik.

At one end, the basilar membrane is stiff,

A bazális membrán egyik vége merev;

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

csak kis hullámhosszú, nagy frekvenciájú hangok rezegtetik meg.

The other is more flexible,

A másik vége rugalmasabb;

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

csak nagyobb hullámhosszú, kisebb frekvenciájú hangok jelenlétében rezeg.

So, the noises made by the seagull and mosquito

A sirály és a szúnyog által keltett hangok tehát

vibrate different locations on the basilar membrane,

a bazális membrán különböző részein rezegnek,

like playing different keys on a piano.

mint a különböző billentyűk a zongorán.

But that’s not all that’s going on.

De ez nem minden.

The brain still has another important task to fulfill:

Az agynak egy másik fontos feladata,

identifying where a sound is coming from.

hogy felmérje, honnan jön a hang.

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

Ehhez össze kell hasonlítania a két fülbe érkező hangokat,

to locate the source in space.

hogy megállapítsa a hang térbeli forrását.

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

Egy közvetlenül veled szemből jövő hang mindkét füledet ugyanakkor éri el.

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

Illetve, ugyanolyan erősnek hallod mindkét fülben.

However, a low-frequency sound coming from one side

Azonban az egy oldalról érkező, alacsony frekvenciájú hang

will reach the near ear microseconds before the far one.

mikroszekundumokkal előbb éri el a közelebbi fület, mint a távolit.

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

És a magas frekvenciájú hangok hangosabbnak tűnnek a közelebbi fülben,

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

mert a távolabbi fület eltakarja a fejed.

These strands of information reach special parts of the brainstem

Ezek az információmorzsák az agytörzs speciális részeit érik el,

that analyze time and intensity differences between your ears.

melyek a fülek közti különbséget vizsgálják időben és hangintenzitásban.

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

A vizsgálatuk eredményeit a hallókéregbe küldik fel.

Now, the brain has all the information it needs:

Most már minden szükséges információval rendelkezik az agy:

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

az aktivitás-mintázat közli velünk, milyen a hang,

and information about where it is in space.

és információt ad arról, hogy térben hol van.

Not everyone has normal hearing.

Nem mindenkinek van rendes hallása.

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

A hallásvesztés a harmadik leggyakoribb krónikus betegség a világon.

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

Hangos zajok és bizonyos gyógyszerek elpusztíthatják a szőrsejteket,

preventing signals from traveling from the ear to the brain.

megakadályozva a jelek terjedését a fültől az agyig.

Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear

Olyan betegségek, mint az oszteoszklerózis megbénítják a fül apró csontjait,

so they no longer vibrate.

ezért nem tudnak rezegni.

And with tinnitus,

A fülzúgás azt jelenti,

the brain does strange things

hogy az agy különös módon

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

úgy viselkedik, mintha hangot hallanánk, mikor valójában nincs.

But when it does work,

De ha működik,

our hearing is an incredible, elegant system.

hallószervrendszerünk hihetetlen, elegáns szerkezet.

Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery

A füleink finomra hangolt biológiai gépezetet rejtenek,

that converts the cacophony of vibrations in the air around us

melyek a minket körülvevő levegő rezgéseinek hangzavarját

into precisely tuned electrical impulses

precízen hangolt elektromos jelekké alakítja át,

that distinguish claps, taps, sighs, and flies.

különbséget téve taps, vízfolyás, sóhaj, vagy légyzümmögés között.