The science of hearing - Douglas L. Oliver

Traduttore: Andrea Tascini

You hear the gentle lap of waves,

Si sente il dolce infrangersi d'un onda,

the distant cawing of a seagull.

il lontano gracchiare di un gabbiano,

But then an annoying whine interrupts the peace,

ma poi un fastidioso ronzio rompe la quiete,

getting closer, and closer, and closer.

si avvicina di più, sempre di più, sempre di più.

Until...whack!

Finché....zac!

You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.

La noiosa zanzara sparisce, e torna la pace.

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

Come hai sentito quel rumore da lontano e individuato esattamente chi lo faceva?

The ability to recognize sounds and identify their location

L'abilità di riconoscere suoni e individuarne la provenienza

is possible thanks to the auditory system.

è possibile grazie all'apparato uditivo.

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

Si compone di due parti principali: l'orecchio e il cervello.

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

Il compito dell'orecchio è di convertire l'energia del suono in segnali neurali;

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

mentre il cervello riceve e decifra l'informazione che i segnali contengono.

To understand how that works,

Per capire come funziona,

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

seguiremo il viaggio del suono all'interno dell'orecchio.

The source of a sound creates vibrations

L'origine di un suono crea vibrazioni

that travel as waves of pressure through particles in air,

che viaggiano come onde di pressione attraverso le particelle nell'aria

liquids,

nei liquidi

or solids.

o nei solidi.

But our inner ear, called the cochlea,

Ma il nostro orecchio interno, chiamato coclea,

is actually filled with saltwater-like fluids.

è in realtà riempito con un liquido simile all'acqua salata.

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

Quindi, il primo problema da risolvere è come convertire quelle onde sonore,

wherever they’re coming from,

da ovunque provengano,

into waves in the fluid.

in onde nel fluido.

The solution is the eardrum, or tympanic membrane,

La soluzione è il timpano, o membrana timpanica,

and the tiny bones of the middle ear.

e la catena degli ossicini nell'orecchio medio.

Those convert the large movements of the eardrum

Questi convertono i movimenti del timpano

into pressure waves in the fluid of the cochlea.

in onde di pressione nel fluido della coclea.

When sound enters the ear canal,

Quando il suono entra nel canale uditivo,

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

colpisce il timpano facendolo vibrare come la cassa di un tamburo.

The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,

La vibrazione del timpano stimola un osso chiamato martello,

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

che colpisce l'incudine, facendo muovere il terzo osso chiamato staffa.

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

Il suo movimento spinge il fluido dentro i lunghi canali della coclea.

Once there,

Una volta lì,

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

le vibrazioni del suono ora sono convertite in vibrazioni del fluido,

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

e viaggiano come un'onda da un estremo all'altro della coclea.

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

Una superficie chiamata membrana basilare percorre la lunghezza della coclea.

It’s lined with hair cells that have specialized components

È rivestita di cellule ciliate che hanno delle componenti specializzate,

called stereocilia,

chiamate stereociglia,

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

che si muovono con le vibrazioni del fluido cocleare e della membrana basilare.

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

Questo movimento innesca un segnale che viaggia attraverso la cellula ciliata,

into the auditory nerve,

nel nervo acustico,

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

poi su fino al cervello, che lo interpreta come un suono specifico.

When a sound makes the basilar membrane vibrate,

Quando un suono fa vibrare la membrana basilare,

not every hair cell moves -

non tutte le cellule ciliate si muovono,

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

solo alcune specifiche, dipende dalla frequenza del suono.

This comes down to some fine engineering.

Si tratta di sofisticata ingegneria.

At one end, the basilar membrane is stiff,

Da un lato, la membrana basilare è rigida,

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

e vibra solo in risposta a brevi lunghezze d'onda, suoni ad alta intensità.

The other is more flexible,

Dall'altro è più flessibile,

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

e vibra solamente in presenza di una lunghezza d'onda maggiore,

suoni a bassa intensità.

So, the noises made by the seagull and mosquito

Quindi, i rumori prodotti dal gabbiano e dalla zanzara

vibrate different locations on the basilar membrane,

fanno vibrare parti diverse della membrana basilare,

like playing different keys on a piano.

come suonare tasti diversi di un pianoforte.

But that’s not all that’s going on.

Ma questo non è tutto.

The brain still has another important task to fulfill:

Il cervello ha ancora un altro importante compito da svolgere:

identifying where a sound is coming from.

identificare da dove arriva un suono.

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

Per questo, confronta i suoni che entrano nelle due orecchie

to locate the source in space.

per localizzare la fonte nello spazio.

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

Un suono che proviene da davanti,

giungerà a entrambe le orecchie nello stesso momento.

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

Si sentirà anche alla stessa intensità in entrambi gli orecchi.

However, a low-frequency sound coming from one side

Comunque, un suono a bassa frequenza che proviene da un lato

will reach the near ear microseconds before the far one.

raggiungerà l'orecchio più vicino un microsecondo prima di quello più lontano.

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

Quelli ad alta frequenza sembreranno più intensi all'orecchio più vicino

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

poiché la testa li blocca dall'orecchio più lontano.

These strands of information reach special parts of the brainstem

Queste informazioni raggiungono parti speciali del tronco encefalico

that analyze time and intensity differences between your ears.

che analizzano le differenze di tempo e intensità tra le orecchie.

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

Inviano poi i risultati delle loro analisi alla corteccia uditiva.

Now, the brain has all the information it needs:

Ora, il cervello ha tutte le informazioni di cui ha bisogno:

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

i modelli di attività che ci dicono di quale suono si tratta

and information about where it is in space.

e dove è situato nello spazio.

Not everyone has normal hearing.

Non tutti hanno un udito normale.

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

La perdita dell'udito è la terza malattia cronica più comune nel mondo.

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

L'esposizione a rumori forti o l'uso di droghe

possono uccidere le cellule ciliate,

preventing signals from traveling from the ear to the brain.

impedendo ai segnali di viaggiare dall'orecchio al cervello.

Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear

Malattie come l'osteosclerosi bloccano gli ossicini nell'orecchio,

so they no longer vibrate.

e quindi non possono più vibrare.

And with tinnitus,

Con il tinnito,

the brain does strange things

il cervello farà cose strane

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

per farci credere che ci sia un suono mentre invece non c'è.

But when it does work,

Ma quando funziona,

our hearing is an incredible, elegant system.

il nostro udito è un sistema incredibile ed elegante.

Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery

Le nostre orecchie racchiudono un pezzo perfetto della macchina biologica

that converts the cacophony of vibrations in the air around us

che trasforma la cacofonia delle vibrazioni nell'aria intorno a noi

into precisely tuned electrical impulses

in impulsi elettrici accordati e precisi

that distinguish claps, taps, sighs, and flies.

in grado di distinguere applausi, rubinetti, sospiri e mosche.