The science of hearing - Douglas L. Oliver

982,783 views ・ 2018-06-19

TED-Ed


Lai atskaņotu videoklipu, divreiz noklikšķiniet uz zemāk redzamajiem subtitriem angļu valodā.

Translator: Ilmārs Mežaraups Reviewer: Ilze Garda
00:06
You hear the gentle lap of waves,
0
6769
2939
Tu dzirdi liegus viļņu šļakstus
00:09
the distant cawing of a seagull.
1
9708
2205
un tālu kaijas ķērcienu,
00:11
But then an annoying whine interrupts the peace,
2
11913
3907
bet pēkšņi mieru pārtrauc kaitinoša sīkšana,
00:15
getting closer, and closer, and closer.
3
15820
3639
kas nāk arvien tuvāk un tuvāk, un tuvāk.
00:19
Until...whack!
4
19459
2109
Un pēkšņi... sitiens!
00:21
You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.
5
21568
5049
Tu tiec vaļā no kaitinošā oda, un miers ir atjaunots.
00:26
How did you detect that noise from afar and target its maker with such precision?
6
26617
5113
Kā tu noteici attālo skaņu un tik precīzi nomērķēji uz tās radītāju?
00:31
The ability to recognize sounds and identify their location
7
31730
3736
Spēja atpazīt skaņas un noteikt to atrašanās vietas
00:35
is possible thanks to the auditory system.
8
35466
3052
ir iespējama, pateicoties dzirdes sensorajai sistēmai.
00:38
That’s comprised of two main parts: the ear and the brain.
9
38518
4642
Tā sastāv no divām daļām: auss un smadzenēm.
00:43
The ear’s task is to convert sound energy into neural signals;
10
43160
4214
Auss uzdevums ir pārvērst skaņas enerģiju nervu signālos,
00:47
the brain’s is to receive and process the information those signals contain.
11
47374
4705
savukārt smadzenēm jāuztver un jāapstrādā šajos signālos ietvertā informācija.
00:52
To understand how that works,
12
52079
1819
Lai saprastu, kā tas darbojas,
00:53
we can follow a sound on its journey into the ear.
13
53898
3649
varam aplūkot skaņas ceļojumu ausī.
00:57
The source of a sound creates vibrations
14
57547
2074
Skaņas avots rada svārstības,
00:59
that travel as waves of pressure through particles in air,
15
59621
3702
kas spiediena viļņu veidā iziet cauri gāzveida,
01:03
liquids,
16
63323
898
šķidrumu
01:04
or solids.
17
64221
1504
vai cietu vielu daļiņām.
01:05
But our inner ear, called the cochlea,
18
65725
2261
Bet iekšējā auss – gliemezis –
01:07
is actually filled with saltwater-like fluids.
19
67986
3980
ir pildīta ar sālsūdenim līdzīgiem šķidrumiem.
01:11
So, the first problem to solve is how to convert those sound waves,
20
71966
3886
Tātad, pirmais jautājums – kā pārvērst šos skaņas signālus,
01:15
wherever they’re coming from,
21
75852
1680
lai arī no kurienes tie nāktu,
01:17
into waves in the fluid.
22
77532
2717
viļņos šķidrumā.
01:20
The solution is the eardrum, or tympanic membrane,
23
80249
3584
Atbilde ir bungplēvīte
01:23
and the tiny bones of the middle ear.
24
83833
3397
un sīkie vidusauss kauliņi.
01:27
Those convert the large movements of the eardrum
25
87230
2940
Tie pārvērš lielās bungplēvītes kustības
01:30
into pressure waves in the fluid of the cochlea.
26
90170
3758
spiediena viļņos gliemeža šķidrumā.
01:33
When sound enters the ear canal,
27
93928
2058
Skaņai ienākot auss kanālā,
01:35
it hits the eardrum and makes it vibrate like the head of a drum.
28
95986
4027
tā pieskaras bungplēvītei un iesvārsta to kā bungu virsmu.
01:40
The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,
29
100013
3926
Bungplēvītes svārstības iekustina kaulu – āmuriņu,
01:43
which hits the anvil and moves the third bone called the stapes.
30
103939
4738
kas sit pa laktiņu un iekustina trešo kaulu – kāpslīti.
01:48
Its motion pushes the fluid within the long chambers of the cochlea.
31
108677
4365
Šī kustība virza šķidrumu pa garajiem gliemeža kanāliem.
01:53
Once there,
32
113042
1347
Tur skaņas vibrācijas beidzot ir pārvērstas par šķidruma svārstībām
01:54
the sound vibrations have finally been converted into vibrations of a fluid,
33
114389
4790
01:59
and they travel like a wave from one end of the cochlea to the other.
34
119179
4025
un viļņveidīgi dodas cauri gliemezim no viena gala uz otru.
02:03
A surface called the basilar membrane runs the length of the cochlea.
35
123204
4589
Virsma – bazilārā membrāna – klāj gliemezi visā tā garumā.
02:07
It’s lined with hair cells that have specialized components
36
127793
4010
Tā ir noklāta ar matiņšūnām, uz kurām ir īpašas skropstiņas –
02:11
called stereocilia,
37
131803
1733
stereocilijas.
02:13
which move with the vibrations of the cochlear fluid and the basilar membrane.
38
133536
4400
Tās kustās līdzi gliemeža šķidruma un bazilārās membrānas svārstībām.
02:17
This movement triggers a signal that travels through the hair cell,
39
137936
4329
Kustības rada signālu, kas ceļo pa matiņšūnu uz dzirdes nervu,
02:22
into the auditory nerve,
40
142265
1889
02:24
then onward to the brain, which interprets it as a specific sound.
41
144154
4147
pēc tam uz smadzenēm, kas to atpazīst kā noteiktu skaņu.
02:28
When a sound makes the basilar membrane vibrate,
42
148301
3419
Kad skaņa rada bazilārās membrānas svārstības,
02:31
not every hair cell moves -
43
151720
2649
nekustās visas matiņšūnas,
02:34
only selected ones, depending on the frequency of the sound.
44
154369
4875
tikai atsevišķas, atkarībā no skaņas frekvences.
02:39
This comes down to some fine engineering.
45
159244
2471
Tā pamatā ir smalka inženierija.
02:41
At one end, the basilar membrane is stiff,
46
161715
3723
Vienā galā bazilārā membrāna ir neelastīga
02:45
vibrating only in response to short wavelength, high-frequency sounds.
47
165438
5488
un svārstās tikai īso viļņu ietekmē, no augstas frekvences skaņām.
02:50
The other is more flexible,
48
170926
1819
Otrā galā tā ir elastīgāka
02:52
vibrating only in the presence of longer wavelength, low-frequency sounds.
49
172745
4768
un svārstās garāku viļņu vadīta, no zemas frekvences skaņām.
02:57
So, the noises made by the seagull and mosquito
50
177513
2948
Tātad, kaijas un oda radītās skaņas
03:00
vibrate different locations on the basilar membrane,
51
180461
3076
iesvārsta bazilāro membrānu atšķirīgās vietās,
03:03
like playing different keys on a piano.
52
183537
3214
gluži kā nospiežot dažādus klavieru taustiņus.
03:06
But that’s not all that’s going on.
53
186751
1912
Taču tas nav viss.
03:08
The brain still has another important task to fulfill:
54
188663
3976
Smadzenēm jāveic vēl viens svarīgs uzdevums –
03:12
identifying where a sound is coming from.
55
192639
2937
jānosaka, no kurienes skaņa nāk.
03:15
For that, it compares the sounds coming into the two ears
56
195576
4037
Lai to paveiktu, smadzenes salīdzina abās ausīs ienākošās skaņas,
03:19
to locate the source in space.
57
199613
2513
tādējādi nosakot skaņas avotu telpā.
03:22
A sound from directly in front of you will reach both your ears at the same time.
58
202126
4824
Skaņa, kas nāk tieši no priekšpuses, abas ausis sasniegs vienlaikus.
03:26
You’ll also hear it at the same intensity in each ear.
59
206950
3794
Arī skaņas intensitāte abās ausīs būs vienāda.
03:30
However, a low-frequency sound coming from one side
60
210744
3561
Savukārt no sāna nākoša zemas frekvences skaņa
03:34
will reach the near ear microseconds before the far one.
61
214305
4542
tuvāko ausi sasniegs dažas milisekundes pirms tālākās.
03:38
And high-frequency sounds will sound more intense to the near ear
62
218847
3928
Augstas frekvences skaņas tuvākajai ausij izklausīsies intensīvākas,
03:42
because they’re blocked from the far ear by your head.
63
222775
3235
jo uz tālāko ausi tām traucē nonākt galva.
03:46
These strands of information reach special parts of the brainstem
64
226010
3755
Šī informācija sasniedz īpašas smadzeņu stumbra daļas,
03:49
that analyze time and intensity differences between your ears.
65
229765
4359
kas analizē laika un intensitātes atšķirības starp abām ausīm.
03:54
They send the results of their analysis up to the auditory cortex.
66
234124
4623
Analīzes rezultāti tiek nosūtīti uz dzirdes centru smadzenēs.
03:58
Now, the brain has all the information it needs:
67
238747
2986
Tagad smadzenēm ir visa nepieciešamā informācija:
04:01
the patterns of activity that tell us what the sound is,
68
241733
2806
ziņas par to, kāda šī skaņa ir un kur telpā tā atrodas.
04:04
and information about where it is in space.
69
244539
3894
04:08
Not everyone has normal hearing.
70
248433
2171
Ne visiem ir normāla dzirde.
04:10
Hearing loss is the third most common chronic disease in the world.
71
250604
4445
Dzirdes zudums ir trešā izplatītākā hroniskā saslimšana pasaulē.
04:15
Exposure to loud noises and some drugs can kill hair cells,
72
255049
4066
Skaļi trokšņi un dažas vielas var bojāt matiņšūnas,
04:19
preventing signals from traveling from the ear to the brain.
73
259115
3897
neļaujot skaņas signāliem no ausīm nonākt smadzenēs.
04:23
Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear
74
263012
4659
Tāda slimība kā osteoskleroze sastindzina sīkos auss kauliņus,
04:27
so they no longer vibrate.
75
267671
2170
tāpēc tie vairs nekustās.
04:29
And with tinnitus,
76
269841
1464
Savukārt tinīta gadījumā smadzenes sāk rīkoties dīvaini,
04:31
the brain does strange things
77
271305
1659
04:32
to make us think there’s a sound when there isn’t one.
78
272964
3708
liekot mums dzirdēt skaņu, kuras nemaz nav.
04:36
But when it does work,
79
276672
1536
Taču, ja dzirde strādā,
04:38
our hearing is an incredible, elegant system.
80
278208
2762
tā ir neticami eleganta sistēma.
04:40
Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery
81
280970
3753
Mūsu ausis slēpj precīzi iestatītu bioloģiskas mašīnas piemēru,
04:44
that converts the cacophony of vibrations in the air around us
82
284723
3674
kas apkārtējo svārstību kakofoniju pārvērš par precīziem elektriskajiem impulsiem,
04:48
into precisely tuned electrical impulses
83
288397
3140
04:51
that distinguish claps, taps, sighs, and flies.
84
291537
4762
spējot atšķirt aplausu, ūdenskrānu, nopūtu un lidoņu radītās skaņas.
Par šo vietni

Šajā vietnē jūs iepazīstinās ar YouTube videoklipiem, kas noder angļu valodas apguvei. Jūs redzēsiet angļu valodas nodarbības, ko pasniedz augstas klases skolotāji no visas pasaules. Divreiz uzklikšķiniet uz angļu subtitriem, kas redzami katrā video lapā, lai atskaņotu video no turienes. Subtitri ritinās sinhroni ar video atskaņošanu. Ja jums ir kādi komentāri vai pieprasījumi, lūdzu, sazinieties ar mums, izmantojot šo kontaktformu.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7