The science of hearing - Douglas L. Oliver

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

You hear the gentle lap of waves,

Ouvimos o suave marulhar das ondas,

the distant cawing of a seagull.

o grasnido distante duma gaivota.

But then an annoying whine interrupts the peace,

Mas depois, um zumbido irritante interrompe a paz,

getting closer, and closer, and closer.

aproximando-se cada vez mais

Until...whack!

até que... zás!

You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.

damos cabo do mosquito agressivo e repomos a calma.

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

Como é que detetámos aquele ruído longínquo

e acertámos no alvo com tanta precisão?

The ability to recognize sounds and identify their location

É possível reconhecermos sons e apercebermo-nos de onde vêm

is possible thanks to the auditory system.

graças ao sistema auditivo.

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

Este é formado por duas partes: o ouvido e o cérebro.

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

A tarefa do ouvido é transformar a energia sonora em impulsos nervosos;

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

a do cérebro é receber e processar as informações que esses impulsos contêm.

To understand how that works,

Para compreendermos como isso funciona,

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

podemos acompanhar um som no seu percurso pelo ouvido.

The source of a sound creates vibrations

A origem de um som cria vibrações

that travel as waves of pressure through particles in air,

que viajam, como ondas de pressão através de partículas no ar,

liquids,

nos líquidos ou nos sólidos.

or solids.

But our inner ear, called the cochlea,

Mas o nosso ouvido interno, chamado a cóclea,

is actually filled with saltwater-like fluids.

está cheio de fluidos do tipo de água salgada.

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

O primeiro problema a resolver é como transformar essas ondas sonoras,

wherever they’re coming from,

venham lá de onde vierem,

into waves in the fluid.

em ondas no fluido.

The solution is the eardrum, or tympanic membrane,

A solução é a membrana do tímpano

and the tiny bones of the middle ear.

e os ossículos do ouvido médio.

Those convert the large movements of the eardrum

Estes transformam os grandes movimentos do tímpano

into pressure waves in the fluid of the cochlea.

em ondas de pressão no fluido da cóclea.

When sound enters the ear canal,

Quando o som entra no canal auditivo,

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

bate no tímpano e põe-no a vibrar como a pele de um tambor.

The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,

O tímpano em vibração sacode um osso, chamado martelo

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

que vai atingir a bigorna e faz mover o terceiro osso, chamado estribo.

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

Este movimento empurra o fluido dentro das compridas câmaras da cóclea.

Once there,

Uma vez ali,

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

as vibrações sonoras transformaram-se finalmente em vibrações de um fluido,

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

e viajam como uma onda de um lado da cóclea até ao outro.

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

A todo o comprimento da cóclea há uma superfície chamada membrana basilar

It’s lined with hair cells that have specialized components

forrada de células ciliadas que têm componentes especializados

called stereocilia,

chamados estereocílios

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

que se movem com as vibrações do fluido coclear e da membrana basilar.

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

Este movimento desencadeia um sinal que percorre a célula ciliosa

into the auditory nerve,

até chegar ao nervo auditivo

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

e depois até ao cérebro que o interpreta como um som específico.

When a sound makes the basilar membrane vibrate,

Quando um som põe a membrana basilar a vibrar,

not every hair cell moves -

nem todas as células ciliosas se movimentam,

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

apenas as selecionadas, consoante a frequência do som.

This comes down to some fine engineering.

Isto revela uma engenharia sofisticada.

At one end, the basilar membrane is stiff,

Numa das extremidades, a membrana basilar é rígida,

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

vibrando apenas em reação a sons de ondas curtas, de alta frequência.

The other is more flexible,

Na outra, é mais flexível,

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

vibrando apenas na presença de ondas mais compridas,

de sons de baixa frequência.

So, the noises made by the seagull and mosquito

Assim, os ruídos feitos pelas gaivotas e pelos mosquitos

vibrate different locations on the basilar membrane,

fazem vibrar locais diferentes na membrana basilar,

like playing different keys on a piano.

como se tocassem diferentes teclas num piano.

But that’s not all that’s going on.

Mas não é só isso que acontece.

The brain still has another important task to fulfill:

O cérebro ainda tem outra tarefa importante a desempenhar:

identifying where a sound is coming from.

identificar de onde provém um som.

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

Para isso, compara os sons que entram pelos dois ouvidos

to locate the source in space.

para localizar a origem no espaço.

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

Um som com origem mesmo à nossa frente atingem os dois ouvidos ao mesmo tempo.

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

Também o ouvimos com a mesma intensidade em cada ouvido.

However, a low-frequency sound coming from one side

Mas, um som de baixa frequência que provém de um dos lados

will reach the near ear microseconds before the far one.

atinge o ouvido mais próximo microssegundos antes do outro.

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

Os sons de alta frequência soarão mais intensos no ouvido mais próximo

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

porque estão bloqueados pela cabeça para o ouvido mais distante.

These strands of information reach special parts of the brainstem

Estes pormenores de informação atingem partes especiais do tronco cerebral

that analyze time and intensity differences between your ears.

que analisam as diferenças de tempo e de intensidade entre os dois ouvidos.

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

Enviam os resultados dessa análise ao córtex auditivo.

Now, the brain has all the information it needs:

Agora, o cérebro dispõe de todas as informações de que precisa:

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

os padrões de atividade que nos dizem que som é aquele

and information about where it is in space.

e informações sobre onde ele se situa no espaço.

Not everyone has normal hearing.

Nem toda a gente tem uma audição normal.

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

A perda de audição é a terceira doença crónica mais comum a nível mundial.

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

A exposição a ruídos fortes e algumas drogas

podem matar as células ciliosas,

preventing signals from traveling from the ear to the brain.

impedindo os sinais de viajar do ouvido até ao cérebro.

Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear

Doenças como a osteosclerose imobilizam os ossículos do ouvido,

so they no longer vibrate.

que deixam de vibrar.

And with tinnitus,

Em relação aos zumbidos,

the brain does strange things

o cérebro faz coisas esquisitas,

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

fazendo-nos pensar que há um som quando não existe nenhum.

But when it does work,

Mas quando funciona bem,

our hearing is an incredible, elegant system.

a nossa audição é um sistema incrível e elegante.

Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery

Os nossos ouvidos são uma peça bem afinada de um maquinismo biológico

that converts the cacophony of vibrations in the air around us

que transforma a cacofonia das vibrações no ar que nos rodeia

into precisely tuned electrical impulses

em impulsos elétricos perfeitamente afinados

that distinguish claps, taps, sighs, and flies.

que distinguem palmas, pingos, suspiros e zumbidos.