The science of hearing - Douglas L. Oliver

Översättare: Mikael Stjärnsköld Granskare: Annika Bidner

You hear the gentle lap of waves,

Du hör det mjuka svallet av vågor,

the distant cawing of a seagull.

en fiskmås skri på håll.

But then an annoying whine interrupts the peace,

Men plötsligt bryts friden av ett surr,

getting closer, and closer, and closer.

som närmar sig, närmare och närmare.

Until...whack!

Tills... smack!

You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.

Du gör dig kvitt med myggan och lugnet är återställt.

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

Hur kunde du uppfatta det oljudet på håll och lokalisera det så exakt?

The ability to recognize sounds and identify their location

Förmågan att uppfatta ljud och identifiera var de kommer ifrån

is possible thanks to the auditory system.

är möjligt tack vare hörselsystemet.

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

Det består av två huvuddelar: örat och hjärnan.

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

Örats uppgift är att överföra ljudenergi till nervsignaler;

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

hjärnans uppgift är att tolka de signaler den får i det här sammanhanget.

To understand how that works,

För att förstå hur det går till,

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

kan vi följa ett ljud på väg till örat.

The source of a sound creates vibrations

En ljudkälla skapar vibrationer

that travel as waves of pressure through particles in air,

som färdas som tryckvågor genom partiklar i luft,

liquids,

vätskor,

or solids.

eller fast form.

But our inner ear, called the cochlea,

Men vårt inneröra, även kallad snäckan,

is actually filled with saltwater-like fluids.

är faktiskt fylld med saltvattenliknande vätskor.

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

Så, det första att lösa är att överföra ljudvågor,

wherever they’re coming from,

varhelst de kommer ifrån,

into waves in the fluid.

till vågor i vätskeform.

The solution is the eardrum, or tympanic membrane,

Lösningen för detta är trumhinnan, eller tympanalmembranet,

and the tiny bones of the middle ear.

och de små benen i mellanörat.

Those convert the large movements of the eardrum

De omvandlar de stora rörelserna från trumhinnan

into pressure waves in the fluid of the cochlea.

till vätsketryckvågor i snäckan.

When sound enters the ear canal,

När ljud når hörselgången,

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

möts det av trumhinnan och vibrerar som ett trumskinn.

Den vibrerande trumhinnan stöter till ett ben som kallas hammaren,

The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer,

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

som i sin tur träffar städet och i sin tur rör ett ben som heter stigbygeln.

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

Dess rörelse trycker vätskan längs snäckans kamrar.

Once there,

Väl där,

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

har ljudvågorna till slut omvandlats till vätskevibrationer,

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

och de färdas som en våg genom hela snäckan.

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

En yta kallad basilarmembranet löper genom hela snäckan.

It’s lined with hair cells that have specialized components

Längs den finns hårceller placerade med speciella enheter som kallas stereocilier,

called stereocilia,

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

som rör sig med snäckans vibrationer och basilarmemranet.

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

Denna rörelse aktiverar en signal som färdas genom hårcellerna,

into the auditory nerve,

till hörselnerven

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

och vidare till hjärnan, där det tolkas som ett specifikt ljud.

When a sound makes the basilar membrane vibrate,

När ett ljud får basilarmembranet att vibrera

not every hair cell moves -

så rör sig inte alla hårceller -

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

bara utvalda, beroende på ljudets frekvens.

This comes down to some fine engineering.

Detta är ett välutvecklat maskineri.

At one end, the basilar membrane is stiff,

Vid ena änden är basilarmembranet styvt,

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

och det vibrerar endast till korta våglängder, högfrekventa ljud.

The other is more flexible,

Andra änden är böjligare,

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

och det vibrerar endast vid långa våglängder, lågfrekventa ljud.

So, the noises made by the seagull and mosquito

Så, ljudet från fiskmåsen och myggan

vibrate different locations on the basilar membrane,

gör att olika delar av basilarmembranet vibrerar,

like playing different keys on a piano.

som när du trycker på olika tangenter på ett piano.

But that’s not all that’s going on.

Men det är inte allt som pågår.

The brain still has another important task to fulfill:

Hjärnan har också en annan viktigt uppgift att klara av:

identifying where a sound is coming from.

att bestämma var ett ljud kommer ifrån.

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

Genom att jämföra när ljud når de olika öronen

to locate the source in space.

kan den lokalisera ljudkällan och avståndet till dig.

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

Ett ljud som kommer rätt framifrån når båda dina öron samtidigt.

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

Du hör dem också lika starkt i varje öra.

However, a low-frequency sound coming from one side

Men ett lågfrekvent ljud som kommer från en sida

will reach the near ear microseconds before the far one.

når det ena örat några mikrosekunder tidigare än det andra.

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

Och högfrekventa ljud kommer låta starkare på det närmaste örat

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

på grund av att de blockeras från det bortre örat av ditt huvud.

De här ledtrådarna av information når utvalda delar av hjärnstammen

These strands of information reach special parts of the brainstem

that analyze time and intensity differences between your ears.

som uppmärksammar de olika ljudstyrkorna och tidsfördröjningarna från dina öron.

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

Resultaten skickas för tolkning upp till hörselbarken.

Now, the brain has all the information it needs:

Nu har hjärnan all information den behöver:

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

aktivitetsmönster som berättar vad för typ av ljud det är,

and information about where it is in space.

och var, samt hur långt bort det befinner sig.

Not everyone has normal hearing.

Alla har dock inte fullt fungerande hörsel.

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

Hörselnedsättning är den tredje vanligaste kroniska åkomman i världen.

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

Exponering för starkt ljud och vissa mediciner kan döda hårceller,

preventing signals from traveling from the ear to the brain.

vilket förhindrar signaler att färdas från örat till hjärnan.

Sjukdomar som otoskleros gör hörselbenen i örat hårdare

Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear

so they no longer vibrate.

så de inte längre kan vibrera lika bra.

And with tinnitus,

Och med tinnitus

the brain does strange things

skapar hjärnan felaktiga uppfattningar

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

som får oss att tro att ett ljud hörs fast det inte finns.

But when it does work,

Men när allt fungerar

our hearing is an incredible, elegant system.

är vår hörsel ett högt utvecklat system.

Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery

Våra öron är ett slutet, noga utarbetat biologiskt maskineri

that converts the cacophony of vibrations in the air around us

som omvandlar alla möjliga vibrationer av ljud runtomkring oss

into precisely tuned electrical impulses

till precisa elektriska impulser

that distinguish claps, taps, sighs, and flies.

som särskiljer applåder från kranar, suckar och flugor.