מבנה מנגנון השמע האנושי

מבנה האוזן

הדרך בה אנו שומעים ומבנה האוזן בכלל, הם אחד הדברים המורכבים ביותר בגוף האדם.
ההתפתחות האבולוציונית של האדם גרמה למנגנון השמע להתפתח בצורה משמעותית וחיונית ביותר, זאת כמובן על מנת לשרוד ולצפות את הסכנות העורבות לו בעידן הקדום.

במאמר זה נסביר מעט על מבנה האוזן ועל האופן בו אנו מפרשים צלילים במרחב.

מבנה האוזן:

  1. אפרכסת – מבנה האוזן החיצונית הבנוי מסחוס, לאפרכסת מבנה משונה אך בעל משמעות גדולה, לכל התעלות והבליטות תפקיד חשוב מאוד בקליטת גל הקול באוזן, הזוויות השונות גורמות לגל הקול לחדור לתעלת האוזן בפאזה/ מופע שונה בכל פעם מה שעוזר למוח לפרש מניין הגיע הצליל.
  2. תעלת האוזן – תעלת האוזן אחראית על העברת גלי הקול אל עור התוף.
    בתעלה גבשושיות המשפיעות בפירוש הצליל במוח בעזרת זווית/ מופע הפגיע של גל הקול בהן, חסימה של התעלה תפגע תפיסת גלי הקול ומעברם לעור התוף.
  3. עור התוף – קרום דק מאוד המפריד בין האוזן החיצונית לאוזן התיכונה.
    גל הקול המגיע מהתעלה פוגע בעור התוף ובכך הופך מאנרגיה אקוסטית לאנרגיה קינטית, הקרום הדק מתנועע בהתאם לעוצמה ותדירויות הצליל השונות.
  4. העצמות – מבנה איבר העצמות בנוי משלוש עצמות זעירות, הפטיש, הסדן והארכוף.
    כאשר עור התוף מתנועע הוא מניע את העצמות הזעירות שיעבירו את האנרגיה המתקבלת הלאה.
  5. חצוצרת האוזן – מנגנון האיזון של האוזן באיבר זה נעשה פיצוי והשוואת לחצים.
    איבר זה מפצה על האנרגיה שהלכה לאיבוד בדרך לאוזן הפנימית.
  6. השבלול – השבלול הוא איבר מורכב מאוד, הוא האיבר בו נעשית התמרה של אנרגיה קינטית לאנרגיה חשמלית.
    כאשר עצם הארכוף פוגעת בממברנה בפתח השבלול גל הקול נע בתוך מבוך קרומים המלא בנוזל שנקרא גם מבוך קרומי, אליו מחובר “איבר קורטי” המחובר לשיערות זעירות מאוד שיוצרות את עצב השמיעה ושווי המשקל. הנוזל באיבר זה מכיל אשלגן ונתרן, מה שמאפשר יצירת מתח חשמלי בעקבות תנועת הגלים בנוזל.
  7. עצב השמע – תפקידו להוביל את השמע ואת תחושת שיווי המשקל מהאוזן הפנימית אל המוח, פגיע באיברים אלה יגרום לאיבוד שיווי המשקל של גופנו ולתופעות כמו “ורטיגו” ו”דיזינס”.

אחרי שהיכרנו מעט את האיברים השונים באוזן האנושית נסביר כיצד אנו מפרשים צלילים במרחב, אך ראשית נציין כי הצורך במנגון זה נובע מהצורך הישרדותי במהלך ההתפתחות האבולוציונית של האדם. האדם הקדום היה חשוף לסכנות רבות לכן היה לו צורך במנגנון התראה רגיש מאוד על מנת להבין מניין מגיעה הסכנה.

הטכניקות השונות בהם משתמש המוח על מנת למקם את הצלילים במרחב:

interaural amplitude difference – IAD
הבדל האמפליטודה (עוצמה) של האות המתקבל בין האוזניים.
אם אדם עומד כשצליל מגיע מימינו הרי באוזן ימין הצליל ישמע חזק יותר ביחס לאוזן שמאל, זאת בגלל מבנה הגולגולת שמנחית את עוצמת הצליל המגיע אל אוזן שמאל.

interaural time difference – ITD
הבדלי זמן הגעת הצליל בין האוזניים.
אם אדם עומד כשצליל מגיע מימינו הרי שאל אוזן ימין יגיע הצליל מהר יותר בכמה מיל’ שניות מאשר אל אוזן שמאל שמקבלת את הצליל בהבדל זמן קצר מאוד מאוחר יותר.

פרוש הצליל על ציר הגובה:
כאשר צליל מגיע אל האוזן הוא פוגע בבליטות השונות שעל גבי האפרכסת, בצורה כזו שגל הקול מקבל שינוי במופע שלו ודיליי מסוים לפני כניסתו אל תוך תעלת האוזן ובכך נתפס בכל פעם בצורה שונה ע”י המוח.
מנגנון זה בשונה מבעלי חיים אחרים אצל האדם פחות מפותח מכיוון שהסכנה שצפויה לו באה בעיקר על הציר האופקי.
ראו לדוגמה את אוזני הכלב שלנו, הן מחודדות ופונות מעלה כאשר גם להם תעלת אוזן אופקית ואנכית אך הפוכה מזו של האדם.