우리가 들으면 무슨 일이 일어날까?

우리가 들으면 무슨 일이 일어날까? 소리는 우리 귀에 들어오면 어디로 가는가? 우리의 귀는 공기의 진동을 감지하고 이를 뇌가 처리할 수 있는 전기 신호로 변환합니다. 하지만 그것은 시작에 불과해요. 뇌는 수만 개의 신경 세포를 사용해서 가장 조용하거나 간단한 소리도 들을 수 있습니다. 뇌는 이런 신경 세포를 통해 끝없는 퍼즐을 풉니다. 즉, 세상에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아내는 것입니다. 그렇게 하려면 뇌는 동시에 발생하는 소리를 분리하고, 이를 인식하고, 예를 들어 다양한 방법으로 이를 설명해야 합니다. 소리가 얼마나 큰지, 그리고 어디서 나는지. 이 기사에서는 귀와 뇌가 어떻게 협력하여 우리가 소리의 세상에서 살 수 있는지에 대한 개요를 제공합니다.

소리의 세계

아주 조용한 호숫가에 앉아 있다고 상상해보세요. 이제 위 그림의 소년처럼, 물가에 약 1미터 간격으로 두 개의 작은 장난감 배를 놓았다고 상상해보세요. 배보다 더 멀리, 물 속으로 돌을 던지세요. 돌이 물에 부딪히면 돌이 가라앉은 지점에서 원을 그리며 바깥쪽으로 움직이는 파문이 생깁니다. 파도가 배에 도달하면, 배는 위아래로 흔들립니다. 돌이 두 배로부터 같은 거리에 떨어졌다면, 두 배는 동시에 움직이기 시작할 것입니다. 하지만 바위가 왼쪽 배에 가까우면 오른쪽 배보다 먼저 흔들리기 시작할 것입니다.

이제 호수가 활기차다고 상상해보세요. 근처에서 개가 물장구를 치고, 멀리서 제트스키가 지나가고, 오리들이 헤엄쳐 다닙니다. 움직이는 모든 것은 여러 방향에서 오는 다양한 크기의 파도를 만들어냅니다. 각 파도는 특정한 방식으로 배를 움직입니다.

호수 전체를 볼 수 없고, 배 두 척만 볼 수 있다면 어떨까요? 무언가가 파장을 일으키고 있다는 사실은 알고 있을 수 있지만 , 무엇이 파장을 일으키는지 알아내는 것은 어려울 것입니다. 소리를 들을 때 정확히 이런 일을 합니다. 사람들이 말하고, 새들이 노래하고, 차가 지나갈 때에도 공기 중에 눈에 보이지 않는 잔물결이 생겨 호수의 잔물결처럼 퍼져 나갑니다. 이러한 파장이 귀에 도달하면 귀 안의 움직이는 부분이 장난감 배처럼 '흔들리'고, 귀 안의 신경은 이 흔들림 운동에 대한 신호를 뇌로 보냅니다. 그러면 뇌는 소리가 무엇인지, 어디서 나는지 파악하게 됩니다. 소리가 나는 원인을 볼 수 없더라도요! 청력은 주변 세상에 대한 생생한 그림을 만들어내지만, 대부분의 경우 청력은 자신이 청력을 느끼고 있다는 사실조차 알아차리지 못합니다! 과학자들은 여전히 ​​이런 일이 어떻게 일어나는지 알아내고 있습니다

귀 안에서는 무슨 일이 일어나고 있나요?

공기가 느린 동작으로 움직이는 것을 볼 수 있다면, 사람이 박수를 치는 손에서 나오는 소리의 진동이 공기를 거쳐 당신의 귀로 전달되는 것을 볼 수 있을 것입니다. 물론 공기는 눈에 보이지 않고 너무 빠르게 진동해서 눈으로 따라갈 수 없지만, 일부 과학자들은 우리가 음파를 볼 수 있는 영리한 방법을 생각해냈습니다.

귀는 여러 부분으로 이루어져 있습니다(그림 1). 머리 옆면의 늘어진 부분을 바깥귀라고 합니다. 바깥귀는 공기 중을 이동하는 음파를 모아서 이를 귀의 통로로 보내는데, 여기서 이 음파는 직경이 약 .5mm인 얇은 피부 조각에 도달합니다. 고막이라고 불리는 8 mm 크기의 부분은 귀의 관 끝부분에 걸쳐 있습니다. 고막은 그에 닿는 음파에 맞춰 진동합니다. 고막의 반대편에는 세 개의 작은 뼈가 있습니다. 신체에서 가장 작은 뼈입니다. 그들은 고막에서 진동을 포착하여 내이, 즉 달팽이관으로 보냅니다. 달팽이관은 공기의 진동에 따라 빠르게 앞뒤로 움직이는 소금물이 든 액체로 채워진 나선형 튜브입니다.

달팽이관은 기저막이라는 피부와 같은 층으로 두 부분으로 나뉩니다. 귀에 들어오는 소리의 진동은 이 막을 위아래로 진동하게 합니다. 바깥귀에 가장 가까운 막은 고주파에 더 민감합니다. 소리 - 분당 최대 20,000번의 진동. 초 또는 헤르츠(Hz). 주파수가 무엇인지 확실하지 않으면 여기에서 자세한 내용을 읽을 수 있습니다. 이는 피콜로나 플루트 등 악기에서 나오는 가장 높은 음표(최대 4,000Hz)보다 훨씬 높습니다. 일반적으로 이 주파수는 젊은이들만 잘 들을 수 있습니다. 60세 정도의 노인들은 대부분 10,000Hz까지만 들을 수 있습니다. 기저막의 반대쪽 끝은 주로 더블베이스에서 나는 소리와 같은 저주파 소리에 진동하는데, 이 소리는 우리가 들을 수 있는 가장 낮은 소리(20Hz)에 가까운 40Hz 정도로 낮아질 수 있습니다. 말은 대부분 100~2,000Hz의 중간 주파수 범위에 속합니다. 그래서 달팽이관은 소리를 주파수에 따라 '분류'합니다. 그것은 우리가 소리의 주파수(예: 음표)를 아는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 동시에 발생하는 서로 다른 주파수의 소리를 분리하는 데도 도움이 됩니다!

기저막을 따라 진동을 측정하고 이를 전기 신호로 변환하는 작은 유모세포가 있습니다. 각 세포는 신경 섬유에 연결되어 있고, 이를 통해 전기 신호가 뇌로 전달됩니다. 뇌는 이러한 신호를 해독하거나 해석하여 소리가 무엇이고 어디에서 오는지 파악합니다. 물론, 귀의 작동 방식에 대해서는 배울 것이 아직 많습니다.