Annons
Hjärnan spårar ljud med hjälp av halsen

Vi kan avgöra om ljud når det ena örat miljondelar av en sekund före det andra örat.

Bild: 
Istock

Hjärnan spårar ljud med hjälp av halsen

Hur kan vi uppfatta om ljud kommer framifrån eller bakifrån? Att vi kan avgöra om det kommer från vänster eller höger är ju begripligt, eftersom det närmaste örat dels nås av ljudet lite snabbare, dels uppfattar lite högre ljudstyrka. Men ljud fram- eller bakifrån når ju öronen samtidigt med samma styrka!

/Dag Levinsson

Publicerad:

2013-04-30

Vi skiljer mellan ljud framifrån och bakifrån främst genom att vrida på huvudet. Om en ljudkälla finns rakt framför mig, eller rakt bakom mig, kommer likadana ljudvågor in samtidigt i båda öronen. Men om ljudet når mitt högra öra bara en aning tidigare än mitt vänstra, så aktiveras speciella nervceller i hjärnstammen som är känsliga för just denna tidsskillnad. Hjärnans tolkning av detta är att ljudkällan tycks finnas lite till höger om kroppens symmetriplan. Men kommer ljudet snett framifrån eller snett bakifrån?

Den minsta tidsskillnaden mellan öronen som människor normalt kan upptäcka är cirka 20 mikrosekunder, alltså miljondelar av en sekund. På 20 mikrosekunder utbreder sig ljudvågorna cirka 7 millimeter. Anta nu att ett ljud kommer framifrån, och att min näsa först pekar precis rakt mot ljudkällan. Om jag då vrider huvudet en aning åt vänster, så att höger öra kommer en aning närmare ljudkällan, och vänster öra samtidigt en aning längre bort från ljudkällan, så upptäcker hjärnan att ljudet anländer lite tidigare till höger än till vänster öra.

Här finns alltså lösningen till mysteriet. Hjärnan minns att den just beordrat mina halsmuskler att vrida huvudet lite åt vänster, och noterar samtidigt att ljudet nu kommer lite tidigare till höger öra. Hjärnan drar då den logiska slutsatsen att ljudet måste ha kommit framifrån, inte bakifrån. Om ljudkällan hade funnits bakom mig, så skulle ljudet i stället ha kommit tidigare till vänster öra, när jag vred huvudet åt vänster.

Detta fenomen visar sig också när man lyssnar på musik i hörlurar. Även med en inspelning och återgivning i stereo av god teknisk kvalitet, kan det låta som om musiken liksom hörs inne i huvudet. När man vrider på huvudet så följer ju hörlurarna med, och det blir ingen förändring av ljudet.

Andra faktorer bidrar också. Innan ljudet kommer in i hörselgången har ljudvågorna reflekterats mot ytterörats veck. Det som kommer in i hörselgången är en blandning av olika vågor som anländer med lite olika fördröjning, beroende på ytterörats form och ljudvågornas riktning. Det gör att vissa frekvenser dämpas och andra förstärks. Ljudbilden ändrar sig alltså lite, beroende på varifrån ljudet kommer. Därmed får hjärnan viss information om riktningen till ljudkällan även när man lyssnar med bara ett öra.

/Arne Leijon, professor emeritus i hörselteknik vid Kungliga tekniska högskolan

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

2

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
10 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Kommentarer

2013-09-17 22:59
Tack för bra och plausibelt svar!
Dock infinner sig frågan om ljudet bara är kortvarigt, som ett pistolskott.
Då hinner inte 'halsen' med att vrida på huvudet för att lokalisera varifrån det kom [rakt framifrån eller rakt bakifrån]. Hjärnan har då ingen information om vridning när det är ett kortvarigt ljud..
Trots det verkar det som om man kan bestämma om ljudet kom bakifrån eller framifrån.
Det måste finnas något annat än halsens vridning, som ger oss information om ljudriktning. Men vad; undrar jag.
Mvh Dag

Detta var precis vad jag behövde få veta för att besvara ett antal frågor som eleverna ställde när vi läste om detta i fysik idag.

Lägg till kommentar