Hur hittar örat de olika ljuden?

Fråga: Hur kan örat och hjärnan dela upp den enda svängningen från en högtalare i så många olika och samtidiga toner? Det är ju en enda vågrörelse.

Lennart och Börje

Svar: Ljudet som kommer från högtalaren är, liksom de flesta ljud, sammansatt av många olika frekvenser även om det kan te sig som en enda vågrörelse. Till och med ett enkelt ord som till exempel ”katt” består av flera olika frekvenser.

Innanför vårt ytteröra finns innerörat som kallas för snäckan. Den är stor som en ärta och har formen av en snäcka. Det är en spiralformad kanal som innehåller ett membran och sinnesceller som kallas för hårceller.

När ljudvågen träffar örat leds den via trumhinnan och de små hörselbenen in till den vätskefyllda snäckan. Då börjar membranet vibrera. Beroende av frekvens börjar olika delar av membranet att vibrera. Membranet är smalare, styvare och mer spänt vid ingången till snäckan, och där ger höga frekvenser, ljusa toner, starkast vibration. Uppe i toppen på snäckan är membranet tjockare, lösare och mindre spänt. Den delen vibrerar mest av låga frekvenser. Man kan jämföra det med till exempel gitarrsträngar där bassträngen är tjockare och lösare spänd än den sträng som ger ljusa toner.

När membranet vibrerar känner de sinnesceller som finns just på den platsen av vibrationerna. Sinnescellerna omvandlar då rörelsen till en kemisk signal, som i sin tur stimulerar nervceller i närheten. De olika nervcellerna för sedan signalen för just sin frekvens vidare upp till hjärnan via hjärnstammen.

Uppdelningen av ljudet i olika frekvenser sker alltså i hörselsnäckan och den uppdelningen behålls hela vägen upp till hörselcentrum i hjärnan. I hörselcentrum, och delvis redan i hjärnstammen, sätts sedan informationen om ljudets frekvens samman med annan information som ljudets styrka, tidsaspekter och lokalisation som tillsammans gör att vi kan tolka och uppleva ljudet. När ljuden som bildar ordet ”katt” når hjärnan förstår vi vad som sades, och ser säkert en bild av en katt framför oss.

Sinnescellerna i innerörat är mycket känsliga och kan skadas eller dö av starka ljud. Det är så hörselskador uppstår.

För att bättre förstå hur frekvensuppdelningen går till rekommenderar jag en animation som är gjord av James Hudspeth och finns på Youtube, sök på ”Cochlear animation”.

Ann-Christin Johnson, docent i audiologi vid Karolinska institutet.