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
Bild: Istock
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
