Slyšení

Sluch je jedním z tradičních pěti smyslů a odkazuje na schopnost detekovat zvuk. U lidí a jiných obratlovců je sluch prováděn především sluchovým systémem: zvuk je detekován uchem a převeden do nervových impulsů, které jsou vnímány mozkem.

Stejně jako dotek vyžaduje i konkurz citlivost na pohyb molekul ve světě mimo organismus. Jak sluch, tak dotek jsou typy mechanosenzace.

Ne všechny zvuky jsou běžně slyšitelné pro všechna zvířata. Každý druh má rozsah normálního sluchu jak pro hlasitost (amplitudu), tak pro výšku tónu (frekvenci). Mnoho zvířat používá zvuk pro vzájemnou komunikaci a sluch u těchto druhů je zvláště důležitý pro přežití a rozmnožování. U druhů, které používají zvuk jako primární komunikační prostředek, je sluch typicky nejakutnější pro rozsah výšek tónů produkovaných při volání a řeči.

Frekvence schopné být slyšen lidmi se nazývají audio nebo sonické. Frekvence vyšší než audio se označují jako ultrazvukové, zatímco frekvence nižší než audio se označují jako infrazvukové. Někteří netopýři používají ultrazvuk pro echo lokalizaci během letu. Psi jsou schopni slyšet ultrazvuk, což je princip ‚tiché‘ psí píšťalky. Hadi cítí infrazvuk přes jejich břicha, a velryby, žirafy a sloni ji používají pro komunikaci.

Fyziologie sluchu u obratlovců není v této době zcela objasněna. Molekulární mechanismus transdukce zvuku v hlemýždi a zpracování zvuku mozkem, (sluchovou kůrou) jsou dvě oblasti, které zůstávají do značné míry neznámé.

Lidé obecně slyší zvuky s frekvencemi mezi 20 Hz a 20 kHz. Lidský sluch je schopen rozlišit malé rozdíly v hlasitosti (intenzitě) a výšce (frekvenci) nad tímto velkým rozsahem slyšitelného zvuku. Tento zdravý lidský rozsah detekce frekvencí se výrazně liší v závislosti na věku, poškození sluchu při práci a pohlaví; někteří jedinci jsou schopni slyšet výšky tónů až do 22 kHz a možná i dále, zatímco jiní jsou omezeni na asi 16 kHz. Schopnost většiny dospělých slyšet zvuky nad asi 8 kHz se začíná zhoršovat v raném středním věku.

Doporučujeme:  Individuace

Lidský sluch probíhá složitým mechanismem, který zahrnuje přeměnu zvukových vln na nervové impulzy.

Viditelná část vnějšího ucha se u lidí nazývá ušní boltec nebo ušní boltec. Jedná se o vypouklý šálek, který vzniká při otevření ušního kanálku po obou stranách hlavy. Ušní boltec pomáhá směrovat zvuk do ušního kanálku. Ušní boltec i ušní kanálek zesilují a vedou zvukové vlny do bubínku nebo bubínku.

U lidí se amplifikace zvuku pohybuje od 5 do 20 dB pro frekvence v rozsahu řeči (cca 1,5–7 kHz). Vzhledem k tomu, že tvar a délka vnějšího lidského ucha přednostně zesiluje zvuk v kmitočtech řeči, vnější ucho také zlepšuje poměr signálu a šumu pro zvuky řeči.

Ušní bubínek je natažen přes přední část kostnaté vzduchem naplněné dutiny zvané střední ucho. Stejně jako je bubínková membrána, je dutina středního ucha jako bubínkové tělo.

Velká část funkce středního ucha ve sluchu souvisí se zpracováním zvukových vln ve vzduchu obklopujícím tělo na vibrace tekutiny uvnitř hlemýždě vnitřního ucha. Zvukové vlny pohybují bubínkovou membránou, která pohybuje kostmi, které pohybují tekutinou hlemýždě.

Kochlea je hlemýždí tekutinou naplněná komora, rozdělená téměř po celé své délce membránovou přepážkou. Kochlea šíří mechanické signály ze středního ucha jako vlny v tekutině a membránách a pak je přenáší na nervové impulsy, které jsou přenášeny do mozku. Je zodpovědná za pocity rovnováhy a pohybu.

Tato zvuková informace, nyní znovu zakódovaná, putuje sluchovým nervem, přes části mozkového kmene (například kochleární jádro a dolní kolikulus), dále zpracovávaná v každém waypointu. Informace se nakonec dostane do thalamu a odtud je předána do mozkové kůry. V lidském mozku je primární sluchová kůra umístěna ve spánkovém laloku.

Znázornění hlasitosti, výšky tónu a zabarvení

Nervy přenášejí informace prostřednictvím diskrétních elektrických impulzů známých jako „akční potenciály“. S rostoucí hlasitostí zvuku se zvyšuje rychlost akčních potenciálů ve sluchovém nervovém vlákně. Naopak při nižších intenzitách zvuku (nízká hlasitost) se rychlost akčních potenciálů snižuje.

Doporučujeme:  Okulomotorický nerv

Různé frekvence opakování a spektra zvuků, tedy výška tónu a zabarvení, jsou na sluchovém nervu zastoupeny kombinací kódování rychlost-místo a časová-jemná-struktura. To znamená, že různé frekvence způsobují maximální odezvu na různých místech Cortiho orgánu, zatímco různé frekvence opakování dostatečně nízkých výšek tónu (pod cca 1500 Hz) jsou zastoupeny přímo opakováním nervových nábojových vzorů (známých také jako volejové kódování).

Hlasitost a délka trvání zvuku (v malých časových intervalech) může v malé míře ovlivnit i výšku tónu. Například u zvuků vyšších než 4000 Hz se s rostoucí hlasitostí zvyšuje i vnímaná výška tónu.

Lidé jsou běžně schopni slyšet různé frekvence zvuku, od cca 20 Hz do 20 kHz. Naše schopnost odhadnout, odkud zvuk přichází, lokalizace zvuku, je závislá jak na sluchové schopnosti každého z obou uší, tak na přesné kvalitě zvuku. Protože každé ucho leží na opačné straně hlavy, dostane se zvuk nejdříve k nejbližšímu uchu a jeho amplituda bude v tomto uchu větší.

Lidská echolokace je technika používaná některými slepými lidmi k navigaci v jejich prostředí nasloucháním ozvěnám zvuků cvaknutí nebo ťuknutí, které vydávají.

U lidí se vyvine mluvený jazyk během několika prvních let života a porucha sluchu může bránit nejen schopnosti mluvit, ale také schopnosti porozumět mluvenému slovu. Ve chvíli, kdy je zřejmé, že těžce sluchově postižené (neslyšící) dítě má sluchový deficit, problémy s komunikací již mohly způsobit problémy v rodině a ztížit sociální dovednosti, pokud dítě není součástí komunity neslyšících, kde se místo mluveného jazyka používá znaková řeč (viz kultura neslyšících). V mnoha rozvinutých zemích se sluch hodnotí během novorozeneckého období ve snaze zabránit neúmyslné izolaci neslyšícího dítěte v slyšící rodině. Ačkoli znaková řeč je plnohodnotným komunikačním prostředkem, gramotnost závisí na porozumění řeči. Ve velké většině psaného jazyka je zvuk slova kódován symboly. Ačkoliv jedinec, který slyší a učí se mluvit a číst, si zachová schopnost číst i v případě, že sluch bude příliš poškozen na to, aby slyšel hlasy, osoba, která nikdy neslyšela dost dobře na to, aby se naučila mluvit, je jen zřídka schopna zdatně číst. Většina důkazů poukazuje na včasnou identifikaci sluchového postižení jako klíčového, pokud se dítě s velmi necitlivým sluchem má naučit mluvenou řeč.
Poslech hraje také důležitou roli při učení druhého jazyka.

Doporučujeme:  Chromozom 14 (člověk)

Sluch lze měřit behaviorálními testy pomocí audiometru. Elektrofyziologické testy sluchu mohou poskytnout přesné měření sluchových prahů i u osob v bezvědomí. Tyto testy zahrnují sluchové mozkové kmeny evokované potenciály (ABR), otoakustické emise a elektrokochleografii (EchoG). Technický pokrok v těchto testech umožnil rozšíření sluchového screeningu u kojenců.