18新利最新登入听力是如何工作的

在上一节中，我们看到声音以气压振动的形式在空气中传播。要听到声音，你的耳朵必须做三件基本的事情:

• 引导声波进入耳朵的听觉部分
• 感知气压的波动
• 将这些波动转化为大脑可以理解的电信号

的羽片耳廓是耳朵的外部部分，用来“捕捉”声波。你的外耳是向前的，有很多曲线。这个结构可以帮助你确定声音的方向。如果一个声音来自你的后面或上面，它会以不同的方式反射到你的耳廓，如果它来自你的前面或下面。这种声音反射改变了声波的模式。你的大脑可以识别不同的模式，并判断声音是在你前面、后面、上面还是下面。

耳图礼貌美国国家航空航天局

你的大脑通过比较来自两只耳朵的信息来确定声音的水平位置。18luck手机登录如果声音在你的左边，它到达你的左耳会比到达你的右耳早一点。你左耳的声音也会比右耳大一些。

因为耳廓是朝前的，所以前面的声音比后面的声音更清晰。许多哺乳动物，如狗，都有大而可移动的耳廓，这使它们能够专注于某个特定方向的声音。人类的耳廓不太擅长聚焦声音。它们相当平躺在头部，没有必要的肌肉来进行重大运动。但是你可以很容易地把你的手放在耳朵后面来补充你的天然耳廓。通过这样做，你创造了一个更大的表面积，可以更好地捕捉声波。在下一节中，我们将看到声波沿耳道传播并与鼓膜相互作用时会发生什么。

一旦声波进入耳道，它们振动鼓膜，通常称为耳膜．耳膜是一层薄薄的锥形皮肤，大约10毫米(0.4英寸)宽。它位于耳道和耳道之间中耳．中耳通过耳道与咽喉相连咽鼓管．由于大气中的空气从你的外耳和嘴巴流入，鼓膜两侧的空气压力保持相等。这种压力平衡可以让你的耳膜自由地来回运动。

耳膜是刚性的，非常敏感。即使是最轻微的气压波动也会使它来回移动。它附着在鼓膜张肌，不断将其向内拉。这使整个膜保持紧绷，因此无论它的哪一部分受到声波的撞击，它都会振动。

耳朵插图礼貌NIDCD 正常耳解剖

这一小片皮肤就像麦克风的隔膜一样。声波的压缩和稀疏推动鼓来回。音调高的声波使鼓移动得更快，声音大的声波使鼓移动得更远。

鼓膜还可以保护内耳免受长时间暴露在嘈杂的低音调噪音中。当大脑接收到表明这种噪音的信号时，耳膜就会发生反射。鼓膜张肌和stapedius肌肉突然的合同。这会把鼓膜和连接的骨头拉向两个不同的方向，因此鼓膜变得更加坚硬。当这种情况发生时，耳朵在可听到的频谱的低端就听不到那么多的噪音，所以大的噪音就被抑制了。

除了保护耳朵，这种反射还能帮助你集中听力。它可以掩盖噪音，低音背景噪音，这样你就可以专注于高音的声音。除此之外，这可以帮助你在一个非常嘈杂的环境中进行交谈，比如在摇滚音乐会中。当你开始说话时，这种反射也会开始——否则，你自己的声音会淹没你周围的很多声音。

耳膜是耳朵里的整个感觉器官。正如我们将在接下来的章节中看到的，耳朵的其余部分只负责传递鼓膜收集的信息。18luck手机登录

我们在上一节中看到，声波中的压缩和稀疏使你的耳膜来回移动。在大多数情况下，气压的变化是非常小的。它们不会对耳膜施加太大的力，但耳膜非常敏感，这种最小的力可以使它移动一段距离。

我们将在下一节中看到耳蜗内耳通过液体而不是空气来传递声音。这种液体有更高的惯性比空气——也就是说，它更难移动(想象一下推动空气和推动水)。鼓膜处感觉到的小力不足以移动这种液体。在声音传到内耳之前，总的压力(单位面积的力)必须放大。

这是鼓膜处，一组细小的骨头在中耳．听骨实际上是你身体里最小的骨头。它们包括:

• 的锤骨，通常称为锤
• 的砧骨，通常称为铁砧
• 的镫骨，通常称为箍筋

声波震动耳膜，从而移动锤骨、砧骨和镫骨。

锤骨连接到鼓膜的中心，在内侧。当耳膜震动时，它会像杠杆一样左右移动锤骨。锤骨的另一端与砧骨相连，砧骨与镫骨相连。镫骨的另一端面板——靠在耳蜗上，通过椭圆形窗口．

当空气压力压入鼓膜时，听骨移动，镫骨面板就会压入耳蜗液。当气压稀薄拉出鼓膜时，听骨移动，镫骨面板拉入液体。从本质上讲，镫骨就像一个活塞，在内耳液体中产生波，代表声波的气压波动。

听骨通过两种方式增强耳膜的力量。主要的放大来自鼓膜和马镫之间的大小差异。耳膜的表面积约为55平方毫米，而镫骨面板的表面积约为3.2平方毫米。声波将力施加到鼓膜的每一平方英寸，鼓膜将所有能量转移到镫骨。当你把能量集中在一个较小的表面积上时，压力(每单位体积的力)就会大得多。来了解更多液压乘法，查看18新利最新登入液压机械工作原理．

小听骨的结构提供了额外的放大。锤骨比砧骨长，形成基部杆在耳膜和镫骨之间。锤骨移动的距离越大，砧骨移动的力越大(能量=力x距离)。

这种放大系统非常有效。施加在耳蜗液上的压力大约是耳膜感受到的压力的22倍。这种压力放大足以将声音信息传递到内耳，在那里它被翻译成大脑可以理解的神经冲动。18luck手机登录

耳蜗是迄今为止耳朵中最复杂的部分。它的工作是将声波引起的物理振动转化为大脑可以识别为独特声音的电子信息。18luck手机登录

耳蜗结构由三个相邻的管组成，由敏感膜隔开。实际上，这些管子是盘绕成蜗牛壳的形状，但如果你把它们想象成伸展的样子，就更容易理解发生了什么。如果我们处理两根管子，也会更清楚前庭阶和中道作为一个房间。这些管子之间的薄膜非常薄，以至于声波传播时就好像管子完全没有分开一样。

镫骨的活塞作用使耳蜗中的液体流动。这导致振动波沿着基底膜传播。

镫骨来回移动，在整个耳蜗中产生压力波。耳蜗与中耳之间的圆窗膜使液体有去处。当镫骨向内推时它向外移动当镫骨拔出时它向内移动。

中间的膜基膜耳蜗是一个坚硬的表面，延伸到耳蜗的整个长度。当镫骨进进出出时，它会推动和拉动位于椭圆形窗口下方的基底膜部分。这个力在膜表面形成一个波。电波沿着池塘表面传播，就像涟漪一样，从椭圆形的窗口向下移动到耳蜗的另一端。

基底膜有特殊的结构。它由2万到3万根芦苇状纤维组成，这些纤维横跨耳蜗的宽度。在椭圆形窗口附近，纤维短而硬。当你向管子的另一端移动时，纤维变得更长、更柔软。

这使纤维不同共振频率．特定的波频率会在某一点上与纤维完美共振，使它们快速振动。这与音叉和卡祖笛的工作原理是一样的——特定的音调会让音叉发出响声，以某种方式哼歌会让卡祖笛簧片震动。

当波沿着膜的大部分移动时，它不能释放太多能量——膜太紧了。但是当波以相同的共振频率到达纤维时，波的能量突然被释放出来。由于纤维长度的增加和刚度的降低，高频波使纤维振动更靠近椭圆形窗口，低频波使纤维振动在膜的另一端。在下一节中，我们将看看细小的毛发是如何帮助我们听到声音的。18新利最新登入

在上一节中，我们看到高音在卵形窗口附近对基底膜的振动最为强烈，而低音在耳蜗较深处对基底膜的振动最为强烈。但是大脑18新利最新登入如何知道这些振动发生在哪里呢?

这是科尔蒂的职责所在。的corti器官一个结构是否包含了成千上万的微小分子毛细胞．它位于基底膜的表面，并延伸到耳蜗的长度。

在波以共振频率到达纤维之前，它不会移动基底膜很多。但当波最终到达谐振点时，薄膜突然在该区域释放出能量爆发。这种能量足以在那一点上移动皮质毛细胞的器官。

当这些毛细胞被移动时，它们发送一个电脉冲通过耳蜗神经．耳蜗神经将这些脉冲发送到大脑皮层，大脑在那里解释它们。大脑根据发送电脉冲的细胞的位置来决定声音的音高。更大的声音在沿膜的共振点释放更多的能量，因此移动该区域的更多毛细胞。大脑知道一个声音更大是因为这个区域有更多的毛细胞被激活。

耳蜗只发送原始数据——复杂的电脉冲模式。大脑就像一台中央计算机，接收输入信息并对其进行解释。这是一项极其复杂的操作，科学家们距离了解它的一切还有很长的路要走。

事实上，听力对我们来说还是很神秘的。人耳和动物耳的基本原理都相当简单，但具体结构却极其复杂。然而，科学家们正在快速进步，他们每年都能发现新的听力元素。18新利最新登入听力过程所涉及的内容之多令人惊讶，18新利最新登入更令人惊讶的是，所有这些过程都发生在身体这么小的区域内。

最初发表于2001年3月30日