人的聽覺系統是什麼樣子的?


自問自答。

為什麼我們能在嘈雜的環境下聽清對面人講的話?
為什麼我們能聽出聲音從哪裡傳來?
為什麼聽覺暫留時間遠遠短於視覺暫留時間?
人耳朵真的還會發出聲音?
……

介於知乎上「耳朵」標籤下沒有找到對於聽覺在生理方面比較專業的回答,我對 聽覺生物學 Auditory Neuroscience 比較感興趣,姑且算是科普吧。
聽覺系統是一個被現代科學慢慢遺忘的人體系統。如此重要的功能、如此神奇的器官迄今為止,其相關研究只獲得過一次諾貝爾獎。主要是因為1有其他更重要的感覺;2那玩意兒縮在骨頭裡不好弄;3上行通路與視覺相近。
事實上聽覺是個有趣的系統,聽覺系統中有人體全身上下運動最快速的細胞,也有設計最巧妙的信號處理機制之一。讓我們展開聽覺探秘之旅……

---------------------------我是吐槽上句話太二逼的分割線--------------------------------
在這裡簡單介紹下人類的聽覺系統。

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  • 耳朵分為:外耳(耳廓+外耳道)、中耳(除了外耳和內耳以外)、內耳(前庭器官、耳蝸)。聲音作為振動通過耳廓收集和反射、外耳道的共振放大、聽骨鏈的增壓放大,從卵圓窗傳進耳蝸,耳蝸將振動轉化為電信號,再從圓窗傳出振動。

內耳的結構:

? S.Blatrix/CRIC 99

5. Cochlear duct 耳蝸管
6. Helicotrema 蝸孔
10. Oval window 卵圓窗
11. Round window 圓窗
12. Vestibular duct (scala vestibuli) 前庭階
13. Tympanic duct (scala tympani) 鼓階


內耳包括:耳蝸(螺旋形的聽覺感受器官)與半規管(加速度感受器官)。

耳蝸截面

2. scala vestibuli 前庭階 SV
3. scala tympani 鼓階 ST
1. scala media 中央階 SM

  • 耳蝸從上到下分為三個腔體:SV, SM, ST. SV與ST在耳蝸頂部有一個小孔互通。振動通過SV(最上面的前庭階)傳入,導致SM(中間的中央階)與ST(下面的鼓階)之間的膜(basilar menbrane 基底膜)振動,通過頂端的蝸孔,傳到鼓階。最終傳出耳蝸。

耳蝸位置與感音頻率對照圖:

  • 人耳聽閾:20Hz-20000Hz,耳蝸的每個位置只對於一個頻率敏感。

耳蝸截面說明:

  • 從上圖可以看到,在基底膜上有複雜的結構,這就是耳蝸發揮功能的最重要部位。

--未完待續--


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