UCHO JAKO PŘIJÍMAČ ZVUKU
Prakticky všechny zvuky mají svůj původ ve vzduchovém vlnění či vibracích, které se zachycují v uších a transformují na elektrické nervové impulsy, analyzované nakonec v mozku.
Frekvenci určitého zvuku udává počet cyklů za sekundu a měří
se v hertzech, přičemž jeden herz znamená jeden cyklus za
sekundu. Frekvenci vnímáme jako výšku zvuku – čím vyšší
frekvence, tím vyšší tón. U člověka se rozsah slyšitelných
tónů pohybuje v rozpětí 20 – 20 000 Hz, třebaže u různých
lidí a v různých věkových obdobích mohou existovat
odchylky v obou směrech.
Zpracovávání zvukových vln a jejich převod podoby elektrických
nervových impulsů zjednodušuje skutečnost, že orgán určený
k tomuto zpracování – ucho – má tři jasně oddělené části
s přesně určenými funkcemi. Jsou to zevní, střední a vnitřní
ucho, jejichž specifické role umožňují komplexní zpracování
zvukových signálů ve vzájemné návaznosti.
Zvuky zachycené zevním uchem dopadají na bubínek, což je zvláštní
membrána umístěná na konci zvukovodu. Tvoří vzduchotěsnou
bariéru mezi zevním a středním uchem, které je však rovněž
ještě naplněno vzduchem – je totiž s vnějším prostorem
spojeno prostřednictvím Eustachovy trubice. Tento úzký a jen
asi 4 centimetry dlouhý kanál vede z otvoru na konci nosní
dutiny do spodní části středního ucha, a tak způsobuje, že
na obou stranách bubínku je tentýž tlak vzduchu. Kdyby tomu
tak nebylo, bubínek by se v důsledku tlakového rozdílu
vydouval nebo by dokonce mohl prasknout. Proto také, když se
Eustachova trubice přechodně zablokuje např. v důsledku silné
rýmy, naruší se i tlaková rovnováha a zhorší se sluch. Napříč
dutinou středního ucha jsou v souvislém řetězci umístěny
tři vůbec nejmenší kůstky našeho těla – kladívko,
kovadlinka a třmínek a jejich úkolem je spojovat ušní bubínek
s další membránou – oválným okénkem. To již tvoří současně
hranici vnitřního ucha. Záhyby vnitřního ucha, podobné hlemýžďově
ulitě, jsou naplněny tekutinou, a tak je tedy hlavním úkolem
středního ucha transformovat změny tlaku této tekutiny v uchu
vnitřním.
Mechanismus středního ucha je zázrakem biologického inženýrství
přírody. Jeho význam plyne ze skutečnosti, že přímý přenos
vibrací mezi vzduchem a tekutinou je jen velmi málo efektivním
procesem; většinu energie vzduchových vln by tekutina spíše
odrážela než absorbovala. Jedině mechanické spojení obou
prostředí dovoluje tento problém překonat a dosáhnout velice
účinného přenosu energie.
K bubínku je přímo připojena první z řetězce speciálních
ušních kůstek – kladívko. Chvění bubínku tedy nutně zároveň
způsobuje i odpovídající pohyby kladívka, a ty jsou zase
prostřednictvím kovadlinky bezprostředně převáděny na třmínek.
Uspořádání tohoto řetězce drobných kůstek umožňuje, aby
se energie, uplatněná na počátku vůči kladívku, na konci
ve třmínku ztrojnásobila.
Třmínek dosedá na oválné okénko v hlemýždi. Vibrace
tohoto okénka vyvolají vlnu, šířící se tekutinou vyplňující
hlemýžď, způsobují zakřivování bazilární membrány a přimějí
citlivé řasinky, aby vyslali příslušné nervové impulsy do
mozku.