Мозг слушает. Как создается осмысленный звуковой мир

Перемещения воздуха недостаточно, чтобы напрямую надавить на овальное окно, поскольку жидкость внутри слишком плотная, чтобы перемещаться только под действием воздуха. Цепочка из трех косточек действует по принципу рычага и усиливает давление примерно в 20 раз[15 - В среднем ухе реализуются два инженерных механических принципа, способствующих повышению давления между барабанной перепонкой и овальным окном. Первый из них – принцип рычага: три косточки образуют рычаг с осью поворота вблизи овального окна.

И поэтому слабое надавливание на барабанную перепонку создает более высокое давление на овальное окно: так маленький ребенок может с помощью качелей поднять в воздух взрослого человека, если ось поворота находится в правильном месте. Второй механизм основан на разнице размеров барабанной перепонки и овального окна: вторая мембрана намного меньше по площади. Давление – это сила, поделенная на площадь (P = F/A). Приложенная сила не меняется между барабанной перепонкой и овальным окном, поэтому на овальное окно с меньшей площадью (в знаменателе) оказывается более высокое давление. ]. Минимальный толчок по барабанной перепонке превращается в сильный удар, достаточный, чтобы подтолкнуть овальное окно. Заметьте, что мы все еще находимся на механической стадии процесса. Мы перешли от движения воздуха к движению жидкости. Но самая важная трансдукция в электричество еще впереди.

Внутреннее ухо (улитка). Теперь крохотное стремечко оказывает достаточно сильное давление, чтобы сместить овальное окно и находящуюся с другой стороны жидкость.

Жидкость со свистом проносится через волосковые клетки Кортиева органа; эта структура расположена по всей длине свернутой в спираль улитки, и в соревновании на звание самого крохотного органа тела она проигрывает лишь одному органу (вот ведь!) – шишковидной железе. Посмотрите на рис. 2.4. По всей длине улитки располагаются волосковые клетки; и именно здесь происходит таинство трансдукции[16 - Мое первое знакомство с наукой о слухе заключалось в подсчете волосковых клеток в улитке с помощью фазово-контрастного микроскопа. Я часто занималась этим делом в спокойное вечернее время, и меня заворожили эти крохотные элегантные структуры.]. Волосковые клетки располагаются рядами – один внутренний и три внешних, – и каждый покрыт слоем еще более тонких ресничек под названием “стереоцилии”, плавно раскачивающихся в жидкости, как волосы ныряльщика.