Воспринимаемые ухом вибрации настолько слабы, что их необходимо усилить, прежде чем превратить в доступные для мозга сигналы. Это осуществляется с помощью небольших косточек в среднем ухе, носящих названия молоточек, наковальня и стремя (рисунок 4.2). Звуковые волны улавливаются ушной раковиной и фокусируются на барабанной перепонке. Под воздействием колебаний перепонка начинает вибрировать, подобно барабану. Вибрации передаются на молоточек, который немного их усиливает, после чего передает их на наковальню, где они еще более усиливаются. Наконец, они поступают на стремя (или стремечко), которое снова их усиливает. К этому времени вибрации усиливаются настолько, что становятся вполне различимы и распознаваемы. Итак, они добираются до стремени, которое соединено с мембраной, называемой овальным окном. Овальное окно передает их на внутреннее ухо, заполненное жидкостью – так называемой перилимфой. Жидкость, в отличие от воздуха, создает гораздо более сильное давление, поэтому под ней находится еще одна мембрана, называемая круглым окном. Круглое окно перемещается из стороны в сторону, компенсируя давление, создаваемое овальным окном.

Таким образом, назначение ушей – улавливать звуковые волны и усиливать их. Но мозг, как нам уже известно, действует посредством электрических импульсов, а не давления, поэтому следующий этап – это трансдукция, т. е. преобразование звуковых волн в электрические импульсы, которые могут быть восприняты мозгом. Именно этот процесс осуществляет улитка во внутреннем ухе. На рисунке 4.3 видно, что улитка имеет несколько отделов. Вибрации овального окна давят на жидкость, заставляя, в свою очередь, вибрировать мембрану внутреннего уха. Волосковые клетки на одной из ушных мембран – базилярной – реагируют на эти вибрации, создавая электрические импульсы.

Рисунок 4.2. Строение уха

Рисунок 4.3. Строение улитки внутреннего уха

Правда, не все волосковые клетки реагируют одинаковым образом. Если волосковые клетки на одном конце базилярной мембраны более чувствительны к высокочастотным вибрациям (тому, что мы называем высокими звуками), то клетки на другом ее конце более чувствительны к низким частотам, а клетки между ними, т. е. посередине, реагируют на частоты среднего диапазона. Отсюда следует, что воспринимаемый нами звук может стимулировать самые разные волосковые клетки – и те будут генерировать электрические импульсы в зависимости от того, какой это звук. Волосковые клетки связаны с нейронами, у которых очень длинные аксоны. Эти аксоны соединяются и образуют слуховой нерв, и именно слуховой нерв передает информацию головному мозгу – на сей раз в виде электрических сигналов.