Jou oor—die groot mededeler

JY KAN jou oë toemaak wanneer jy nie wil sien nie. Jy kan jou asem ophou wanneer jy nie wil ruik nie. Maar jy kan nie werklik jou ore sluit wanneer jy nie wil hoor nie. Die uitdrukking “die ore sluit vir” is net ’n metafoor. Jou gehoorsintuig, soos jou hartklop, hou aan werk selfs wanneer jy slaap.

Ons ore werk inderdaad onverpoos sodat ons in voeling kan bly met die wêreld rondom ons. Hulle kies, ontleed en ontsyfer wat ons hoor en sein dit na die brein. Binne ’n ruimte van ongeveer 16 kubieke sentimeter gebruik ons ore beginsels van die geluidsleer, meganika, hidroulika, elektronika en hoër wiskunde om hulle werk te verrig. Beskou net ’n paar van die dinge wat die ore kan doen as ons gehoorsin onbeskadig is.

◻ Van die sagste fluistering tot die dawerende gedreun van ’n straalvliegtuig wat opstyg—ons ore kan ’n 10 000 000 000 000-voudige verskil in geluidsterkte verwerk. In wetenskaplike terme is dit ’n sterkteverskil van ongeveer 130 desibel.

◻ Ons ore kan een gesprek aan die oorkant van ’n vertrek vol mense uitkies en daarna luister of ’n verkeerde noot hoor wat deur een instrument in ’n orkes van honderd gespeel word.

◻ Die mens se ore kan ’n verandering van net twee grade in die rigting van ’n klankbron waarneem. Hulle doen dit deur die geringe verskil tussen die aankomstyd en die intensiteit van die klank by die twee ore te onderskei. Die tydsverskil kan slegs ’n tienmiljoenste van ’n sekonde wees, maar die ore kan dit waarneem en aan die brein oordra.

◻ Ons ore kan sowat 400 000 geluide uitken en daartussen onderskei. Meganismes in die oor ontleed die klankgolf outomaties en vergelyk dit met dié wat in ons geheue opgeberg is. Dit is hoekom jy kan sê of ’n musieknoot deur ’n viool of ’n fluit gespeel is of wie se stem jy oor die telefoon hoor.

Die “oor” wat ons aan die kant van ons kop sien, is eintlik net ’n gedeelte, die sigbaarste gedeelte, van ons oor. Die meeste van ons onthou seker nog van ons skooldae dat die oor uit drie dele bestaan: die buite-, middel- en binneoor, soos dit genoem word. Die buiteoor bestaan uit die bekende “oor” van vel en kraakbeen en die gehoorgang wat binnewaarts na die trommelvlies lei. In die middeloor vorm die drie kleinste beentjies in die menslike liggaam—die malleus, incus en stapes, algemeen bekend as die hamer, aambeeld en stiebeuel—’n brug wat die trommelvlies met die ovale venster, die portaal na die binneoor, verbind. En die binneoor bestaan uit twee dele met eienaardige fatsoene: die drie halfsirkelvormige kanale en die slakvormige koglea.

Die buiteoor—ingestelde ontvanger

Dit spreek vanself dat die uitwendige oor klankgolwe in die lug versamel en dit na die binneste gedeeltes van die oor lei. Maar dit doen baie meer as dit.

Het jy al ooit gewonder of die gekronkelde vorm van die uitwendige oor enige doel het? Wetenskaplikes vind dat die holte in die middel van die uitwendige oor en die gehoorgang so gevorm is dat dit klanke binne ’n sekere frekwensiebestek versterk of laat weerklink. Hoe help dit ons? Dit is toevallig so dat die meeste van die belangrike eienskappe van menslike spraakklanke min of meer binne dieselfde frekwensiebestek val.a Terwyl hierdie klanke deur die uitwendige oor en die gehoorgang beweeg, word hulle tot ongeveer twee keer hulle oorspronklike intensiteit versterk. Dit is geluidstegniek van die hoogste gehalte!

Die buiteoor speel ook ’n belangrike rol in ons vermoë om te bepaal waar ’n geluid vandaan kom. Soos reeds gemeld, word klanke wat van die linker- of regterkant van die kop kom, geïdentifiseer deur die verskil in intensiteit en die aankomstyd by die twee ore. Maar wat van klanke wat van agter kom? Weer speel die vorm van die oor ’n rol. Die rand van ons oor is so gevorm dat dit inwerk op klanke wat van agter kom en ’n verlies in die frekwensiebestek van 3000 tot 6000 Hz veroorsaak. Dit verander die karakter van die klank, en die brein vertolk dit as ’n klank wat van agter kom. Klanke van bokant die kop word ook gewysig maar in ’n ander frekwensieband.

Die middeloor —’n meganikus se droom

Die taak van die middeloor is om die akoestiese trilling van die klankgolf in ’n meganiese trilling om te sit en dit na die binneoor deur te laat. Wat in hierdie ruimte so groot soos ’n ertjie plaasvind, is waarlik ’n meganikus se droom.

In teenstelling met die opvatting dat harde geluide ’n groot beweging van die trommelvlies veroorsaak, bring klankgolwe in werklikheid net mikroskopiese trillings voort. Sulke geringe beweging is nouliks genoeg om ’n reaksie te veroorsaak in die binneoor, wat met vloeistof gevul is. Die manier waarop hierdie struikelblok oorkom word, getuig weer eens van die meesterlike ontwerp van die oor.

Die verbinding van die drie beentjies van die middeloor is nie net sensitief nie maar ook doeltreffend. Dit funksioneer soos ’n hefboomstelsel en vergroot enige inkomende kragte met ongeveer 30 persent. Daarbenewens is die oppervlakte van die trommelvlies ongeveer 20 keer groter as die voetstuk van die stiebeuel. Die krag wat op die trommelvlies uitgeoefen word, word dus by die ovale venster op ’n baie kleiner oppervlakte gekonsentreer. Hierdie twee faktore saam maak die druk wat by die trillende trommelvlies uitgeoefen word 25 tot 30 keer sterker by die ovale venster, net genoeg om die vloeistof in die koglea in beweging te bring.

Vind jy dat ’n kopverkoue soms jou gehoor aantas? Dit is omdat die behoorlike werking van die trommelvlies vereis dat die druk aan beide kante daarvan dieselfde is. Dit word gewoonlik bewerkstellig deur ’n lugpypie, bekend as die buis van Eustachius, wat die middeloor met die agterste gedeelte van die neusgang verbind. Hierdie buis gaan oop elke keer wanneer ons sluk en verlig enige druk wat in die middeloor opgebou het.

Die binneoor—waar die hoorproses begin

Na die ovale venster kom ons by die binneoor. Die drie lusse, wat elk loodreg is ten opsigte van die ander en as die halfsirkelvormige kanale bekend staan, stel ons in staat om ons balans en koördinasie te behou. Dit is egter in die koglea waar ons werklik begin hoor.

Die koglea (uit die Grieks ko·khliʹas, slak) is basies ’n bondel van drie buise, of kanale, wat met vloeistof gevul is en soos die skulp van ’n slak in ’n spiraal opgerol is. Twee van die buise is aan die bopunt van die spiraal met mekaar verbind. Wanneer die ovale venster, aan die onderkant van die spiraal, deur die stiebeuel in beweging gebring word, beweeg dit soos ’n suier in en uit en veroorsaak dit hidrouliese drukgolwe in die vloeistof. Die beweging van hierdie golwe na en van die bopunt veroorsaak golfbeweging in die wande wat die buise van mekaar skei.

Een van hierdie wande, die sogenaamde basilêre membraan, huisves die hoogs sensitiewe orgaan van Corti, vernoem na Alfonso Corti, wat in 1851 hierdie ware sentrum van die gehoor ontdek het. Die vernaamste deel daarvan is die rye sensoriese haarselle, sowat 15 000 of meer in getal. Duisende senuvesels vervoer inligting omtrent die frekwensie, intensiteit en timbre van die klank vanaf hierdie haarselle na die brein, waar die gehoorsensasie plaasvind.

Die geheim ontrafel

Dit was lank ’n geheim hoe die orgaan van Corti hierdie ingewikkelde inligting aan die brein oordra. Een ding wat wetenskaplikes geweet het, is dat die brein nie op meganiese trillings reageer nie, maar net op elektrochemiese veranderinge. Die orgaan van Corti moet op die een of ander manier die golfbewegings van die basilêre membraan in ooreenstemmende elektriese impulse omskep en dit na die brein stuur.

Die Hongaarse wetenskaplike Georg von Békésy het ongeveer 25 jaar gearbei voor hy die geheim van hierdie orgaantjie ontrafel het. Een ding wat hy ontdek het, was dat die hidrouliese drukgolwe wat met die buise in die koglea langs beweeg êrens langs die pad ’n hoogtepunt bereik en teen die basilêre membraan druk. Golwe wat deur hoëfrekwensieklanke opgewek word, druk naby die onderpunt van die koglea teen die membraan, en golwe van laefrekwensieklanke druk naby die bopunt. Békésy het dus die gevolgtrekking gemaak dat klanke van ’n bepaalde frekwensie golwe veroorsaak wat die basilêre membraan op ’n bepaalde plek buig en die haarselle op daardie plek prikkel sodat dit seine na die brein stuur. Die ligging van die haarselle hang saam met die frekwensie, en die aantal haarselle wat in beweging gebring word, hang saam met die intensiteit.

Hierdie verduideliking geld vir eenvoudige geluide. Geluide wat in die natuur voorkom, is egter selde eenvoudig. ’n Brulpadda se gekwaak klink baie anders as ’n tromslag, al het hulle dalk dieselfde frekwensie. Dit is omdat elke klank uit ’n grondtoon en baie botone bestaan. Die aantal botone en hulle relatiewe sterkte gee aan elke klank sy onderskeidende timbre, of karakter. Dit is hoe ons klanke uitken.

Die basilêre membraan kan gelyktydig op al die botone van ’n klank reageer, vasstel hoeveel en watter botone teenwoordig is en sodoende die klank identifiseer. Wiskundiges noem hierdie proses Fourierontleding, so genoem na die briljante 19de-eeuse Franse wiskundige Jean-Baptiste-Joseph Fourier. Tog gebruik die oor nog altyd hierdie gevorderde wiskundige tegniek om klanke te ontleed en die inligting aan die brein oor te dra.

Wetenskaplikes is selfs nou nog nie seker watter soort seine die binneoor na die brein stuur nie. Ondersoeke toon dat die seine wat deur al die haarselle gestuur word ongeveer dieselfde tydsduur en sterkte het. Daarom vermoed wetenskaplikes dat dit nie die inhoud van die seine is nie maar die eenvoudige seine self wat ’n boodskap aan die brein oordra.

Om dit te verstaan, dink terug aan die kinderspel waarin ’n storie met die ry af van die een kind na die ander oorgedra word. Die kind aan die ander kant hoor dikwels ’n totaal verwronge weergawe van die oorspronklike. As ’n kode, soos ’n nommer, pleks van ’n ingewikkelde storie oorgedra word, sal dit waarskynlik nie verdraai word nie. En dit is skynbaar wat die binneoor doen.

Dit is interessant dat ’n tegniek wat vandag in gevorderde kommunikasiestelsels gebruik word, sogenaamde polskodemodulasie, volgens dieselfde beginsel werk. Pleks van besonderhede oor ’n gebeurtenis te stuur word ’n kode gestuur wat daardie gebeurtenis verteenwoordig. Dit is hoe foto’s van Mars na die aarde gestuur is, in binêre syfers (bisse), of hoe klanke in bisse omgesit word sodat dit opgeneem en teruggespeel kan word. Maar weer het die oor dit eerste gedoen!

’n Meesterstuk van die skepping

Ons ore is miskien nie die skerpste of sensitiefste onder ore nie, maar hulle is uiters geskik om in een van ons grootste behoeftes te voorsien—die behoefte om te kommunikeer. Hulle is ontwerp om veral goed op die eienskappe van menslike spraakklanke te reageer. Babas moet die klank van hulle moeder se stem hoor om behoorlik te groei. En terwyl hulle groei, moet hulle die stemme van ander mense hoor as hulle hul spraakvermoëns wil ontwikkel. Hulle ore stel hulle in staat om die subtiele toonbuigings van elke taal so presies te onderskei dat hulle opgroei en die taal praat soos net ’n boorling kan.

Dit alles is nie die gevolg van blinde evolusie nie. Ons het eerder ons wonderlike gehoorapparaat aan ons liefdevolle Skepper, Jehovah, te danke (Spreuke 20:12). Ons ore is waarlik meesterstukke van die skepping en getuig van die wysheid en liefde van ons Maker. Deur middel daarvan kan ons met ons medemens kommunikeer. Maar laat ons dit bowenal gebruik om na die wysheid van God se Woord te luister, sodat ons van ons hemelse Vader, Jehovah God, kan leer.

[Voetnoot]

[Diagram op bladsy 19]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

BUITEOOR

Oor

Trommelvlies

Gehoorgang

MIDDELOOR

Hamer

Aambeeld

Stiebeuel

Buis van Eustachius

BINNEOOR

Halfsirkelvormige kanale

Ovale venster

Koglea

[Diagram op bladsy 20]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Skets toon die drie afgerolde buise

KOGLEA

Voorhofstrap

Slakkehuiskanaal

Trommelholtetrap