• Tvé ucho — důležitý spojovací článek
    Probuďte se! – 1990 | 8. února

    • Vnitřní ucho — nejdůležitější část ucha

      Od oválného okénka se dostaneme k vnitřnímu uchu. Tři polokruhovité kanálky, které tvoří vzájemně kolmé smyčky, slouží k udržování rovnováhy těla a koordinaci. Sluchové vnímání však začíná v hlemýždi.

      Hlemýžď je v podstatě svazek tří trubiček neboli kanálků naplněných tekutinou a stočených ve spirálu, připomínající hlemýždí ulitu. Dvě z těchto trubiček se ve vrcholu spirály spojí. Když oválné okénko při základně spirály je uvedeno do pohybu třmínkem, pohybuje se dovnitř a ven jako píst a vytváří hydraulické tlakové vlny v tekutině. Když se tyto vlny pohybují k vrcholu spirály a zpět, způsobí, že se stěny mezi kanálky rozechvějí.

      Podél jedné z těchto stěn, známé jako bazální membrána, se nachází vysoce citlivý orgán — tzv. Cortiho orgán. Toto pravé sluchové centrum objevil v roce 1851 Alfonso Corti, podle něhož je tento orgán pojmenován. Jeho klíčová část se skládá z řady smyslových vláskových buněk v počtu asi 15 000 nebo více. Z těchto buněk přenášejí tisíce nervových vláken informace o frekvenci, intenzitě a zabarvení zvuku do mozku, kde nastává sluchový vjem.

      Rozluštěná záhada

      Dlouhá léta bylo záhadou, jakým způsobem sděluje Cortiho orgán tuto komplikovanou informaci mozku. Jedna věc, kterou vědci přece věděli, byla, že mozek neodpovídá na mechanické kmity, ale pouze na elektrochemické změny. Cortiho orgán musí nějakým způsobem převádět chvění bazální membrány na odpovídající elektrické impulsy a předávat je do mozku.

      Maďarskému vědci Georgu von Békésymu to trvalo asi 25 let, než rozluštil záhadu tohoto maličkého orgánu. Jedním z jeho objevů bylo, že když se hydraulické tlakové vlny pohybují podél kanálků v hlemýždi, v určitém místě dosáhnou vrcholu a zapůsobí na bazální membránu. Vlny tvořené zvuky o vysokém kmitočtu zapůsobí na mebránu při základně hlemýždě a vlny zvuků o nízkém kmitočtu zapůsobí na membránu při vrcholu. A tak dospěl Békésy k závěru, že zvuk o určité frekvenci vytváří vlny, které ohýbají bazální membránu v určitém místě, působí tam reakci vláskových buněk a ty vysílají signály do mozku. Umístění vláskových buněk by odpovídalo frekvenci a množství vláskových buněk uvedených do pohybu by odpovídalo intenzitě.

      Toto vysvětlení platí pro jednoduché tóny. Zvuky objevující se v přírodě jsou však zřídkakdy jednoduché tóny. Žabí kvákání zní zcela odlišně od bubnování, i když mohou mít stejnou frekvenci. Je to proto, že každý zvuk je tvořen základním tónem a mnoha vyššími harmonickými tóny. Množství vyšších harmonických tónů a jejich síla dávají každému zvuku jeho charakteristické zabarvení. Tak tedy rozpoznáváme zvuky, které slyšíme.

      Bazální membrána dokáže odpovídat na všechny vyšší harmonické tóny zvuku současně. Zjišťuje množství a druh přítomných tónů a tak identifikuje zvuk. Matematikové nazývají tento proces Fourierova analýza, podle vynikajícího francouzského matematika 19. století Jean–Babtiste–Josepha Fouriera. Nicméně ucho využívá tohoto vyspělého matematického postupu, kterým analyzuje zvuky, jež slyšíme, a sděluje informace mozku.

      Dokonce i dnešní vědci si stále nejsou jisti, jaký druh signálů předává vnitřní ucho mozku. Výzkumy odhalují, že signály vysílané všemi vláskovými buňkami mají zhruba stejnou dobu trvání a sílu. Tak se vědci domnívají, že zprávu předávají mozku jednoduché signály samy, nikoli jejich obsah.

      Abychom pochopili význam toho všeho, připomeňme si dětskou hru zvanou „tichá pošta“, při níž šeptá jedno dítě druhému v řadě nějaké vyprávění. To, co slyší dítě na konci řady, se často vůbec nepodobá původnímu příběhu. Ale pokud se předává místo složitého vyprávění nějaká šifra, například číslo, s největší pravděpodobností to zkomoleno nebude. A podobně asi pracuje i vnitřní ucho.