Øret — den store kommunikationscentral

HVIS der er noget du ikke ønsker at se på, kan du lukke øjnene. Hvis der er noget du ikke ønsker at lugte til, kan du holde vejret. Men du kan ikke lukke ørerne hvis der er noget du ikke ønsker at høre. Talemåden „at vende det døve øre til“ er kun en metafor. Ligesom hjertet, arbejder hørelsen også mens man sover.

Hørelsen er altså i virksomhed hele tiden for at holde os i kontakt med omverdenen. Ørerne opfanger med stor præcision de mange lyde og sender dem videre til hjernen, der udvælger, analyserer og dechifrerer informationerne. På et begrænset område af 16 kubikcentimeter udnytter vore ører principper inden for både akustikken, mekanikken, hydraulikken, elektronikken og den højere matematik. Hvis vores hørelse ikke er svækket, vil ørerne blandt andet kunne udrette følgende bedrifter.

◻ Øret kan registrere lyde lige fra den svageste hvisken til drønet fra et jetfly der starter, hvilket svarer til en forskel i lydstyrken på 1 til 10.000.000.000.000 eller 130 decibel.

◻ Ved hjælp af ørerne kan vi udvælge og koncentrere os om en bestemt samtale som foregår i den modsatte side af et lokale der er fyldt med mennesker, eller opdage hvis blot en enkelt musiker i et orkester på hundrede spiller en falsk tone på sit instrument.

◻ Med ørerne er vi i stand til at opfatte en retningsændring på kun to grader til en lydkilde. Dette sker ved en måling af forskellen i lydens modtagelsestidspunkt og intensitet ved de to ører. Tidsforskellen kan være så lille som ti milliontedele af et sekund, men ørerne kan registrere dette og overføre oplysningen til hjernen.

◻ Ved hjælp af ørerne kan vi skelne og genkende omkring 400.000 forskellige lyde. Nogle mekanismer i hørelsen analyserer automatisk lydbølgerne og sammenligner dem med de lydindtryk der allerede findes oplagret i vores hukommelse. Det er derfor vi kan skelne om en tone kommer fra en violin eller en fløjte, eller hvem vi taler med i telefonen.

Det „øre“ vi ser på siden af hovedet er i virkeligheden kun en del af øret. De fleste af os kan formentlig stadig huske fra skoletiden at øret består af tre dele: det ydre øre, mellemøret og det indre øre. Det ydre øre består af det velkendte „øre“, øremuslingen, af skind og brusk, og af øregangen der fører ind til trommehinden. I mellemøret danner de tre mindste knogler i menneskelegemet — hammeren, ambolten og stigbøjlen — en bro der forbinder trommehinden med det ovale vindue, indgangsporten til det indre øre. Det indre øre består af to dele med et særpræget udseende, nemlig en samling af tre halvcirkelformede rør kaldet buegangene og den såkaldte snegl.

Det ydre øre — den afstemte modtager

Det udvendige øre tjener tydeligvis til at indfange lydbølger i luften og lede dem videre til ørets indre dele. Men det har flere funktioner end den.

Har du nogen sinde spekuleret på om øremuslingens krøllede form tjener en særlig hensigt? Forskere har fundet ud af at fordybningen i midten af øremuslingen, sammen med øregangen, er formet sådan at de forstærker lydene, eller giver resonans, inden for et bestemt frekvensområde. Hvordan har vi gavn af det? Det viser sig at hovedparten af de vigtige lydlige kendetegn ved et menneskes stemme befinder sig inden for netop dette område.a Mens disse lyde forplanter sig gennem det udvendige øre og øregangen, bliver de forstærket til omkring to gange den oprindelige styrke. Dette er et sandt akustisk mesterværk!

Det ydre øre spiller også en vigtig rolle i forbindelse med vores evne til at lokalisere lydkildens placering. Som nævnt kan man bestemme om en lyd kommer fra venstre eller højre side af hovedet ved hjælp af forskellen i intensitet og modtagelsestidspunkt mellem de to ører. Men hvad med lyde der kommer bagfra? Også her spiller ørets udformning en rolle. Øremuslingens kant er formet så den påvirker de lyde der kommer bagfra, sådan at lyde med svingningstal eller frekvenser på mellem 3000 og 6000 Hz forsvinder. Dette ændrer lydbilledet, og hjernen fortolker det sådan at lyden kommer bagfra. Lyde der kommer oppefra bliver også ændret, men i et andet frekvensområde.

Mellemøret — et mekanisk vidunder

Mellemørets funktion er at omdanne en lydbølges svingning til mekaniske vibrationer og sende dem videre til det indre øre. Dette kammer, der er på størrelse med en ært, er i sandhed et mekanisk vidunder.

I modsætning til den opfattelse at kraftige lyde får trommehinden til at vibrere voldsomt, forårsager lydbølgerne i virkeligheden kun mikroskopiske bevægelser. Disse små bevægelser ville knap nok kunne få det væskefyldte indre øre til at reagere. Måden denne forhindring overvindes på er endnu et eksempel på hvor sindrigt øret er udtænkt.

Forbindelsen mellem de tre små knogler i mellemøret er ikke alene følsom men også særdeles effektiv. Idet knoglerne virker efter løftestangsprincippet forstærker de den påvirkning de modtager, med omkring 30 procent. Endvidere er trommehindens overflade omkring 20 gange større end stigbøjlens fodstykke, der er fæstnet til det ovale vindue. Dette bevirker at trykket på trommehinden bliver koncentreret på et meget lille område ved det ovale vindue. Disse to faktorer i fællesskab er med til at forøge trykket på det ovale vindue med 25 til 30 gange i forhold til det tryk der øves på trommehinden, hvilket lige netop er nok til at få væsken i sneglen til at bevæge sig.

Har du lagt mærke til at en forkølelse somme tider påvirker din hørelse? Grunden er at trommehinden kun kan fungere rigtigt når lufttrykket er lige stort på begge sider af den. Normalt udlignes trykket ved hjælp af en lille ventil, som kaldes det eustakiske rør, der forbinder mellemøret med næsesvælgets bagvæg. Dette rør åbner hver gang vi synker, og letter et eventuelt overtryk i mellemøret.

Det indre øre — den travleste del af øret

Fra det ovale vindue kommer man til det indre øre. De tre indbyrdes vinkelrette buer der kaldes buegangene, sætter os i stand til at holde balancen og bevare koordinationsevnen. Det er imidlertid i sneglen at selve hørelsen begynder.

Sneglen er i virkeligheden en samling på tre væskefyldte gange eller kanaler som er rullet op i en spiral, ligesom et sneglehus. To af gangene er forbundet ved spiralens top. Når det ovale vindue, i bunden af spiralen, bliver sat i bevægelse af stigbøjlen, bevæger det sig ind og ud ligesom et stempel, hvorved der skabes hydrauliske trykbølger i væsken. Når disse bølger bevæger sig til og fra toppen, får de væggene der adskiller gangene til at vibrere.

Langs med en af disse vægge, der kaldes basalmembranen, sidder det meget følsomme cortiske organ, der er opkaldt efter Alfonso Corti som i 1851 opdagede at dette var høresansens kommunikationscentral. Selve sanseapparatet består af rækker af følsomme hårceller, omkring 15.000 eller flere. Fra disse hårceller fører tusinder af nervefibre oplysninger om lydens frekvens, intensitet og klange til hørecentrene i hjernen.

Mysteriet opklares

Det forblev længe et mysterium hvordan det cortiske organ viderebringer disse komplicerede oplysninger til hjernen. Én ting var forskerne dog klar over, nemlig at hjernen ikke reagerer på mekaniske vibrationer men kun på elektrokemiske impulser. Det cortiske organ måtte på en eller anden måde omdanne basalmembranens vibrerende bevægelser til elektriske impulser og sende disse videre til hjernen.

Det tog den ungarske forsker Georg von Békésy omkring 25 år at opklare mysteriet omkring dette lille organ. En af de opdagelser han gjorde var at de hydrauliske trykbølger, mens de bevæger sig gennem gangene i sneglen, et eller andet sted på vejen når et maksimum hvor de påvirker basalmembranen. De bølger der frembringes af højfrekvente lyde påvirker membranen nede ved sneglens bund, og bølger fra lavfrekvente lyde påvirker membranen nær sneglens top. Békésy konkluderede derfor at lydbølger med en given frekvens forårsager hydrauliske trykbølger som får basalmembranen til at vibrere på et bestemt sted, således at hårcellerne på dette sted reagerer og sender signaler til hjernen. Hårcellernes placering skulle svare til frekvensen, og antallet af hårceller som bliver påvirket skulle svare til styrken.

Denne forklaring gælder imidlertid kun ved rene toner. De lyde der forekommer i naturen er dog sjældent rene. En oksefrøs kvæk lyder helt anderledes end et trommeslag, selv om de kan have samme frekvens. Det skyldes at enhver lyd består af en grundtone og en række overtoner. Antallet af overtoner og deres relative styrke giver hver lyd sin bestemte klang eller karakter. Derfor er vi i stand til at skelne mellem de lyde vi hører.

Basalmembranen kan samtidig registrere alle overtonerne og oplyse hvor mange og hvilke overtoner der er til stede. Ud fra dette er det så muligt at bestemme lyden. Matematikere kalder denne proces for Fourier-analysen, efter den dygtige franske matematiker Jean-Baptiste-Joseph Fourier der levede i det 19. århundrede. Øret har dog hele tiden benyttet sig af denne matematiske metode til at analysere lyde for at kunne sende oplysningerne videre til hjernen.

Forskerne er stadig ikke sikre på hvilken form de signaler antager som det indre øre sender til hjernen. Undersøgelser har imidlertid afsløret at alle hårcellerne udsender signaler af omtrent samme varighed og styrke. Forskerne mener derfor at det ikke er analoge signaler men at hvert enkelt signal overfører et samlet budskab til hjernen som en kode.

For bedre at forstå dette princip, kunne man tænke på børnelegen hvor man skal gengive en historie fra den ene til den anden ned gennem en hel række. Den historie som det sidste barn i rækken hører, har ofte ingen lighed med det der oprindelig blev fortalt. Hvis man i stedet for en kompliceret historie blot videregav en kode, som for eksempel et tal, ville den formentlig ikke blive forvrænget. Dette er tilsyneladende hvad det indre øre gør.

En teknik der bruges i moderne, avancerede kommunikationssystemer, kaldet impulskode-modulation, virker interessant nok efter samme princip. I stedet for at sende hver enkelt lille detalje i en information, sender man en kode som dækker det hele. Det var dette princip man benyttede da man transmitterede billeder af Mars tilbage til Jorden, som binære tal eller bits. Ligeledes kan man omdanne lyd til binære talkoder når man skal optage eller afspille. Men husk, øret havde det først!

Et af Skaberens mesterværker

Den menneskelige hørelse er måske ikke den skarpeste eller den mest følsomme der findes, men den opfylder glimrende et af vore største behov, nemlig behovet for at kunne kommunikere. Ørerne er udformet til i særlig grad at opfange de karakteristiske indtryk ved den menneskelige tale. Spædbørn har behov for at høre deres moders stemme for at vokse som de skal. I opvæksten har børn desuden behov for at høre andre menneskers stemmer for at kunne udvikle deres talefærdighed. Ved hjælp af ørerne kan de skelne hvert enkelt sprogs nuancer i tonefald så nøjagtigt at de er i stand til at tale det pågældende sprog, som kun en indfødt kan gøre det.

Alt dette er ikke et resultat af blind udvikling. Tværtimod kan vi takke vor kærlige Skaber, Jehova, for det fantastiske lytteorgan. (Ordsprogene 20:12) Vore ører er i sandhed et af Skaberens mesterværker og et udtryk for hans kærlighed og visdom. De hjælper os til at kommunikere med vore medmennesker. Men lad os frem for alt bruge dem til at lytte til visdommen fra Guds ord så vi kan tage ved lære af vor himmelske Fader, Jehova Gud.

[Fodnote]

[Diagram på side 19]

(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)

DET YDRE ØRE

Øremuslingen

Øregangen

Trommehinden

MELLEMØRET

Hammeren

Ambolten

Stigbøjlen

Det eustakiske rør

DET INDRE ØRE

Buegangene

Det ovale vindue

Sneglen

[Diagram på side 20]

(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)

SNEGLEN

Øvre sneglegang

Mellemste sneglegang

Nedre sneglegang