• Το Αφτί Σας—Απαράμιλλο Μέσο Επικοινωνίας
    Ξύπνα!—1990 | Ιανουάριος 22

    • Εσωτερικό Αφτί—Εδώ Επιτελείται η Κύρια Λειτουργία του Αφτιού

      Από την ωοειδή θυρίδα, μπαίνουμε στο εσωτερικό αφτί. Οι τρεις δακτύλιοι, που είναι κάθετοι μεταξύ τους και ονομάζονται ημικύκλιοι σωλήνες, μας καθιστούν ικανούς να κρατάμε την ισορροπία μας και να συντονίζουμε τις κινήσεις μας. Εντούτοις στην πραγματικότητα, η λειτουργία του αφτιού αρχίζει στον κοχλία.

      Ο κοχλίας (που σημαίνει σαλίγκαρος) είναι στην ουσία μια δεσμίδα από τρεις αγωγούς, ή σωλήνες, γεμάτους υγρό, οι οποίοι σχηματίζουν σπείρα, σαν το κέλυφος του σαλίγκαρου. Δυο από τους αγωγούς ενώνονται στην κορυφή της σπείρας. Όταν η ωοειδής θυρίδα—στη βάση της σπείρας—τίθεται σε κίνηση από τον αναβολέα, κινείται μέσα-έξω σαν έμβολο, δημιουργώντας κύματα υδραυλικής πίεσης στο υγρό. Καθώς αυτά τα κύματα ταξιδεύουν από και προς την κορυφή, κάνουν τα τοιχώματα που χωρίζουν τους αγωγούς να κινούνται κυματιστά.

      Κατά μήκος ενός απ’ αυτά τα τοιχώματα, που είναι γνωστό ως βασικός υμένας, βρίσκεται το εξαιρετικά ευαίσθητο όργανο του Κόρτι, το οποίο πήρε το όνομά του από τον Αλφόνσο Κόρτι που ανακάλυψε αυτό το πραγματικό κέντρο της ακοής το 1851. Το βασικό του τμήμα αποτελείται από σειρές αισθητήριων τριχοκυττάρων, το σύνολο των οποίων φτάνει ή ξεπερνάει τα 15.000. Απ’ αυτά τα τριχοκύτταρα, ξεκινούν χιλιάδες νευρικές ίνες που μεταφέρουν πληροφορίες σχετικά με τη συχνότητα, την ένταση και τη χροιά του ήχου στον εγκέφαλο, όπου λαβαίνει χώρα η αίσθηση της ακοής.

      Το Μυστήριο Λύνεται

      Ο τρόπος με τον οποίο το όργανο του Κόρτι μεταβιβάζει αυτές τις περίπλοκες πληροφορίες στον εγκέφαλο παρέμεινε μυστήριο επί πολύ καιρό. Κάτι που γνώριζαν οι επιστήμονες ήταν το γεγονός ότι ο εγκέφαλος δεν ανταποκρίνεται σε μηχανικές ταλαντώσεις, παρά μόνο σε ηλεκτροχημικές μεταβολές. Το όργανο του Κόρτι πρέπει, με κάποιον τρόπο, να μετατρέπει την κυματοειδή κίνηση του βασικού υμένα σε ανάλογες ηλεκτρικές διεγέρσεις και να τις στέλνει στον εγκέφαλο.

      Ο Ούγγρος επιστήμονας Γκέοργκ φον Μπέκεσι χρειάστηκε περίπου 25 χρόνια για να λύσει το μυστήριο αυτού του μικροσκοπικού οργάνου. Κάτι που ανακάλυψε αυτός ήταν ότι, καθώς τα κύματα υδραυλικής πίεσης ταξιδεύουν κατά μήκος των αγωγών μέσα στον κοχλία, φτάνουν στο μεγαλύτερο εύρος τους σ’ ένα ορισμένο σημείο της διαδρομής και πιέζουν το βασικό υμένα. Τα κύματα που δημιουργούνται από ήχους υψηλής συχνότητας πιέζουν τον υμένα κοντά στη βάση του κοχλία, και τα κύματα που δημιουργούνται από ήχους χαμηλής συχνότητας πιέζουν τον υμένα κοντά στην κορυφή του κοχλία. Έτσι, ο Μπέκεσι κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο ήχος μιας συγκεκριμένης συχνότητας παράγει κύματα που κάμπτουν το βασικό υμένα σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο, κάνοντας τα τριχοκύτταρα αυτού του σημείου να αντιδρούν και να στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο. Το μέρος στο οποίο βρίσκονται τα τριχοκύτταρα πρέπει να αντιστοιχεί στη συχνότητα, και ο αριθμός των τριχοκυττάρων που διεγείρονται πρέπει να αντιστοιχεί στην ένταση.

      Αυτή η εξήγηση είναι σωστή σ’ ό,τι αφορά τους απλούς ήχους. Αλλά οι ήχοι της φύσης σπάνια είναι απλοί. Το κόασμα του βάτραχου ακούγεται πολύ διαφορετικά από τον ήχο του τύμπανου, μολονότι μπορεί και οι δυο ήχοι να είναι της ίδιας συχνότητας. Αυτό συμβαίνει επειδή ο κάθε σύνθετος ήχος αποτελείται από ένα θεμελιώδη ήχο και από πολλούς αρμονικούς ήχους. Ο αριθμός των αρμονικών ήχων και η σχετική τους ένταση δίνουν σε κάθε σύνθετο ήχο την ξεχωριστή του χροιά, ή χαρακτήρα. Μ’ αυτόν τον τρόπο αναγνωρίζουμε τους ήχους που ακούμε.

      Ο βασικός υμένας μπορεί να ανταποκριθεί σε όλους τους αρμονικούς ήχους ενός σύνθετου ήχου ταυτόχρονα· μπορεί επίσης να καθορίσει πόσοι και ποιοι αρμονικοί ήχοι υπάρχουν, προσδιορίζοντας έτσι το σύνθετο ήχο. Οι μαθηματικοί αποκαλούν αυτή τη διαδικασία ανάλυση Φουριέ, από το όνομα του λαμπρού Γάλλου μαθηματικού Ζαν Μπαπτίστ Ζοζέφ Φουριέ, που έζησε το 19ο αιώνα. Εντούτοις, το αφτί χρησιμοποιεί ανέκαθεν αυτή την προηγμένη μαθηματική μέθοδο, προκειμένου να αναλύει τους ήχους που ακούει και να μεταβιβάζει τις πληροφορίες στον εγκέφαλο.

      Ακόμη και τώρα, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην είναι απόλυτα σίγουροι σχετικά με το τι είδους σήματα στέλνει το εσωτερικό αφτί στον εγκέφαλο. Οι έρευνες αποκαλύπτουν ότι τα σήματα που στέλνουν όλα τα τριχοκύτταρα είναι περίπου της ίδιας διάρκειας και έντασης. Γι’ αυτό, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι δεν είναι το περιεχόμενο των σημάτων, αλλά αυτά καθαυτά τα απλά σήματα που μεταφέρουν το μήνυμα στον εγκέφαλο.

      Για να καταλάβετε τι σημαίνει αυτό, θυμηθείτε ένα παιδικό παιχνίδι, σύμφωνα με το οποίο τα παιδιά μπαίνουν στη σειρά και το καθένα, από το πρώτο μέχρι το τελευταίο, λέει στο επόμενο την ίδια ιστορία. Συνήθως, αυτό που ακούει το τελευταίο παιδί δεν έχει καμιά σχέση με την αρχική ιστορία. Αν τα παιδιά, αντί για περίπλοκη ιστορία, πουν έναν κώδικα, όπως έναν αριθμό, υπάρχει μικρότερη πιθανότητα διαστρέβλωσης. Και προφανώς, αυτό ακριβώς κάνει το εσωτερικό αφτί.