Тайны нашего мозга, или Почему умные люди делают глупости

Мы часто полагаем, что зрение — наш основной способ восприятия мира, но, возможно, слух не менее важен. По очевидным причинам глухота сильно затрудняет общение с другими людьми. Глухим людям пришлось создать свой собственный язык, для которого требуются глаза и руки вместо языка и ушей. Барьеры между глухими и слышащими людьми столь высоки, что возникла даже отдельная субкультура глухих. (Например, в фильме «Дети меньшего бога», в котором глухая женщина влюбляется в слышащего учителя из школы, где она работает. Возникает конфликтная ситуация, связанная с ее преданностью обществу глухих и угрожающая их отношениям.) То, каким образом вашему мозгу удается распознавать сложные звуки — например, речь, — до сих пор остается под покровом тайны, хотя ученые знают уже немало по поводу того, как мы определяем звуковые сигналы.

Что бы мы ни слушали — музыку, птичье пение или болтовню на вечеринке, — слушание начинается с ряда звуковых волн, которые мы называем просто звуком. Если бы мы могли увидеть волны, созданные чистым тоном (звуки флейты — отличный пример), их движение по воздуху, то они напоминали бы круги, возникающие от камня, брошенного в воду. Количество кругов (частота) определяет высоту тона: меньшее расстояние между волнами создает более высокий звук, большее — низкий, а от высоты волн зависит громкость звука. Речь, например, состоит из смеси многих звуков разной частоты и громкости.

Наружное ухо передает эти волны в специальный орган внутреннего уха — улитку (это название возникло благодаря его форме, напоминающей улитку, — см. рисунок). В улитке находятся различающие звуки клетки, расположенные рядами вдоль длинной, загнутой спиралью мембраны. Давление от звуковой волны перемещает жидкость в ухе и заставляет мембрану вибрировать по-разному, в зависимости от частоты звука. Эта вибрация активизирует сенсоры — волосовидные клетки. Из вершины каждой такой клетки торчит пучок тончайших волосков, напоминающих прическу панка. Движения этих волосков трансформирует сигнал из вибрационного в электрический, который может быть понят другими нейронами. Волосовидные клетки способны ощущать самые легкие движения и реагировать невероятно быстро (со скоростью более 20 000 импульсов в секунду).

Волосовидные клетки у основания улитки внутреннего уха могут ощущать самые высокие частоты. По мере продвижения по мембране к ее другому концу волосовидные клетки реагируют на все более и более низкие звуки. (Представьте себе последовательность звуков на пианино.) Подобная организация формирует схему частот звуков, которая поддерживается многими областями в мозге, отвечающими за звук.

Звуковая информация из обоих ушей переносится одновременно в нейроны ствола головного мозга. Доктора пользуются этим для установления причин потери слуха, выясняя, выражена ли она в обоих ушах или только в одном. Поскольку нейроны мозга получают информацию через оба уха, любое повреждение области мозга, отвечающей за процесс слуха, приводит к появлению глухоты в обоих ушах. Именно поэтому, если у человека проблемы со слухом только в одном ухе, то, скорее всего, повреждено само ухо или слуховой нерв. Глухота может быть вызвана и сторонним предметом, попавшим в ухо. Такие проблемы могут быть устранены с помощью слухового аппарата, усиливающего входящие в ухо звуки. Потеря слуха, вызванная повреждением волосовидных клеток, может быть устранена только с помощью имплантата улитки (см. Практический совет: улучшение слуха с помощью искусственного уха).

При слушании мозг решает две основные задачи: идентифицирует звук и определяет место источника звука в пространстве, чтобы вы смогли смотреть в этом направлении.

Ни одна из этих задач не является простой, и каждая выполняется отдельной областью мозга. Поэтому некоторые пациенты с поврежденным головным мозгом сталкиваются с трудностями в определении источника звука, но не с его интерпретацией, и наоборот.

Разница во времени достижения звуком нашего левого и правого уха, а также в его частоте помогает мозгу выяснить, откуда идет этот звук. Звук, раздающийся прямо перед вами (или прямо за вами), достигает одновременно обоих ушей. Звук, идущий справа, сначала попадет в правое ухо, и т. д. Точно так же звуки (по крайней мере высокие тона), идущие справа, звучат немного громче в правом ухе. Их громкость слегка ниже в левом ухе из-за того, что голова является препятствием на их пути. (Низкие звуки способны обходить голову сбоку и сверху.) Мы пользуемся разницей во времени восприятия звука, чтобы определиться с низкими звуками и звуками средней высоты, а для локализации высоких тонов служит разница в громкости.