How Does Your Brain Process Sound?

Как звучит ваш мозг процесс?

Nia Markovska
📖 Время чтения: 7 мин 37 сек

Вы идёте по многолюдной улице, гудят машины, из проезжающего мимо магазина доносится музыка, вокруг вас люди разговаривают по телефону или друг с другом. И вдруг кто-то зовёт вас по имени. Каким-то образом ваш мозг отфильтровывает всё остальное и концентрируется на этом знакомом голосе. Вы когда-нибудь задумывались: как наш мозг это делает?

Все это звучит как какая-то магия, но на самом деле это настоящая наука.

Слух — невероятный и одновременно очень сложный процесс, который начинается с крошечных волн давления в воздухе и заканчивается тем, что мозг осмысливает язык, тон, эмоции и, конечно же, все драгоценные воспоминания. И всё это происходит за секунду, невероятно, правда?

Давайте вместе проследим путь звука из внешнего мира в ваш разум. Узнайте, как вибрации обретают смысл, как ваш мозг решает, что слушать, и почему понимание звука — ключ к пониманию всего окружающего нас мира.

Путешествие начинается: звуковые волны и наружное ухо

Прежде чем ваш мозг сможет что-либо обработать, звук должен физически достичь вас. Всё начинается с вибраций воздуха, которые могут быть вызваны чьим-то разговором, звучанием гитарной струны или даже хлопком захлопнувшейся двери. Эти вибрации распространяются волнами, и это то, что мы называем звуком.

Наружное ухо, также известное как ушная раковина, действует как радарная тарелка. Его изогнутая форма предназначена для улавливания звуковых волн и их направления по слуховому проходу к барабанной перепонке. Ушная раковина улавливает звук и помогает определить его источник, поэтому животные, например, кошки, могут двигать ушами, чтобы точно определить местонахождение добычи.

Человек способен воспринимать широкий диапазон звуков: от глубокого гула частотой 20 Гц до пронзительного визга частотой 20 000 Гц. Это около 10 октав, что значительно шире обычной клавиатуры пианино. Низкие частоты воспринимаются скорее как вибрации (например, гром), а высокие — как резкие и детальные (например, щебетание птиц по утрам).

До сих пор мы имели дело только с движением воздуха. Настоящее волшебство начинается, когда эти волны достигают вашей барабанной перепонки.

loud boulevard in autumn

Среднее ухо: крошечные косточки с большой работой

Достигая барабанной перепонки (также называемой барабанной перепонкой), звуковые волны вызывают её вибрацию. Однако эти вибрации слишком слабы, чтобы быть полезными для внутреннего уха. Именно здесь вступает в дело среднее ухо. Это небольшая камера, заполненная воздухом, которая невероятно эффективно увеличивает громкость звука.

Три самые маленькие кости в теле человека:

  • Молоточек (молоточек) - прикреплен непосредственно к барабанной перепонке
  • Наковальня (наковальня) — соединяет молоточек со стремечком
  • Стремя (стремечко) — передает колебания во внутреннее ухо

Эти кости, вместе известные как слуховые косточки, работают как механический усилитель. Они воспринимают относительно низкоэнергетические колебания барабанной перепонки и усиливают их, преобразуя в более сильные волны давления. Это важно, поскольку следующий участок пути, то есть внутреннее ухо, заполнено жидкостью, а не воздухом, что удивительно, и звуковая энергия распространяется в жидкости совершенно иначе.

Усиление, обеспечиваемое слуховыми косточками, увеличивает звуковое давление более чем в 20 раз, прежде чем оно достигнет овального окна улитки, которая является важной частью в основах как работает наш слух. Без этого механизма вы бы потеряли почти 99% звуковой энергии при переходе из воздуха в жидкость.

Чтобы предотвратить повреждение от слишком громких звуков, например, на концертах, или резких, неожиданных звуков, таких как захлопывание двери, эта крошечная мышца, называемая стременной мышцей, может сокращаться и ограничивать движение стремечка.Этот рефлекс, называемый акустическим рефлексом, помогает защитить внутреннее ухо от внезапных скачков громкости.

Итак, хотя они всего лишь немного крупнее рисовых зёрен, эти кости жизненно важны. Повреждение или скованность (например, при отосклерозе) может нарушить способность ясно слышать, особенно на низких частотах.

ear and bones on top

Сила мозга: слуховой путь и звуковая карта

После того, как улитка преобразует звук в электрические сигналы, эти импульсы по слуховому нерву поступают в ствол мозга. Там они сортируются и очищаются, прежде чем попасть в слуховую кору. Это специализированная область в височной доле мозга, где и происходит восприятие. Мозг анализирует всё: от высоты звука до громкости, ритма и, что самое главное, местоположения.

Мозг использует мельчайшие различия во времени и интенсивности звука, достигающего каждого уха, чтобы определить, откуда он исходит. Например, если кто-то хлопает справа от вас, звук достигает правого уха на несколько микросекунд раньше левого. Мозг мгновенно регистрирует эту задержку и указывает направление звука.

Но вот в чём загвоздка! Точность восприятия вашего мозга сильно зависит от чистоты звука. В помещениях с большим количеством твёрдых отражающих поверхностей звук отражается. Это эхо часто мешает мозгу отличать исходный звук от его отражений. В результате снижается чёткость речи и сложнее сосредоточиться.

Вот где акустическая обработка Играет очень важную роль. Речь идёт не о том, чтобы искажать то, что вы слышите, а о том, чтобы помочь вашему мозгу лучше его усваивать. Звукопоглощающие материалы уменьшают ненужные отражения и дают мозгу более чёткий сигнал для работы. Вот почему обработанные среды, будь то офис, класс или даже домашняя студия, начинают казаться менее утомительными.

Get a free consultation DECIBEL button


Понимание речи и языка

До сих пор мы прослеживали путь звука из окружающего мира в мозг. Но распознать голос или услышать слово — это не то же самое, что понять его. Следующий шаг — преобразование звука в смысл, что требует одной из самых сложных операций, которые когда-либо выполнял ваш мозг.

Как ваш мозг интерпретирует язык

Достигнув слуховой коры, сигналы передаются в другие специализированные области мозга. Вот эти две области:

  • зона Вернике - помогает вам понимать устную речь
  • зона Брока - помогает вам воспроизводить речь и реагировать

У правшей эти две области расположены в левом полушарии. Они действуют как лингвистические декодеры, разбивая речь на распознаваемые единицы. Это слоги, слова и грамматические конструкции. Затем мозг преобразует их в смысл, основываясь на контексте, памяти и прошлом опыте.

Ваш мозг заполняет пробелы

Например, когда кто-то говорит «банк», ваш мозг мгновенно определяет это по тону и окружающим словам. Это происходит так быстро, что вы едва успеваете это заметить. Поэтому ваш мозг быстро понимает, что «банк» в данном контексте означает место с деньгами или берег реки. Фактически, ваш мозг обрабатывает произнесённые слова всего за… 250 миллисекунд, что даже быстрее, чем моргнуть глазом. Ух ты!

Кроме того, ваш мозг отлично справляется с заполнением пробелов. Если часть предложения тонет в фоновом шуме, он часто может восстановить пропущенные слова, основываясь на контексте. Но эта замечательная способность имеет свои пределы. В хаотичной или шумной обстановке понимание речи может быть затруднено, особенно для людей с потерей слуха или проблемами со слуховой обработкой.

brain solving a game

Фокус, фильтрация и память

Слух может казаться лёгким, но ваш мозг выполняет колоссальную работу за кулисами. Это особенно сложно в шумной обстановке. Речь идёт об обнаружении звука и принятии решения, что слушать, а что игнорировать. Эта ментальная фильтрация и сортировка называется слуховым вниманием.

Эффект коктейльной вечеринки

А теперь быстро представьте, что вы находитесь на шумной, весёлой вечеринке. Вокруг вас ведутся бесчисленные разговоры, громко играет музыка, а на заднем плане звенит посуда. Но каким-то образом вам удаётся сосредоточиться только на одном голосе, особенно если он произносит что-то важное, например, ваше имя. Это называется эффектом коктейльной вечеринки, и это один из самых удивительных трюков мозга.

Звук и память тесно связаны

Звуки проникают в ваши уши и сохраняются в вашей памяти. Именно поэтому прослушивание определённой песни может мгновенно воскресить в памяти какой-то момент много лет назад. Ваш мозг связывает звук с эмоциями и опытом, а то, что вы слышите, — с тем, что вы чувствовали тогда.

Когда мозгу приходится прилагать больше усилий для декодирования звуков, у него остаётся меньше возможностей для хранения и запоминания информации. В школах, офисах или домах с открытой планировкой это может незаметно снижать концентрацию и производительность, даже если никто этого не замечает.

Итак, хотя слух может показаться пассивным, на самом деле это совсем не так. Наш мозг, балансирующий в режиме реального времени, опирается на внимание, память и способность блокировать шум.

lady dancing at a party

Нарушения слуха и проблемы

Слуховая система очень чувствительна. Повреждение или нарушение работы любой её части – наружного, среднего, внутреннего уха или мозга – может привести к проблемам. Некоторые из них временные, но, к сожалению, другие – действительно постоянные. Давайте рассмотрим некоторые распространённые нарушения слуха:

Потеря слуха

Причиной этого могут быть возраст, воздействие шума, инфекции или генетическая предрасположенность. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 5% населения мира, а это около 430 миллионов человек, живут с инвалидизирующей потерей слуха.

Звон в ушах

Постоянный звон или шум в ушах. Это не болезнь, а симптом, часто связанный с нарушением слуха или стрессом.

Расстройство слуховой обработки (РАС)

Люди с APD слышат звуки, но им трудно их осмыслить, особенно в шумной обстановке.

Технологии могут помочь

Такие устройства, как слуховые аппараты и кохлеарные импланты, могут восстановить доступ к звуку, но не нормализуют слух. Именно поэтому так важны профилактические меры, такие как защита ушей от шумной обстановки и акустическая обработка помещений.

lady outside in a park with a hearing aid

Защита ушей — это защита мозга

Уши помогают мозгу обрабатывать информацию об окружающем мире. Повреждение слуха обычно необратимо. Именно поэтому защита слуховой системы критически важна не только для ушей, но и для вашего когнитивного благополучия.

Полезные привычки для здорового слуха

  • Контролируйте громкость: Если вам приходится повышать голос, чтобы вас услышали в наушниках, значит, он слишком громкий.
  • Дайте своим ушам отдохнуть: После воздействия громкого шума сделайте перерыв в тихих местах.
  • Используйте средства защиты органов слуха: На концертах, во время строительства или даже при стрижке газона. Беруши могут существенно помочь.
  • Относитесь к окружающей среде с заботой: Уменьшение ненужного эха и фонового шума помогает мозгу эффективнее обрабатывать звук и снижает когнитивную нагрузку.

Мы часто считаем слух пассивным чувством, но он тесно связан с памятью, обучением, вниманием и эмоциональным здоровьем. Защищая уши, вы также поддерживаете ясность ума и здоровье мозга в долгосрочной перспективе.

Get a free consultation DECIBEL button

От вибраций в воздухе до мыслей в вашем сознании — путешествие звука по-настоящему необыкновенно.

Будь то голос любимого человека, любимая песня или тишина, помогающая сосредоточиться, ваш мозг всегда слушает. Поэтому позаботьтесь о своём слухе. Дайте ему необходимую ясность.

Дополнительные материалы и ссылки
Вернуться к блогу

Недавние статьи

Посмотреть все
1 3
Посмотреть все