Hörsel

Hörsel, ett av kroppens sinnen, vars uppgift är att uppfatta ljud. Hörsel studeras inom audiologi och psykoakustik, det förra ämnet behandlar främst de fysiologiska sidorna medan det senare ämnet behandlar de psykologiska sidorna och hörselupplevelsen.

Så fungerar hörseln
Ljudvågor fångas upp av ytterörat (öronmusslan) och den yttre hörselgången och leds in mot trumhinnan, som sätts i vibration. Rörelsen överförs med hjälp av de tre hörselbenen hammaren, städet och stigbygeln till det ovala fönstret, som sitter i ena ändan på hörselsnäckan. Hörselsnäckan består av en snäckformad tunnel, delad i två kanaler (scala vestibuli och scala tympani) av ett par membran, basilarmembranet på vilket sinneshåren (de Cortiska organen) sitter och vestibularmembranet. Hörselsnäckan avslutas med runda fönstret, som liksom ovala förnstret är ett elastiskt membran. När vätskan i hörselsnäckan via ovala fönstret sätts i svängning uppstår vågmönster i vätskan som deformerar basilarmembranet. Deformationen, som ger information om den inkommande signalens frekvens och amplitud, registreras av de Cortiska organen och signalen skickar vidare till hörselcentrum i hjärnan via hörselnerven.

Därifrån finns två teorier om hur vi tolkar ljudet: platsteorin som anger att vågdeformationens placering på basilarmembranet är huvudnyckel till vår tolkning av frekvens, och periodicitetsteorin som anger att relativ tonhöjd analyseras i hjärnan med ledning av periodiciteten hos de nervimpulser som skickas från de Cortiska organen. Ingen av teorierna kan ensam förklara alla hörselns enastående egenskaper och på senare tid lutar vetenskapen åt att de ska kombineras – periodicitetsanalys vid lägre frekvenser, samverkan i mellanregistret och platsanalys vid höga frekvenser.

Hörtröskel och smärtgräns
Genom örats mekaniska konstruktion – resonanser i hörselgången, ”utväxling" via hörselbenen och storleksskillnad mellan trumhinnan och ovala fönstret – är känsligheten för ljud olika vid olika frekvenser. Känsligast är örat mellan 3000 och 4000 Hz. Hörtröskeln (nedre gränsen för hörbarhet) ligger här vid ett ljudtryck på ca 0,00002 N/m2. Vid låga frekvenser krävs åtskilligt högre ljudtryck för att vi skall uppmärksamma dem.

Örat har av praktisk-historiska skäl ett enormt amplitudomfång där smärtgränsen nås vid ca en biljon gånger högre ljudtryck (stenåldersmänniskan skulle kunna uppfatta det svaga prasslet av en orm i gräset men tåla knallen av ett nära blixtnedslag utan skador på hörseln).

För att få mera hanterliga värden anger man därför istället ljudtrycknivåer i dB (decibel) som är ett logaritmiskt mått på skillnaden mellan valda nivåer. Hörtröskeln har satts som referens till 0 dB och smärtgränsen till 120 dB.

Frekvensomfång
Som unga kan vi uppfatta ljud mellan 20 och 20 000 Hz, men redan i 20-årsåldern börjar känsligheten för höga frekvenser minska. Försämringen har traditionellt varit tydligare för män än för kvinnor.

I 60-årsåldern brukar man kunna uppfatta toner mellan 20-10 000 Hz. För den oinsatte kan det tyckas som om halva registret är borta men så illa är det inte. Tonskalan är logaritmisk så att en fördubbling av frekvensen representerar en oktav – det är alltså lika många toner mellan 20 och 40 Hz som mellan 10000 och 20000Hz. Följaktligen är bara en oktav av tio borta. Dessutom har akustiska musikinstrument inga grundtoner över 4400 Hz, däröver finns bara övertoner.