Słyszenie to zdolność odbierania pewnego zakresu fal mechanicznych oraz ogół czynności związanych z analizą tych bodźców. Zakres fal odbieranych przez człowieka nazywamy dźwiękiem. Odbiór fal dźwiękowych (odczuwanie dźwięku) przez człowieka możliwe jest dzięki organowi słuchu. Ucho (ang. ear) przekształca je na drgania mechaniczne, a te na impulsy nerwowe, które nerwem słuchowym przekazywane są do mózgu.
Percepcja sygnałów dźwiękowych odbywa się także za pośrednictwem receptorów czuciowych, nazywanych mechanoreceptorami (dotyk, słuch równowaga), które rozsiane są po całym ciele. Do naszego organizmu w każdej chwili dociera ogromna ilość różnych informacji (109/s, z czego 1/3 jest odbierana przez ucho).
Słuch jest pierwszym zmysłem, który rozwija się w łonie matki i najwcześniej kończy się jego rozwój. Płód reaguje na bodźce dźwiękowe od 23 tyg. ciąży. Docierają do niego tylko tony średnie i niskie. Wraz z rozwojem zwiększa się zarówno zakres odbieranych częstotliwości jak i czułość słuchu. Przybywa komórek włoskowatych, a więc płód odbiera coraz delikatniejsze impulsy. Uszkodzenie słuchu może nastąpić już w okresie życia płodowego, a mniej odporny na bodźce dźwiękowe jest wcześniak.
Słuch jest ostatnim zmysłem, który przestaje działać, gdy tracimy świadomość i pierwszym, który przywraca nas do rzeczywistości. W czasie kiedy śpimy, odbiór bodźców przez pozostałe zmysły słabnie, a odbiór dźwięku staje się intensywniejszy.
Narząd słuchu i równowagi występuje jedynie u kręgowców. Najbardziej rozwinięty i złożony jest u ssaków. Ucho ludzkie odbiera dźwięki od 0-140 dB. Krańcowe natężenia mają się do siebie jak 1: 1 000 000 000 000. Funkcjonuje jak analizator częstotliwości. Rozkłada dźwięk na składowe i na podstawie ich właściwości opisuje, co słyszymy. Każde drganie sinusoidalne odwzorowuje się w naszej świadomości w skali logarytmicznej.
Mózg potrzebuje 10-15 ms, abyśmy mogli zorientować się, że dźwięk się pojawił i go ocenić (głośność, wysokość, barwa). Im niższa częstotliwość dźwięku tym więcej czasu (nawet 0,1 s.) potrzebujemy na analizę słyszanego zjawiska. Jeżeli dźwięk ma miękki atak, rozpoznanie wysokości jest możliwe dopiero po 3 ms. Badanie ucha zapoczątkował w 1841 r. A. Seebeck (1805-1849). Ucho środkowe opisał E. Chladni (1756-1824).
Słuch spełnia w naszym życiu wiele funkcji:
- służy do rozwoju mowy i porozumiewania się
- dostarcza sygnałów informacyjnych ważnych dla fizycznego bezpieczeństwa
- jest ciągłym źródłem informacji o rzeczach i zdarzeniach w otoczeniu
- pomaga w osiągnięciu i utrzymaniu sprawności fizycznej
- jest łącznikiem uczuciowym z otaczającym nas światem, przyczynia się do zachowania zdrowia psychicznego i poczucia bezpieczeństwa
- wpływa na kształtowanie osobowości, umożliwia przekazywanie nastrojów, daje zdolność głębszego przeżywania zdarzeń, wzbogaca świat uczuć
Ucho składa się z:
- ucha zewnętrznego
- ucha środkowego
- ucha wewnętrznego
- części ośrodkowej narządu słuchu (ośrodków słuchowych w mózgu)
Ucho zewnętrzne składa się z małżowiny usznej i zewnętrznego przewodu słuchowego zakończonego błoną bębenkową. Jest to jedyna widoczna część ucha. Małżowina uszna zbiera i kieruje fale dźwiękowe do przewodu słuchowego. U wielu gatunków zwierząt małżowiny są ruchome, co ułatwia precyzyjne ocenianie kierunku. Jest to prototyp głośnika tubowego. Przewód słuchowy to kanał o długości ok. 30 mm i szerokości 7 mm wypełniony powietrzem. Chroni błonę bębenkową przed uszkodzeniem mechanicznym. Zapewnia odpowiednią wilgotność i temperaturę powietrza tak, aby wewnątrz przewodu słuchowego warunki akustyczne były stałe. Fala dźwiękowa trafia do ucha za pośrednictwem przewodu słuchowego i powoduje, że błona bębenkowa drga. Przewód ma budowę piszczałki zamkniętej z jednej strony. Jest rezonatorem o częstotliwości własnej ok. 3,7 kHz. Jego rezonans powoduje wzmocnienie o 10 dB i jest zbieżny z częstotliwościami, które słyszymy najbardziej przenikliwie. Jest to zakres najbardziej istotny dla rozumienia mowy.
Ucho środkowe to przestrzeń o kubaturze ok. 2 cm³, wypełniona powietrzem przedostającym się do jamy gardła kanałem o długości ok. 35 mm nazywanym trąbką Eustachiusza. To połączenie umożliwia utrzymanie w uchu wewnętrznym takiego samego ciśnienia powietrza, jakie panuje na zewnątrz. Kiedy połykamy, żujemy czy ziewamy, powietrze przemieszcza się i dzięki temu może to ciśnienie wyrównać. Ucho środkowe ma wielkość ok. 1/8 ucha zewnętrznego. Z jednej strony przestrzeń ogranicza błona bębenkowa, z drugiej okienko owalne, stanowiące początek ucha wewnętrznego. W uchu środkowym znajdują się trzy, elastycznie powiązane, kostki – młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Są to najmniejsze kostki w naszym organizmie. Układ kostek działa jak dźwignia, co powoduje wzmocnienie siły działającej na okienko owalne ok. 1,3 razy w stosunku do siły, jaka działała na błonę bębenkową. Za ich pośrednictwem drgania membrany ulegają wzmocnieniu i przenoszą się przez okienko owalne na ciecz wypełniającą ucho wewnętrzne. Ponadto okienko owalne jest 17 razy mniejsze od błony bębenkowej, a więc następuje ponad 44-krotny wzrost ciśnienia akustycznego w stosunku do wartości wyjściowej.
Wzmocnienie dźwięku następuje też przez rezonans jamy bębenkowej. Ostatecznie dźwięk wzmacniany jest od 25-33 dB. W pewnych warunkach następuje usztywnienie łańcucha kostek, co tłumi tony niskie i średnie. Jest to reakcja obronna (refleks akustyczny) na dźwięki o dużym natężeniu. Czas zadziałania (latencji) mechanizmu to 150 ms, natomiast czas trwania (relaksacji) to 1,5 s. Wynika z tego, że dźwięk o charakterze impulsowym jest dla nas groźniejszy. Tłumienie pojawia się również, jeżeli w jamie bębenkowej następują zmiany ciśnienia. Stąd zatykanie uszu przy nagłej zmianie wysokości, na jakiej się znajdujemy.
Ucho wewnętrzne, błędnik, nazywane też bębenkiem, to najbardziej skomplikowana część ucha. Narząd słuchu stanowi struktura kostna, z racji podobieństwa do muszli zwana ślimakiem. Ślimak działa jak mechaniczny analizator dźwięku. Jest podzielony na trzy części, zwane schodami. Błona podstawna oddziela kanał dolny (schody bębenka) od środkowego zwanego przewodem ślimaka. Ten od kanału górnego (schodów przedsionka) oddzielony jest błoną przedsionkową. Wzdłuż kanału ślimaka znajdują się komórki czuciowe w formie, rzędami ułożonych, włosków. Narząd ten składa się z dwóch rodzajów komórek czuciowych. Jedne, ułożone są w pojedynczym wewnętrznym rzędzie; drugie, tworzą trzy rzędy zewnętrzne.
Poszczególne komórki wyspecjalizowane są w odbieraniu bodźców o różnych częstotliwościach. Wysokie częstotliwości odbierane są bliżej ślimaka. Szacuje się, że w każdym uchu mamy ok. 20 tys. komórek, a na każdej z nich jest ponad 100 włosków, nazywanych stereocilia. Tworzą one właściwy receptor słuchu – narząd Cortiego. Odkształcenie błony podstawowej rozchodzi się wzdłuż błony w postaci fali, przy czym maksimum odkształcenia powstaje w różnych miejscach, w zależności od częstotliwości drgań.
Włókna aferentne odbierają drgania membrany i przetwarzają je na impulsy nerwowe, które za pośrednictwem nerwu słuchowego (nerw VIII) są przekazywane do ośrodkowego układu nerwowego. W mózgu sygnały są odczytywane i interpretowane, jako dźwięk. Włókna eferentne, w przypadku zbyt silnych bodźców hamują działanie ślimaka, aby nie doszło do zniszczenia narządu Cortiego.
Ucho odpowiada za nasze poczucie równowagi. Trzy kanały półkoliste (łac. canaris semicircularis) zawierają płyn, który porusza się, gdy zmieniamy pozycję głowy. Płyn porusza włoski, na których końcach znajdują się maleńkie bryłki. Zmiana pozycji powoduje, że uciskają i zginają włosek, a dla mózgu jest to informacja, jak względem pionu ułożone jest nasze ciało. Zawroty głowy to często wynik uwięźnięcia bryłek pomiędzy włoskami i wysyłanie do mózgu nieprawdziwych informacji o naszej pozycji.
Budowa ucha to temat z fizjologii, natomiast odbieranie dźwięków i analizowanie tego odbioru to psychologia. Fale dźwiękowe uderzając w ucho, uruchamiają lawinę następujących po sobie wypadków w wyniku, których sygnał o istnieniu fal zostaje przesłany przez komórki nerwowe do mózgu i zinterpretowany. Budowa i istota działania ucha jest powszechnie znana, ale wciąż nie do końca wiemy, w jaki sposób dźwięki interpretujemy i rozpoznajemy.
Rozróżniamy słyszenie i słuchanie. Słyszenie to funkcja zależna od stanu narządu słuchu. Słuchanie jest procesem aktywnym. Można je określić, jako umiejętność świadomego odbierania bodźców dźwiękowych i czerpania z nich informacji. Dzięki narządom mowy i słuchu możliwa jest komunikacja werbalna.
Na słyszenie składa się:
- Odróżnianie ciszy od dźwięku
- Określanie kierunku i odległości, z jakiej dochodzi dźwięk,
- Rozróżnianie wysokości, głośności, barwy i czasu trwania dźwięku,
Słyszenie zależy od:
- Środowiska (prędkość rozchodzenia się dźwięku)
- Otoczenia (odbicia dźwięków)
- Źródła
- Natężenia
- Odległości
Dziedziny sztuki, które odbieramy dzięki słuchowi:
- Literatura, deklamacja, recytacja
- Muzyka
- Fonografia
- Radio
