2. Ухо и его лабиринт
Особенность человеческого уха состоит в том, что оно одновременно является и внешним, и внутренним органом, отсюда особая символика, ассоциирующаяся со звуком и делающая его связующим звеном между различными мирами (реальным, воображаемым) и различными уровнями (физическим, духовным).
2.1. Три этажа
«Ухо» как орган обычно подразделяется на три части: наружное, среднее и внутреннее.
2.1.1. Наружное ухо
Наружное ухо, образованное у человека двумя ушными раковинами и двумя слуховыми проходами, рассматривается и как механизм защиты (от чужеродных тел, которые могут в него попасть, а также от ветра и других природных явлений, которые могут помешать слышать), и как механизм резонанса. Ушная раковина направляет волны на барабанную перепонку, и ее форма благоприятствует отбору определенных частот, тех, что нужны нам для голосового общения. Двигать ушами, чтобы локализовать и выделить некоторые звуки, – привилегия, данная другим видам, но не нашему. Например – кошачьим и грызунам, у которых пространственное восприятие феноменов, оказывающихся для нас сверхвысокими (а значит, слишком направленными), имеет жизненно важное значение для того, чтобы обнаружить опасность или добычу.
Слуховой канал у взрослого человека в среднем бывает 7–8 мм в диаметре и от 2,5 до 3 см длиной. Его форма и характер позволяют отбирать частоты, находящиеся в зоне речи. Это также дает возможность приглушать звуки, способные помешать ее пониманию, прежде всего низкие частоты.
2.1.2. Среднее ухо
Средним ухом называют внутренний механизм, образованный барабанной полостью и тремя косточками, которые традиционно называются молоточком, наковальней и стременем и служат для преобразования воздушных вибраций в вибрации твердых структур, идущих до внутреннего уха, вход в которое называют овальным окном.
К барабанной перепонке, овальной эластичной мембране, примыкает первая из косточек – молоточек. Эти косточки, передающие вибрации барабанной перепонки во внутреннее ухо, способствуют усилению частот, расположенных в диапазоне 1000–4000 Гц. И снова предпочтение отдается определенным частотам. В этой части уха располагаются механизмы защиты от слишком громких звуков.
Здесь важную роль играют два мускула: tensor tympani, который высвобождает стремечко барабанной перепонки и, сокращаясь, усиливает ее натяжение, и tensor stapedi, который «натягивает стремечко перпендикулярно направлению его вибрации, что смягчает передачу <…>. Таким образом, сокращение мышц участвует одновременно в компрессии сильных сигналов <…> и в аккомодации к восприятию шума»>20. Речь идет не только о том, чтобы защитить внутреннее ухо от слишком громких шумов (при условии, что на это есть время), но также о том, что всякий раз, когда человек говорит, эти мышцы приводятся в действие в одной из многих петель обратной связи, которыми характеризуется аудиоголосовой цикл: «Сокращение стремечка также вызывается вокализацией, так что мышечная реакция предшествует голосовому сигналу. По-видимому, здесь действует механизм, ослабляющий воздействие звуков на ухо человека, который их издает»>21.
Существование этого механизма объясняет, почему можно адаптироваться к громким, но постоянным звукам, а также почему в некоторых случаях, когда человек сталкивается с резкими контрастами интенсивности, его слух, не успев подготовиться, может получить травму.
2.1.3. Внутреннее ухо
Наконец, есть часть, называемая внутренним ухом, в которой находятся как органы поддержания равновесия (эллиптический мешочек, преддверие и полукружные каналы), так и собственно органы слуха, в частности улитка, cochlée, названная так по греческому слову, потому что имеет спиралевидную форму, как у раковины реальной улитки. Здесь вибрации овального окошечка, в свою очередь, приводят в движение жидкость, а также органы, находящиеся внутри улитки, а именно волосковые клетки, числом около 3500, располагающиеся вдоль мембраны, называемой основной, и связанные с 30 000 нейронов. Основная мембрана, свернутая в улитку, часто сравнивается с миниатюрной клавиатурой, по которой распределены частоты.
Именно здесь производится (или не производится – в зависимости от того, какой теории следовать) спектральный анализ. Каждое нервное волокно улитки активируется избранной частотой, и сами волокна распределены характерным образом (теория тонотопии или тональной локализации).
2.2. Теории гармонического анализа
Издавна ученые задавались вопросом о том, где происходит анализ гармоник – на уровне улитки или ближе к центру, в мозгу.
Три теории сменили друг друга:
А) По теории резонанса, предложенной Гельмгольцем, анализ производится в улитке: «Каждое волокно слухового нерва возбуждается отдельной частотой, поэтому анализ происходит во внутреннем ухе, прежде чем поступает в мозг».
Б) Теория, которую называют телефонной теорией Резерфорда, «исходила из идеи о том, что любые волосковые клетки могут возбуждаться любыми частотами – и что слуховой нерв передает в мозг сообщение, которое по своей частоте и форме в точности воспроизводит звуковое колебание и потому работает как телефонная линия»
