Menu
Forfattere
Mennesker og mange andre dyr kan høre en bred vifte af lyde. Vi kan høre dybe og høje toner og både stille og høje lyde. Vi er også meget gode til at skelne mellem lyde, der ligner hinanden, som talelydene “argh” og “ah”, og til at skelne mellem lyde, der er blandet sammen, som når et orkester spiller. Men hvordan er menneskets høreevne sammenlignet med andre dyrs? I denne artikel opdager vi, hvordan det indre øre bestemmer høreevnen. Mange andre pattedyr kan høre meget høje toner, som vi ikke kan, og nogle kan høre stille lyde, som vi ikke kan. Men mennesker er måske bedre end nogen anden art til at skelne mellem lignende lyde. Det ved vi, fordi der millisekunder efter, at lydene omkring os går ind i vores ører, kommer andre lyde ud: lyde, som faktisk produceres af de samme ører!
Vores ører giver os mulighed for at kommunikere med hinanden og udforske verden omkring os. De gør os i stand til at forstå tale, høre musik og beskytte os selv. De hjælper andre dyr med at jage, spise og undgå at blive spist. Det meste af arbejdet med hørelsen foregår inde i hovedet, i det indre øre, som indeholder de mest komplicerede og hurtigt bevægelige dele i kroppen. Lyd bevæger sig gennem luften som vibrationer og opfanges af den del af øret, vi kan se – det ydre øre. Vibrationerne bevæger sig derefter ned gennem øregangen, gennem mellemøret og ind i det indre øre. Her omdannes vibrationerne til elektriske signaler, der bevæger sig langs nerver til hjernen. Hjernen finder så ud af, hvad der laver lyden, hvor lyden kommer fra, og om vi skal gøre noget ved det. At høre disse vibrationer fortæller os, at noget derude laver en lyd, men det fortæller os også en masse om lyden: Er det en voksen, der spørger os, om vi har lavet vores lektier, eller en ven, der spørger, om vi vil have en småkage? De fleste dyr kan høre nogle lyde, som mennesker ikke kan høre, men det viser sig, at menneskets hørelse er bemærkelsesværdig på en anden måde.
De lyde, der bevæger sig som vibrationer til det indre øre, varierer meget – det er derfor, de lyder forskelligt! En vigtig måde, vibrationerne varierer på, er, hvor hurtigt luften vibrerer (figur 1A). Forestil dig et klaverklaviatur (figur 1B). Tonerne på venstre side af klaviaturet får strengene inde i klaveret (og dermed luften omkring dem) til at vibrere langsomt. For os lyder disse toner “dybe”. Tonerne i højre side af klaviaturet producerer hurtige vibrationer og lyder “høje” for os. Vi kalder hastigheden af disse vibrationer for frekvens af lyden. Vi måler frekvens i Hertz (forkortet Hz), som er antallet af vibrationer pr. sekund. Vi er bemærkelsesværdigt følsomme over for frekvensen af vibrationer, og vi opfatter forskellige frekvenser som forskellige musikalske toner eller “tonehøjder”. Hvordan gør vi det?
Utroligt nok sorterer vores ører lyde fra lavt til højt, ligesom et klaverklaviatur! Denne vigtige opdagelse blev gjort for næsten 100 år siden af den ungarske videnskabsmand Georg von Bekesy. Den indbragte ham Nobelprisen i 1961. Det indre øre, eller cochlea er et spiralformet rør, formet som et sneglehus. Langs spiralen er et lydfrekvenskort, som et klaverklaviatur. Figur 1C viser, hvordan cochlear-spiralen ville se ud, hvis den blev trukket lige.
Selvfølgelig er cochleas opgave at registrere lyde, ikke at lave lyde som et klaver. I stedet for klaverstrenge, der laver lyde af forskellige frekvenser, har sneglen steder langs sin spiral, der registrerer vibrationer af specifikke frekvenser. Hvert sted er mest følsomt over for en bestemt frekvens og er forbundet med specifikke nervefibre, der sender signaler til hjernen. Hjernen udregner så frekvenserne af de lyde, vi hører, ved at bestemme, hvilket sæt nerver der sender signalet.
Sneglen sender en konstant strøm af elektriske signaler til hjernen, som fortæller os om frekvenserne af lyde i luften, som de ændrer sig over tid. Lyden fra et orkester, eller fra menneskelig tale, er en kompleks kombination af vibrationer – masser af frekvenser på én gang! På en eller anden måde får vi mening ud af disse komplekse lyde det meste af tiden.
At sammenligne os med andre dyr kan hjælpe os til bedre at forstå, hvordan hørelsen fungerer. Der er et par måder at måle, hvor “god” vores hørelse er. En måde er at se på, hvor mange lave og høje lyde vi kan høre. Selvom mennesker ikke kan høre alle frekvenser, kan vi høre lyde, der er både højere og lavere i frekvens end tonerne på klaveret. Faktisk ville et keyboard, der dækker hele det frekvensområde, som et ungt menneskeøre kan høre (fra 20 til 20.000 Hz, eller ca. 10 oktaver), kræve ca. 120 tangenter i stedet for de 88, der findes på et flygel (32 mere – du ville få brug for lange arme!). Men nogle dyr kan høre meget højere frekvenser, end mennesker kan. Katte og hunde kan høre dobbelt så høje frekvenser som mennesker (ca. 40.000 Hz). Mus hører i ultralydsområdet (op til ca. 80.000 Hz), men kan ikke rigtig høre frekvenser under 1.000 Hz, som er de frekvenser, der er vigtige for menneskelig tale og musik (se tilbage på figur 1 for at se, hvor meget af klaverets klaviatur det er).
Vi kan også se på, hvor følsom vores hørelse er. Det er et mål for, hvor godt vi kan høre meget stille lyde. Mennesker og andre dyr er bedst til at høre stille lyde i midten af deres område, ikke i den øvre eller nedre ende. Vi kan bruge en graf, der kaldes et audiogram, for at illustrere, for hver frekvens, hvor intens en lyd skal være for at kunne høres (figur 2A). Intensiteten af en lyd måles i decibel, hvor nul er omtrent den svageste lyd, vi kan høre, og 100 kan være ubehageligt højt. Audiogrammerne viser store forskelle i de frekvenser, som forskellige dyr kan høre, men de viser også, at de fleste dyr er lige følsomme over for de svageste lyde. Så med hensyn til deres følsomhed over for stille lyde og frekvensområdet for deres hørelse er mennesker meget almindelige: Andre dyr kan høre højere frekvenser, end vi kan, lavere frekvenser, end vi kan, eller mere stille lyde, end vi kan.
Som du måske forventer, er hørelsen forbundet med et dyrs størrelse, dets miljø og dets kommunikationsbehov. Menneskets hørelse er mest følsom over for de frekvenser, der findes i menneskelig tale. Mus er små og producerer høje, pibende lyde, som vi (heldigvis) ikke kan høre. Ikke alene kan vi ikke høre, hvad musene siger, men musene kan heller ikke høre ret meget af det, vi siger.
At kunne opfange lyde fortæller os, at der er noget derude, men vi er nødt til at vide mere. Er det en bus, der kan køre dig over, eller en ven, der beder dig om at lege? Forestil dig, at din ven taler med fjernsynet tændt i baggrunden. Kan du adskille de ord, der kommer fra fjernsynet, fra de ord, din ven taler? Hvor selektiv din hørelse er over for lyde med samme frekvens, påvirker, hvor let eller svært det er at skelne lyde fra hinanden. Dette frekvensselektivitet påvirker også, hvor godt du kan skelne mellem forskellige lyde, f.eks. ordene “go” og “slow”.
Indtil for nylig troede forskerne, at alle pattedyr havde samme frekvensselektivitet. Nu ser det ud til, at menneskets hørelse har bedre frekvensselektivitet end hørelsen hos de fleste andre arter. Mennesket har muligvis verdensrekorden i denne henseende [2]! Figur 2B viser computersimuleringer af, hvordan forskere mener, at mønsteret af nerveaktivitet varierer mellem mennesker og små pattedyr, når de lytter til vokallyden “ee” (som i anden stavelse af “cookie”). Det menneskelige øre er selektivt nok til at afsløre vigtige detaljer i lyden, som viser sig som små variationer i nervefibrenes aktivitet. Jo mere frekvensselektiv et dyrs hørelse er, jo mere detaljeret er mønsteret af nerveaktivitet, når det hører lyden.
Når man tester hørelse, er det svært at måle mennesker og dyr på samme måde. Hos mennesker kan vi nemt spørge: “Er lyd A forskellig fra lyd B?” Ved at variere lydens frekvens kan vi måle, hvor præcist mennesker kan skelne mellem forskellige frekvenser. Det er ikke så let at stille en mus eller en hund sådanne spørgsmål! På den anden side kan vi hos dyr direkte overvåge, hvordan nervefibrene og hjernecellerne reagerer på forskellige lyde. Dette involverer normalt kompliceret hjernekirurgi, hvilket gør det uegnet til brug på mennesker.
Fordi målemetoderne for selektivitet er forskellige for mennesker og dyr, kan det være en udfordring at sammenligne resultater på tværs af arter. Når vi ser forskelle, må vi spørge, om de er reelle forskelle i hørelse eller bare et resultat af, at vi bruger forskellige måleteknikker. Det er muligt at træne dyr til at udføre høretests svarende til dem, der bruges på mennesker, men det er meget vanskeligt og tidskrævende. Din hund sætter sig måske ned på kommando, men forestil dig, hvor svært det er at træne den til at sætte sig eller give dig en pote, når den hører to toner ved siden af hinanden på klaveret! Optagelse fra nerverne i det indre øre vil måske en dag være muligt hos mennesker, men det er meget vanskeligt og er endnu ikke lykkedes.
Løsningen på dette dilemma kom fra en ret overraskende teknik. I 1978 opdagede en videnskabsmand ved navn David Kemp, at lyde ikke bare går ind i øret, de kommer også ud igen! Når en lyd kommer ind i det indre øre, opfanger sansecellerne i sneglen vibrationerne og tilføjer derefter flere af deres egne vibrationer, som preller af tilbage ud af øret som et ekko. Disse kaldes otoakustiske emissioner. og de bruges ofte til at teste nyfødte babyers hørelse. Otoakustiske emissioner kan også bruges til at undersøge cochleas frekvensselektivitet, selvom det involverer noget ret kompliceret matematik. Kort sagt, jo længere tid det tager en lyd at komme ud af øret igen, jo mere frekvensselektiv er sneglen, og jo mere forskellige er nerveudløsningsmønstrene som reaktion på forskellige frekvenser.
Med dette i tankerne spillede nogle fra vores gruppe toner med forskellige frekvenser for ørerne af forskellige dyr og registrerede de otoakustiske emissioner (figur 3) [3]. Målingerne antydede, at menneskets ører er mere frekvensselektive end andre dyrs ører. For nylig undersøgte vi omhyggeligt, om måling af otoakustiske emissioner er nøjagtig, ved omhyggeligt at foretage alle de forskellige typer målinger, vi har talt om her (perception, otoakustiske emissioner og nerveoptagelser) i en enkelt art: ilderen [4]. Fritter er relativt nemme at træne og har et høreområde, der svarer til menneskets. Disse målinger bekræftede, at otoakustiske emissioner viser, hvor selektivt det indre øre er over for lyde af forskellige frekvenser. De fleste forskere er nu enige om, at selvom menneskets ører måske ikke kan høre de høje frekvenser, som nogle af vores pattedyrs slægtninge kan, har vi en bedre frekvensselektivitet end de fleste af disse dyr.
Selvom mange arter kan høre lyde, som vi ikke kan, ser det bestemt ud til, at mennesker er bedre til at adskille lyde og skelne lignende lyde fra hinanden end andre arter. Måske er denne evne relateret til vores fantastiske evner til at kommunikere. Enestående frekvensselektivitet kan meget vel have spillet en rolle i menneskets evolution og udviklingen af sprog og kommunikation [se denne Frontiers for Young Minds artikel [5], og denne [6], for eksempler på de subtile måder, vi bruger og genkender tale på]. Men intet er nogensinde helt enkelt. Overraskende nok kan mennesker stadig forstå tale, selv når lydene er blevet computermodificeret for at fjerne de fleste frekvensforskelle [7]. Nogle få arter, som f.eks. tigre, taler ikke, som vi gør, men ser ud til at have en hørelse, der er næsten lige så selektiv som menneskets (figur 3). Den næste udfordring er at finde ud af, hvorfor menneskets hørelse er så selektiv.
For at opsummere har vi længe vidst, at når det gælder frekvensområde og følsomhed over for stille lyde, ville et menneske ikke vinde førstepræmien i en “spot lyden”-konkurrence mod andre dyr. Der ville sandsynligvis være et andet dyr, der kunne spotte en stille lyd lettere end os! Men vi ved nu, at menneskets hørelse er mere frekvensselektiv end andre dyrs. Så måske kan vi vinde “spot-forskellen-mellem-lyde”-konkurrencen mellem arterne!
Frekvens: Vibrationshastigheden af lydbølger i luften. Antallet af gange i sekundet, hvor luftmolekylerne gennemfører en cyklus, hvor de presses sammen, ekspanderer ud og tilbage igen.
Cochlea: Den spiralformede struktur i det indre øre, hvor lyde registreres og organiseres efter frekvens.
Kort over lydfrekvenser: Responser på lyd er fysisk organiseret langs cochleas længde, eller på tværs af hjernens overflade, med ordnet stigende lydfrekvens, som en graf (se figur 2B).
Audiogram: En graf, der for hver lydfrekvens viser, hvor intens den skal være for overhovedet at kunne høres. Lyde under dette niveau er ikke hørbare.
Frekvensselektivitet: Forskellige dele af cochlea reagerer på forskellige frekvenser. I en mere selektiv cochlea reagerer hver del af cochlea på et mindre udvalg af frekvenser.
Otoakustiske emissioner: Lyde, der produceres af det indre øre, der vibrerer. Disse kan være spontane eller produceres som respons på lyd. Vibrationer i det indre øre resulterer i lyd i det ydre øre.
[1] Dent, M. 2017. Psykoakustik hos dyr. Acoust. Today 13:19-26. Tilgængelig online på: https://acousticstoday.org/wp-content/uploads/2017/08/Dent.pdf
[2] Shera, C. A., Guinan, J. J. Jr. og Oxenham, A. J. 2002. Reviderede estimater af menneskelig cochlear tuning fra otoakustiske og adfærdsmæssige målinger. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99:3318-23. doi: 10.1073/pnas.032675099
[3] Bergevin, C., Verhulst, S., og van Dijk, P. 2017. Fjernmåling af cochlea: otoakustik. Understanding the Cochlea 62:287-318. doi: 10.1007/978-3-319-52073-5_10
[4] Sumner, C. J., Wells, T., Bergevin, C., Sollini, J., Palmer, A. R., Oxehham, A. J., et al. 2018. Konvergerende målinger af cochlear tuning hos pattedyr bekræfter skarpere menneskelig tuning. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 115:11322-6. doi: 10.1073/pnas.1810766115
[5] Everhardt, M., Sarampalis, A., Coler, M., Başkent, D. og Lowie, W. 2022. Taleprosodi: den musikalske, magiske kvalitet af tale. Forsiden. Young Minds 10:698575. doi: 10.3389/frym.2021.698575
[6] Smith, H., Pautz, N., og Mueller-Johnson, K. 2021. Er det muligt at identificere en kriminel alene ved hjælp af stemmen? Front. Young Minds 9:689812. doi: 10.3389/frym.2021.689812
[7] Shannon, R., Zeng, F., Kamath, V., Wygonski, J. og Ekelid, M. 1995. Talegenkendelse med primært temporale signaler. Science 270:303-4.
Vores fantastiske hjerner giver os mulighed for at gøre utrolige ting, men alligevel er de stadig mystiske på mange måder. Forskere har opdaget nogle situationer, hvor hjernen kan “narres”, og denne indsigt i hjernens indre arbejde har ført til nogle spændende nye teknologier, herunder virtual reality (VR). Ud over sin velkendte rolle inden for spil og underholdning har VR nogle fantastiske anvendelsesmuligheder inden for medicin. VR kan hjælpe patienter med at håndtere smerter, og det kan også hjælpe kirurger med at øve delikate procedurer og vejlede dem under operationer. Andre fremskridt kaldet hjerne-maskine-grænseflader kan lytte til hjernens snak og oversætte tanker til kommandoer til computere eller endda robotlemmer, hvilket i høj grad kan forbedre livet for mennesker med visse handicap. I denne artikel vil vi forklare, hvordan forskere bruger resultater fra banebrydende hjerneforskning til at producere spændende nye teknologier, der kan helbrede eller endda forbedre hjernens funktioner.
…
Dette studie undersøger, hvordan opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse (ADHD) påvirker gravide kvinder med fokus på, hvad det betyder for deres helbred. Forskningen er rettet mod unge og teenagere og hjælper med at forklare komplekse videnskabelige ideer på en måde, der er let at forstå. Den starter med at forklare, hvad ADHD er: en almindelig tilstand, der begynder i barndommen og kan fortsætte ind i voksenalderen. Derefter ser forskningen på de specifikke problemer, som kvinder med ADHD kan have, når de er gravide, f.eks. en højere risiko for depression, angst og komplikationer under graviditeten. Ved at undersøge detaljerede sundhedsjournaler fra mange forskellige kilder og sammenligne erfaringerne fra gravide kvinder med og uden ADHD finder undersøgelsen, at kvinder med ADHD er mere tilbøjelige til at få alvorlige helbredsproblemer, når de er gravide. Den viser dog også, at de, der tager ADHD-medicin, mens de er gravide, kan opleve et fald i disse helbredsproblemer, hvilket understreger vigtigheden af sikker brug af medicin. Undersøgelsen slutter med et råd til teenagere: Tal åbent med lægen, og træf informerede sundhedsvalg under graviditeten.
…
Alle får influenza eller forkølelse fra tid til anden. Vi designede et eksperiment for at undersøge, hvordan det påvirker hjernen at være syg oftere. For at gøre det brugte vi et stykke af en bakterie til at få voksne hanmus til at opleve symptomer på sygdom. Vi gav musene dette stof fem gange i alt. Musene fik det bedre i løbet af et par dage og holdt to ugers pause mellem eksponeringerne. Derefter målte vi, hvordan musene lærte og huskede ny information, og hvor godt deres hjerneceller arbejdede for at hjælpe dem med at lære. Vores eksperimenter tyder på, at sygdom ofte forstyrrer kommunikationen mellem hjernecellerne, så musene får problemer med at lære og huske. Vores data kan hjælpe læger med at forudsige, hvilke patienter der kan få hukommelsesproblemer, når de bliver ældre. Vores undersøgelse viser også, hvor vigtigt det er at holde sig så sund som muligt og tage skridt til at beskytte os selv og andre, når vi bliver syge.
…
Vidste du, at dine celler kan fortælle, hvad klokken er? Hver eneste celle i din krop har sit helt eget ur. Disse ure er ulig alle andre. Der er ingen tandhjul eller gear. Tiden indstilles af jordens rotation, så vores kroppe er perfekt afstemt med nat og dag. Selv om du måske ikke engang er klar over deres eksistens, styrer disse ure mange aspekter af dit liv. Fra hvornår du spiser og sover til din evne til at koncentrere dig eller løbe hurtigt – urene styrer det hele. Hvordan fungerer disse ure, og hvordan fortæller de tiden? Hvad sker der med vores ure, hvis vi ser tv sent om aftenen eller flyver til den anden side af jorden? Denne artikel undersøger disse spørgsmål og forklarer de videnskabelige opdagelser, der har hjulpet os med at forstå svarene.
…Få inspiration og viden om praksis og cases, evidens og forskning, kurser, netværksmøder og vores Læringsplatform – alt sammen til at styrke din faglige udvikling.
Du kan til enhver tid trække dit samtykke tilbage ved at afmelde dig nyhedsmailen.
Du modtager om et øjeblik en e-mail med et link, hvor du bekræfter tilmeldingen.
Med venlig hilsen
MiLife