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.
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…