Nasıl duyuyoruz? Sesi düşündüğünüzde, aklınıza gelen ilk şey nedir? Bu sabah radyoda duyduğunuz bir şarkı mı? Ya da okul zili gibi daha az hoş bir şey? Ancak, sesin gerçekte ne olduğunu hiç düşündünüz mü? Duyumun ne olduğunu ve insanın nasıl duyduğunu anlamak için kulak anatomisi ile başlayalım.
Kulak Bir Sesi Nasıl Duyuyor?
Sesi anlamadan önce kulakların nasıl çalıştığını anlamamız gerek. Kulak, ses enerjisini sinirsel sinyale dönüştürüyor ve beyin ise bu sinyalin taşıdığı bilgiyi açığa çıkarıyor. Bir kişi konuştuğunda, ağzının hareketi hava dalgası yaratır. Bu ses dalgası kulak kanalına girer ve kulak zarına çarpar. Kulak zarı davul gibi titrer.
Bu titreşim ise kemikçikleri titretir. Bu üç küçük kemiğe çekiç (malleus), örs (incus) ve üzengi (stapes) deniyor. İlk önce hareket geçen çekiç oluyor ve o da örse çarpıyor. Örs ise üzengi denilen kemiği hareket ettiriyor.
Titreşen kemikçiklerin ürettiği ses dalgası şimdi kokleaya ulaşıyor. Kafanızın içindeki küçük, salyangoz biçimli bir yapıdır ve içi tuzlu su benzeri sıvıyla doludur. Kemikçiğin ürettiği titreşim koklea sıvısına ulaştığında basınç dalgasına dönüşür ve sıvının koklea boyunca yol almasını sağlar.
Kulaktaki ince mühendislik
Kokleayı özel kılan şey tüy hücreleri denilen ve ses dalgasını sinyale dönüştüren küçük hücrelerle kaplı olması. Kokleayı kaplayan taban zarda yer alan tüy hücreleri stereocilia denilen bir birime sahiptir. Koklea sıvısının titreşimi stereocilia'yı uyarıyor ve sinyal üretmesini sağlıyor. Bu sinyal tüy hücresinden işitme sinirine ulaşıyor ve oradan beyne gönderiliyor. Sesi duymamızı sağlayan şey işte budur.
Koklea taban zarı ile kaplı ancak her ses taban zarındaki tüm tüy hücrelerini uyarmıyor. Kokleanın bir ucundaki taban zarı gerginken diğer ucundaki esnektir. Gergin kısım sadece yüksek frekanslı, kısa dalga boylu sese ve diğer kısım ise uzun dalga boylu, düşük frekanslı sese tepki verir. Yani bir leylek ile bir arının çıkardığı ses ayrı tüy hücrelerini harekete geçiriyor.
Sesin Konumunu Nasıl Anlıyoruz?
Kulağın ses dalgasını sinir sinyaline dönüştürmesi başlı başına hayranlık uyandıran bir tasarımdır. Ancak sesin kaynağının neresi olduğunu anlama görevi beyne düşüyor. Beyin burada hangi kulağın ne kadar ses aldığına göz atarak kaynağı haritalandırıyor.
Örneğin, tam önünüzden gelen bir ses iki kulağa da eşit şekilde ulaşır. Ancak farklı yönden gelen bir ses eğer düşük frekanslıysa uzaktaki kulağa mikrosaniye sonra ulaşacaktır. Yüksek frekanslı ses ise iki kulağa da aynı anda ulaşır ancak uzaktaki kulağa geçmeden önce başımıza çarptığından yoğunluğu düşer. İşte bu ipuçları beynin sesin ne yönden geldiğini anlamasını sağlıyor.
Beyin Sapının Devreye Girmesi
Peki beyin bu bilgiyi nasıl işliyor? Kulaklara ulaşan ses dalgası arasındaki yoğunluk ve zaman farkı beyin sapı tarafından hesaplanıyor. Beyin sapı hesaplamaları alarak bunu beynin sol yanındaki küçük işitsel kortekse gönderiyor. Tüm bunların mikrosaniye (saniyenin milyonda biri) içinde olması hayret vericidir.
İşitme Sorunları
İşitme kaybı dünyadaki en yaygın üçüncü hastalık olarak biliniyor. Kemik yoğunluğu artışı olan osteoskleroz kemikçikleri kilitleyerek titreşmesini engellerken, gürültülü ses ya da uyuşturucu kulaktaki tüy hücrelerini öldürebiliyor. Özellikle yüksek sesli bir konserden sonra yaşanan tinnitus veya kulak çınlaması ortada bir ses dalgası olmamasına rağmen beynin ses duyduğunu sanmasıdır. Her şeye rağmen kulak organı ile beyin arasındaki bu muazzam mekanik kesinlikle hayranlık uyandırır.
Biliyor musunuz? Ses dalgaları havada deniz seviyesindeyken yaklaşık 1235 km/s hızla hareket eder.
Ses Dalgası Nedir?
Her nesnenin molekülü enerji doludur ve titreşerek dalgalar üretir. Bir nesne titreştiğinde, çevredeki havayı iter. Titreşimler havanın genişlemesine (rarefaksiyon/seyreltme) ve sıkışmasına (kompres) neden olur. Bu durum dalga biçiminde kulağa ilerleyen sesin yüksek ve alçak basınç alanı oluşturmasını sağlar. Bu da sesin şiddetini veya enerjisini belirleyen etkendir.
Biliyor musunuz? İnsanların duyamayacağı kadar düşük frekansa (20 Hz altı) infrasonik ve duyamayacağı kadar yüksek frekansa (20.000 Hz üstü) ultrasonik deniyor.
İnsan Kulağının Duyması ile İlgili Sık Sorulan Sorular
Tüy hücreler nedir?
Tüy hücreler, iç kulakta bulunan ve ses dalgalarını beyne gönderilen elektrik sinyallerine dönüştürmekten sorumlu olan özelleşmiş duyu hücreleridir. Bu hücreler, ses titreşimlerine yanıt olarak hareket eden ve elektrik sinyallerini başlatan yüzeylerinden uzanan saç benzeri çıkıntılar nedeniyle adlandırılmıştır.
Tüy hücreler sesi nasıl algılar?
Tüy hücreler iç kulağın baziler membranına gömülüdür ve stereosili adı verilen küçük saç benzeri çıkıntılarla kaplıdır. Ses titreşimleri baziler membranın hareket etmesine neden olur, bu da stereosilyaların bükülmesine neden olur. Stereosilya büküldüğünde, tüy hücresi zarlarındaki iyon kanalları açılır ve pozitif yüklü iyonların hücre içine akmasına izin verir. Bu da işitme siniri aracılığıyla beyne iletilen bir elektrik sinyali oluşturur.
Tüy hücreler hasara veya dejenerasyona nasıl tepki verir?
Tüy hücreler, yüksek sese maruz kalma, bazı ilaçlar ve genetik mutasyonlar gibi çeşitli faktörler nedeniyle hasar görebilir veya dejenere olabilir. Bazı durumlarda saç hücreleri yenilenebilir, ancak çoğu durumda hasar kalıcıdır ve işitme kaybına yol açabilir.
İnsan kulağının ana bileşenleri nelerdir ve işitmeye katkıları nedir?
İnsan kulağı üç ana bileşenden oluşur: dış kulak, orta kulak ve iç kulak. Dış kulak ses dalgalarını toplar ve bunları kulak kanalına kanalize eder, bu da kulak zarını titreştirir. Orta kulak, kulak zarından gelen titreşimleri güçlendiren ve bunları iç kulağa ileten üç küçük kemikten (kemikçikler) oluşur. İç kulakta mekanik titreşimleri beyne gönderilen elektrik sinyallerine dönüştüren koklea bulunur.
İç kulaktaki tüy hücreleri işitmeye nasıl katkıda bulunur ve hasar gördüklerinde ne olur?
Tüy hücreleri, iç kulakta mekanik titreşimlere yanıt veren ve bunları beyne iletilebilecek elektrik sinyallerine dönüştüren özelleşmiş hücrelerdir. Bu tüy hücreleri yüksek sese maruz kalma veya diğer faktörler nedeniyle hasar gördüğünde, işitme kaybı veya kulak çınlaması ile sonuçlanabilir.
İşitsel bilginin işlenmesinde beynin rolü ve konuşma algısıyla ilişkisi nedir?
Beyin, işitsel bilgilerin işlenmesinde ve seslerin yorumlanmasında kritik bir rol oynar. Beynin farklı bölgeleri sesin perde, hacim ve konum gibi farklı yönlerinin işlenmesinde rol oynar. Konuşma algısı açısından, beyin farklı sesler arasında ayrım yapabilmeli ve bunları kelime veya cümle olarak yorumlayabilmelidir
İşitme kaybına katkıda bulunabilecek bazı faktörler nelerdir ve nasıl önlenebilir veya tedavi edilebilir?
İşitme kaybına katkıda bulunabilecek faktörlerden bazıları yaşlanma, yüksek gürültüye maruz kalma, bazı ilaçlar ve genetik faktörlerdir. İşitme kaybı, kulakları yüksek sesten koruyarak önlenebilir ve işitme cihazları veya koklear implantlar ile tedavi edilebilir.
Kulak nasıl çalışır?
Kulak üç ana bölümden oluşur: dış kulak, orta kulak ve iç kulak. Ses dalgaları dış kulak ve orta kulaktan geçerek kulak zarının titreşmesine neden olur. Bu titreşim, sesin beyne gönderilen sinir sinyallerine dönüştürüldüğü kokleayı içeren iç kulağa aktarılır.
Yaygın işitme bozuklukları nelerdir?
Yaygın işitme bozuklukları arasında kulaklarda çınlama veya uğultu olan tinnitus ve iç kulağı etkileyen ve işitme kaybına, baş dönmesine ve kulaklarda çınlamaya neden olabilen bir bozukluk olan Meniere hastalığı yer alır.
Beyin sesi nasıl işler?
İşitme süreci, kulağın ses dalgalarını toplamasını ve bunları beyne gönderilen elektrik sinyallerine dönüştürmesini içerir. Beyin daha sonra bu sinyalleri işitsel korteks de dahil olmak üzere işitmeden sorumlu özel alanlarda alır ve işler. İşitsel korteks, perde, ses seviyesi ve konumları da dahil olmak üzere duyulan sesleri analiz etmek ve yorumlamaktan sorumludur.
Kulağın duydukları ile beynin işledikleri arasında uyumsuzluk olduğunda ne olur?
Kulağın duydukları ile beynin işledikleri arasında bir uyumsuzluk olduğunda, işitsel işlemleme bozuklukları ortaya çıkabilir. Bu bozukluklar beynin sesi nasıl işlediğini ve yorumladığını etkileyebilir ve konuşmayı anlamada veya farklı sesleri ayırt etmede zorluklara neden olabilir.
Beyin işitmedeki değişikliklere nasıl uyum sağlayabilir?
Beyin, işitme kaybı da dahil olmak üzere işitmedeki değişikliklere uyum sağlama konusunda dikkate değer bir yeteneğe sahiptir. Bu nöroplastisite olarak bilinir ve beynin işitme sistemindeki değişiklikleri telafi etmek için kendini yeniden yapılandırmasını içerir. Örneğin, bir kulak işitme kaybından etkilendiğinde, beyin sesi işlemek için diğer kulağa daha fazla güvenmeye başlayabilir.
Beynin sesi işleme yeteneğini etkileyebilecek bazı faktörler nelerdir?
Beynin sesi işleme yeteneğini etkileyebilecek faktörler arasında beyinde yaşa bağlı değişiklikler, işitme kaybı, nörolojik bozukluklar ve yüksek sese maruz kalma yer alır. Bazı durumlarda, bu faktörler beynin işitsel işleme yeteneklerinde kalıcı değişikliklere yol açabilir.
