Ανθρώπινο Αυτί: Ένα ταξίδι στην φυσιολογία του και στον τρόπο που ακούμε

Ανθρώπινο Αυτί: Ένα ταξίδι στην φυσιολογία του και στον τρόπο που ακούμε

Ο άνθρωπος εξελίχθηκε στη σημερινή μορφή του μέσα από μια αλυσίδα φυσικών μεταλλάξεων που, όσες βελτίωσαν τις πιθανότητες επιβίωσης, διαδόθηκαν μέσω αναπαραγωγής στις μετέπειτα γενιές και τις βοήθησαν να επιβιώσει σε αυτό που κάποτε ήταν εχθρικό γι’ αυτόν: τη Γη. Η εξέλιξη αφορούσε μηχανισμούς και αισθητήρια όργανα στο σώμα του, που του δίνουν τη δυνατότητα να αυξήσει το αντιληπτικό του πεδίο, να βελτιώσει τον τρόπο που θα κυνηγάει, να συνειδητοποιεί σε ποια κατάσταση θα πρέπει να νιώσει φόβο ή όχι, να αναγνωρίζει τους ομοϊδεάτες του και να βελτιώσει, γενικά, τον τρόπο ζωής του μακροχρόνια και ποιοτικά.

Αναρωτηθήκατε ποτέ για ποιον λόγο ακριβώς ο άνθρωπος έχει αυτό ή το άλλο εργαλείο ή αισθητήρα; Αναρωτηθήκατε ποτέ σας, για παράδειγμα, γιατί έχουμε αυτί; Γιατί να μπορεί ο άνθρωπος να αντιλαμβάνεται τις διακυμάνσεις στην πίεση των μορίων με κάποιον τρόπο; Η απάντηση, μέχρι ένα σημείο βέβαια, βρίσκεται στην παραπάνω παράγραφο. Για παραπάνω λεπτομέρειες θα χρειαστεί να διαβάσεις.

Μιας και είμαστε θηλαστικά και υπαγόμαστε σε ομάδες και υποομάδες, έτσι όπως μας έχει εντάξει ο Κάρολος Λινναίος (Carl Nilsson Linnaeus), μέρος ενός μεγαλύτερου συστήματος όντων που ορίζουν την πανίδα του πλανήτη μας, έχουμε κάποια κοινά χαρακτηριστικά με άλλα θηλαστικά ή κάποια υπερανεπτυγμένα ή υποανεπτυγμένα σε σχέση με άλλες ομάδες ζώων. Για να δούμε όμως πώς εξελίχθηκε ο μηχανισμός που αποκαλούμε αυτί και πως φτάσαμε ως εδώ…

Η εξέλιξη του Αυτιού

Σε δεκαοκτώ μέρες κατά την ανάπτυξη του εμβρύου, μια ομάδα επιφανειακών κυττάρων αρχίζει και εμφανίζεται σε δυο σημεία του κεφαλιού. Και οι δυο περιοχές έχουν σφαιρικό σχήμα, μέχρι που καταλήγουν να διαμορφώνονται σε βάθος ημερών στο ανθρώπινο αυτί. Το ανθρώπινο αυτί είναι ένα αισθητήριο όργανο που χρησιμοποιείται για την ακοή αλλά και για την ισορροπία του ανθρώπου. Η ισορροπία αναπτύχθηκε και εξελίχθηκε μέσω του μηχανισμού ακοής από την στιγμή που ο άνθρωπος άρχισε να περπατάει και αργότερα να στέκεται στα δυο του πόδια.

Πόσο παλιός είναι αυτός ο μηχανισμός ακοής και ισορροπίας; Ας ρίξουμε μια ματιά σε μια από τις πιο αρχαίες μορφές ζωής: τα ψάρια.

Κάτω από το δέρμα του ψαριού υπάρχει σειρά από εσοχές ή από αυλάκια που ονομάζονται «πλευρικές γραμμές» (lateral lines). Μια σειρά από τριχίδια που βρίσκεται μέσα σε αυτές τις εσοχές μπορεί να ανιχνεύσει τις διαφορές και αυξομειώσεις της πίεσης και της θερμοκρασίας του νερού, για να μπορεί το ψάρι να εκτελέσει μια σειρά από ενέργειες, όπως το να μεταφερθεί σε άλλο βάθος νερού ή να προστατευτεί από αρπαχτικά. Φαίνεται πως από την αρχή της εξέλιξης των ψαριών στην θάλασσα, στην πιο πρωτόγονη μορφή τους, όλα κατείχαν αυτό τον αισθητήριο μηχανισμό.

Σταδιακά, αυτός ο μηχανισμός εξελίχθηκε στην μορφολογία του εσωτερικού μηχανισμού του αυτιού που εμφανίζεται σε όλα τα σπονδυλωτά, συμπεριλαμβανομένου του Homo sapiens. Οπότε κατά τον ρου της εξέλιξης, τα ψάρια δημιούργησαν έναν πιο σύνθετο μηχανισμό από αυτόν που υπήρχε στην αρχή ενώ τα σπονδυλωτά που προέρχονταν από τα ψάρια, εξέλιξαν αυτό τον μηχανισμό μόνο που λειτουργούσε έτσι ώστε να αισθάνεται την μοριακή πίεση του αέρα και όχι την πίεση του νερού. Βέβαια, μελετώντας τα αμφίβια, μια πρώιμη μορφή σπονδυλωτών που είναι στην ουσία ο συνδετικός κρίκος μεταξύ ψαριών και σπονδυλωτών, μπορούμε να ανακαλύψουμε περισσότερα στοιχεία για το πως εξελίχθηκε ο μηχανισμός ακοής.

Τα αμφίβια, όπως ένας βάτραχος δηλαδή, μπορούν να ακούσουν τους γύρω ήχους λόγω των εξειδικευμένων ομάδων τριχιδίων στο εσωτερικό του αυτιού, που ονομάζονται stereocilia. Αυτά τα πλούσια σε ακτίνες όργανα δονούνται σε απόκριση των ηχητικών κυμάτων.

Τελικά, το εσωτερικό όργανο του αυτιού ακολούθησε την δικιά του εξελικτική πορεία, διατηρώντας όμως έστω και λίγο την ταυτότητά του και την πρώιμη φυσιολογία του. Ένας ακόμα λόγος να αντιληφθεί ο άνθρωπος την σύνδεση μεταξύ των ζώων και την όλη πορεία τους στον αγώνα της εξέλιξης για την επιβίωση των ειδών.

Ο μηχανισμός του Αυτιού

Ο μηχανισμός λοιπόν του αυτιού, εκτός από την ακοή, είναι ικανός να διατηρήσει την ισορροπία του ανθρώπου μέσω μιας μεμβράνης που είναι τόσο ευαίσθητη ώστε να μεταφέρει τις αλλαγές της ατμοσφαιρικής πίεσης στο υγρό που υπάρχει στον κοχλία, στο εσωτερικό του αυτιού.

Ο ήχος φυσιολογικά μεταδίδεται από το τύμπανο στο εσωτερικό αυτί με την βοήθεια τριών μικρών οστών. Τα τρία αυτά οστά, η σφύρα, ο άκμονας και ο αναβολέας, μεταβιβάζουν με την κίνησή τους το ηχητικό κύμα, και το μετατρέπουν σε κίνηση ενός υγρού στο εσωτερικό αυτί. Η κίνηση του υγρού ερεθίζει εξειδικευμένα νεύρα στο εσωτερικό αυτί, τα οποία μεταβιβάζουν το ερέθισμα στον εγκέφαλο όπου σε ειδικά κέντρα γίνεται η αντίληψη του ήχου.

Το εύρος των συχνοτήτων που μπορεί το ανθρώπινο αυτί να ανιχνεύσει και να αναλύσει είναι στην ουσία προϊόν της εξέλιξης του ανθρώπου και βασίζεται στο περιβάλλον ανάπτυξής του, όσον αφορά το συχνοτικό εύρος όπως και το εύρος έντασης, έτσι ώστε να μπορεί να ακούει από τον ήχο ενός κεραυνού μέχρι και τον πιο χαμηλό ήχο από ένα μικρό ζώο.

Ο μοντέρνος κοχλίας του ανθρώπινου αυτιού έχει την ικανότητα -σε συνδυασμό με άλλα μέρη του εγκεφάλου- να αναγνωρίζει ηχητικά μοτίβα που βοηθούν, όχι μόνο στο θέμα της επιβίωσης, αλλά και στην ανάλυση αυτών των ήχων για να τους συνδέσει σ’ ένα εύρος πιο αόριστων καταστάσεων, όπως φόβο, ασφάλεια ή κίνδυνο.

Αφιερώστε λοιπόν ένα λεπτό και σκεφθείτε τον μηχανισμό του αυτιού. Αυτό που θεωρούμε ότι χρησιμεύει για να μπορεί ο άνθρωπος να ακούει στην ουσία είναι ένα αισθητήριο όργανο που χρησιμοποιείται για να αισθάνεται τις διακυμάνσεις της μοριακής πίεσης του αέρα.

Συχνοτικό εύρος αντίληψης

Όπως είπαμε και πιο πριν, το ανθρώπινο αυτί εξελίχθηκε ν’ αντιλαμβάνεται ένα συγκεκριμένο συχνοτικό εύρος, που θα βοήθησε και βοηθά τον άνθρωπο να επιβιώσει πρώτα απ’ όλα και στην συνέχεια να τελέσει ένα μεγάλο μέρος πιο σύνθετων διεργασιών, στις οποίες ο ήχος είναι πιο “αόριστος” ως δεδομένο.

Ο άνθρωπος αντιλαμβάνεται ήχους με συχνότητα μεταξύ 20 Hz και 20.000 Hz. Το εύρος αυτό διαφέρει βέβαια σε μεγαλύτερες ηλικίες μιας παρατηρείται μείωση της αντίληψης υψηλών συχνοτήτων. Ως όργανο, το αυτί με την πάροδο του χρόνου αρχίζει και δυσλειτουργεί.

Ήχοι με συχνότητα κάτω ή άνω των ορίων αυτών ονομάζονται υπόηχοι ή υπέρηχοι αντιστοίχως και δεν γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί. Σε άλλους οργανισμούς το φάσμα της ακοής διαφέρει. Στον σκύλο, παραδείγματος χάριν, το εύρος ακοής εκτείνεται μεταξύ 40 Hz και 60.000 Hz.

Στην κορυφή του ηχητικού φάσματος, στους 9.192.631.770 κύκλους ανά δευτερόλεπτο, αν φανταστούμε πως η νότα λα βρίσκεται στους 440 κύκλους (κάτι που μπορούμε να το ακούσουμε), δονείται ένα ενεργό άτομο καισίου-133. Στον πάτο του φάσματος βρίσκονται τα βαρυτικά κύματα που προκαλούνται από τους ηχητικούς παλμούς μιας μαύρης τρύπας.Σύμφωνα με ον Andrew Fabian του Institute of Astronomy in Cambridge, ο ήχος βρίσκεται στην νότα Σι, αν την ελαττώσουμε 57 οκτάβες κάτω από την μεσαία Ντο ενός πιάνου.

Επίσης, τα ηχητικά κύματα δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι αλλά μπορούν να εμφανισθούν στην επιφάνεια ενός υγρού, και να καταγραφούν από ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά μέσα ηχογράφησης.

Απ’ ό,τι φαίνεται, αυτό που αποκαλούμε έτσι απλά “ακοή“, είναι στην ουσία μια μεγάλη διεργασία μηχανισμών που υπάρχουν στο αυτί μας και στο εσωτερικό του. Μια διαδικασία που μέσω της εξελικτικής πορείας του ανθρώπου μας έδωσε την δυνατότητα να αντιλαμβανόμαστε τον ήχο. Και αυτός, σε συνδυασμό με την εξέλιξη της γλώσσας -απόλυτα συνυφασμένης με την ικανότητά μας να ακούμε!- μας έκανε ικανούς να δώσουμε ένα όνομα στον λεπτεπίλεπτο μηχανισμό που περιγράφω. Και τον αποκαλέσαμε… “το αυτί“.