You hear the gentle lap of waves, the distant cawing of a seagull. But then an annoying whine interrupts the peace, getting closer, and closer, and closer. Until...whack! You dispatch the offending mosquito, and calm is restored.
Escuchas el suave ir y venir de las olas, el graznido distante de una gaviota. Pero en eso, un molesto chillido interrumpe la paz, se va acercando más y más. Hasta que... ¡pam! Liquidas al ofensivo mosquito y regresa la calma.
How did you detect that noise from afar and target its maker with such precision? The ability to recognize sounds and identify their location is possible thanks to the auditory system. That’s comprised of two main parts: the ear and the brain. The ear’s task is to convert sound energy into neural signals; the brain’s is to receive and process the information those signals contain.
¿Cómo detectaste ese sonido lejano y lo localizaste con tanta precisión? La capacidad de reconocer sonidos e identificar su ubicación es posible gracias al sistema auditivo. Se compone de dos partes principales: el oído y el cerebro. La tarea del oído es convertir la energía del sonido en señales neuronales; la del cerebro es recibir y procesar la información que contienen esas señales.
To understand how that works, we can follow a sound on its journey into the ear. The source of a sound creates vibrations that travel as waves of pressure through particles in air, liquids, or solids. But our inner ear, called the cochlea, is actually filled with saltwater-like fluids. So, the first problem to solve is how to convert those sound waves, wherever they’re coming from, into waves in the fluid. The solution is the eardrum, or tympanic membrane, and the tiny bones of the middle ear. Those convert the large movements of the eardrum into pressure waves in the fluid of the cochlea.
Para entender cómo funciona, podemos seguir un sonido por su viaje dentro del oído. La fuente de un sonido crea vibraciones que viajan como ondas de presión a través de las partículas en el aire, líquidos, o sólidos. Pero nuestro oído interno, llamado cóclea, está lleno de fluidos parecidos al agua salada. Entonces, el primer problema a resolver es cómo convertir esas ondas sonoras, de donde sea que vengan, en ondas del fluido. La solución está en el tímpano, o membrana timpánica, y los pequeños huesos del oído medio. Estos convierten los movimientos largos del tímpano en ondas de presión en el líqudo de la cóclea.
When sound enters the ear canal, it hits the eardrum and makes it vibrate like the head of a drum. The vibrating eardrum jerks a bone called the hammer, which hits the anvil and moves the third bone called the stapes. Its motion pushes the fluid within the long chambers of the cochlea. Once there, the sound vibrations have finally been converted into vibrations of a fluid, and they travel like a wave from one end of the cochlea to the other. A surface called the basilar membrane runs the length of the cochlea. It’s lined with hair cells that have specialized components called stereocilia, which move with the vibrations of the cochlear fluid and the basilar membrane. This movement triggers a signal that travels through the hair cell, into the auditory nerve, then onward to the brain, which interprets it as a specific sound.
Cuando el sonido entra en el canal auditivo, golpea el tímpano y hace que vibre como el parche de un tambor. El tímpano vibrador sacude un hueso llamado "martillo", el cual golpea el yunque y mueve el tercer hueso llamado "estribo". Su movimiento empuja el fluido dentro de las largas cámaras de la cóclea. Una vez ahí, el sonido de las vibraciones finalmente se convierte en vibraciones de líquido, y viajan como una onda desde un extremo de la cóclea hasta el otro. Una superficie llamada "membrana basilar" recorre la cóclea. Está lleno de células ciliadas que tienen componentes especializados llamados "estereocilios", los cuales se mueven con las vibraciones de los fluidos cocleares y de la membrana basilar Este movimiento detona una señal que viaja a través de la célula ciliada dentro del nervio auditivo,
When a sound makes the basilar membrane vibrate, not every hair cell moves - only selected ones, depending on the frequency of the sound. This comes down to some fine engineering. At one end, the basilar membrane is stiff, vibrating only in response to short wavelength, high-frequency sounds. The other is more flexible, vibrating only in the presence of longer wavelength, low-frequency sounds. So, the noises made by the seagull and mosquito vibrate different locations on the basilar membrane, like playing different keys on a piano.
hasta el cerebro, el cual lo interpreta como un sonido en específico. Cuando un sonido hace vibrar la membrana basilar, no todas las células ciliadas se mueven, solo las elegidas, dependiendo de la frecuencia del sonido. Esto se reduce a una buena ingeniería. En un extremo, la membrana basilar es rígida, y vibra solo en respuesta a sonidos de alta frecuencia y menor longitud de onda. El otro es más flexible, vibra solo en respuesta a sonidos de baja frecuencia y mayor longitud de onda.. Así que, los ruidos que hacen la gaviota y el mosquito vibran en diferentes lugares de la membrana basilar, como al tocar diferentes teclas de un piano.
But that’s not all that’s going on. The brain still has another important task to fulfill: identifying where a sound is coming from. For that, it compares the sounds coming into the two ears to locate the source in space.
Pero eso no es todo lo que sucede. El cerebro aún tiene que cumplir otra tarea importante: identificar de dónde proviene el sonido. Para ello, compara los sonidos que llegan a ambos oídos para localizar el origen de la fuente.
A sound from directly in front of you will reach both your ears at the same time. You’ll also hear it at the same intensity in each ear. However, a low-frequency sound coming from one side will reach the near ear microseconds before the far one. And high-frequency sounds will sound more intense to the near ear because they’re blocked from the far ear by your head.
Un sonido que viene frente a ti llegará a ambos oídos al mismo tiempo. También los escucharás con la misma intensidad en cada oído. Sin embargo, un sonido de baja frecuencia que viene de un lado llegará unos microsegundos antes al oído más cercano. Y los sonidos de alta frecuencia se escucharán más intensos en el oído cercano
These strands of information reach special parts of the brainstem that analyze time and intensity differences between your ears. They send the results of their analysis up to the auditory cortex. Now, the brain has all the information it needs: the patterns of activity that tell us what the sound is, and information about where it is in space.
porque el cerebro los bloquea desde el oído lejano. Estos hilos de información llegan a partes especiales del tallo cerebral que analizan las diferencias del tiempo e intensidad entre los oídos. Envían el resultado del análisis hasta la corteza auditiva. Ahora, el cerebro tiene toda la información que necesita: los patrones de actividad que nos dicen qué sonido es,
Not everyone has normal hearing. Hearing loss is the third most common chronic disease in the world. Exposure to loud noises and some drugs can kill hair cells, preventing signals from traveling from the ear to the brain. Diseases like osteosclerosis freeze the tiny bones in the ear so they no longer vibrate. And with tinnitus, the brain does strange things to make us think there’s a sound when there isn’t one.
y la información de dónde proviene ese sonido. No todos escuchan con normalidad. La pérdida de la audición es la tercera enfermedad crónica más común en el mundo. La exposición a sonidos fuertes y algunas drogas pueden matar las células ciliadas, evitando que las señales viajen por el oído hasta el cerebro. Enfermedades como la osteoesclerosis inmovilizan los pequeños huesos del oído para que no vibren más. Y con el tinnitus el cerebro hace cosas extrañas
But when it does work, our hearing is an incredible, elegant system. Our ears enclose a fine-tuned piece of biological machinery that converts the cacophony of vibrations in the air around us into precisely tuned electrical impulses that distinguish claps, taps, sighs, and flies.
para hacernos pensar que hay un sonido donde no lo hay. Pero cuando funciona, la audición es un sistema increíble y elegante. Nuestros oídos encierran una pieza afinada de una maquinaria biológica que convierte la cacofonía de las vibraciones del aire que nos rodea en impulsos eléctricos ajustados con precisión