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.
Você ouve o suave movimento das ondas, o distante gralhar de uma gaivota. Mas aí um zumbido irritante perturba a paz, aproximando-se, cada vez mais perto. Até que ... kabum! Você dá um chega pra lá no mosquito, e a calma é restaurada.
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.
Como você detectou aquele barulho de longe acertando seu criador com tanta precisão? A habilidade de reconhecer sons e identificar sua localização é possível graças ao sistema auditivo, que é composto de duas partes principais: o ouvido e o cérebro. A tarefa do ouvido é converter energia sonora em sinais neurais; a do cérebro é receber e processar a informação que esses sinais contêm.
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 como tudo funciona, podemos seguir um som em sua jornada para o ouvido. A fonte sonora cria vibrações que viajam como ondas de pressão através de partículas no ar, líquidas ou sólidas. Mas nosso ouvido interno, chamado de cóclea, está, na verdade, cheio de fluidos semelhantes à água salgada. Então, o primeiro problema a resolver é como converter essas ondas sonoras, de onde quer que estejam vindo, em ondas no fluido. A solução é o tímpano ou membrana timpânica, e os ossos minúsculos do ouvido médio. Eles convertem os grandes movimentos do tímpano em ondas de pressão no fluido da 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.
Quando o som entra no canal auditivo, ele atinge o tímpano e o faz vibrar como o topo de um tambor. O tímpano vibratório sacode um osso chamado martelo, que atinge a bigorna e move o terceiro osso chamado estribo. Seu movimento empurra o fluido para dentro das longas câmaras da cóclea. Uma vez ali, as vibrações sonoras finalmente foram convertidas em vibrações de um fluido, e elas viajam como uma onda de um extremo ao outro da cóclea. Uma superfície chamada membrana basilar percorre toda a extensão da cóclea. Ela é revestida de células ciliadas que têm componentes especializados chamados estereocílios, que se movem com as vibrações do líquido coclear e da membrana basilar. Esse movimento dispara um sinal que viaja pela célula ciliada para dentro do nervo auditivo, e em seguida, para o cérebro, que o interpreta como um som específico.
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.
Quando um som faz a membrana basilar vibrar, nem todas as células ciliadas se movem, apenas aquelas selecionadas, dependendo da frequência do som. Isso se resume a uma refinada engenharia. Numa extremidade, a membrana basilar é rígida, e vibra apenas em resposta a sons de ondas de comprimento curto e de alta frequência. O outro é mais flexível, e vibra apenas na presença de sons de ondas de comprimento mais longos e de baixa frequência. Então, os sons feitos pela gaivota e pelo mosquito vibram em locais diferentes na membrana basilar,
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.
como quando tocamos teclas diferentes no piano. Mas isso não é tudo que acontece. O cérebro ainda tem outra tarefa importante a cumprir: identificar de onde vem um som. Para isso, compara os sons entrando nos dois ouvidos
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.
para localizar a origem no espaço. Um som diretamente a sua frente alcançará os dois ouvidos ao mesmo tempo. Você também ouvirá na mesma intensidade em cada ouvido. Porém, um som de baixa frequência vindo de um lado chegará ao ouvido mais próximo microssegundos antes do mais distante. E sons de alta frequência soarão com mais intensidade no ouvido próximo,
These strands of information reach special parts of the brainstem
porque sua cabeça os bloqueia do ouvido distante.
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.
Esses filamentos de informação alcançam partes especiais do tronco cerebral que analisam as diferenças de tempo e de intensidade entre os seus ouvidos. Eles enviam os resultados de sua análise até o córtex auditivo. Agora o cérebro tem todas as informações necessárias: os padrões de atividade que nos dizem qual é o som
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.
e informações sobre onde ele está no espaço. Nem todo mundo tem audição normal. A perda auditiva é a terceira doença crônica mais comum no mundo. Exposição a ruídos altos e algumas drogas podem matar células ciliadas impedindo que sinais passem do ouvido ao cérebro. Doenças como osteosclerose congelam os pequenos ossos no ouvido, então eles param de vibrar. E no caso de zumbido no ouvido, o cérebro faz coisas estranhas para nos levar a pensar que existe um som quando não há nenhum.
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.
Mas quando funciona, nossa audição é um sistema incrível e elegante. Nossos ouvidos incluem uma peça bem afinada de maquinaria biológica que converte a cacofonia de vibrações no ar ao nosso redor em impulsos elétricos, precisamente sintonizados, que distinguem palmas, torneiras, suspiros e moscas.