Teorie
Člověk má dvě uši, proto dostává mozek dvě nezávislé informace o zvuku. Z nich si pak na základě intenzity vnímaného zvuku vytváří zvukový prostorový vjem. Zdroj zvuku, který máme přímo před sebou (za sebou), vnímají obě uši stejně silně. Zdroje posunuté doleva nebo doprava vnímají uši s různou intenzitou. Proto při hledání zdroje zvuku natáčíme hlavu tak dlouho, dokud nesměřuje na zdroj a my nevnímáme zvuk oběma ušima stejně intenzivně.
Prostorové slyšení.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Prostorová orientace sluchem je naučená! Mozek si musí zapamatovat, kdy a jak co slyší. Proto je schopen u známých zvuků určit, jestli přicházejí zepředu nebo zezadu – díky tvaru ušních boltců jsou zvuky zepředu deformované jinak než zvuky přicházející zezadu.
Zvuk přichází do každého ucha v jiný okamžik. Tato orientace dobře funguje u ruchů (klepnutí, lusknutí, ...), ale selhává u vysokých frekvencí. Vlnová délka 3 kHz zvuku ve vzduchu (při 20 °C) je 11 cm. Uši jsou 12 - 15 cm od sebe - od této frekvence už nedokážou rozlišit, jestli do nich současně přišla jedna vlna nebo dvě různé vlny současně. Mozek se nedokáže u příliš vysokých frekvencí prostorově orientovat.
Stejně jako u zraku i u sluchu může docházet k různým mylným vjemům a klamům. U prostorového slyšení se můžeme setkat s mylným vnímáním zdroje zvuku např. při sledování monofonní televize. Pokud zavřeme oči, můžeme jasně říci, že zvuk vychází z místa, kde je reproduktor. Pokud budeme ovšem televizi sledovat normálně, přijde nám, že zvuk vychází z úst herce. Jde o sluchový klam.
Ucho je složeno z ucha vnějšího, středního a vnitřního. K vnějšímu uchu patří boltec a zvukovod. Boltec zachycuje zvukové vlny a stíní zvuky přicházející zezadu. Tím napomáhá tomu, že dokážeme odlišit, zda zvuk přichází zepředu či zezadu. Zvukovod má takové rozměry, že je naladěn na frekvence v rozmezí 3 kHz až 4 kHz. Zvuky těchto výšek výborně slyšíme právě proto, že se rezonancí jejich intenzita ve zvukovodu zvyšuje na více než desetinásobek hodnoty, kterou má před boltcem. Zvukovodem se vede zvuk na pružnou blanku – bubínek (pružná asi 0,1 mm silná a 1 cm velká blána). Úkolem středního ucha (tři pružné kůstky – kladívko, kovadlinka a třmínek) je snižovat amplitudu výchylky akustických kmitů a převádět je k systému vnitřního ucha. Nervová zakončení, která snímají chvění, jsou v orgánu, kterému se říká hlemýžď. Je to spirálovitá trubice asi 3,5 cm dlouhá naplněná kapalinou – perilymfou, která leží v dutině v lebeční kosti. Na jejím začátku je malé oválné okénko, kterým zvuk přechází do kapaliny. Kapalina v hlemýždi je poměrně tvrdá – k tomu, aby se rozechvěla, je třeba značná síla, ale naproti tomu stačí jen nepatrná výchylka. Kdyby zvuk ze vzduchu dopadal přímo na toto okénko, téměř všechen by se odrazil, takže jen malá část jeho energie by se skutečně dostala do hlemýždě. Proto kladívko, kovadlinka a třmínek fungují jako páka, která spojuje bubínek s okénkem v hlemýždi. Bubínek je poměrně měkký, zvukové vlny ho rozechvívají sice malou silou, ale na poměrně velkou výchylku; velká část jejich energie se při tom v bubínku pohltí. Páka složená ze tří malých ušních kůstek pak malou sílu a velkou dráhu převede na velkou sílu a malou dráhu, a tak rozechvívá okénko v hlemýždi. Energie zvukového vlnění se kůstkami středního ucha přenáší na tekutinu ve vnitřním uchu. Zde vznikne stojaté vlnění, kterým se rezonancí rozkmitávají jemná vlákna sluchového nervu uložená na Cortiho ústrojí. Nejvíce se rozkmitá to vlákno, jehož vlastní frekvence je stejná jako frekvence dopadajícího vlnění. Sluchový vjem se přenáší pomocí elektrických impulsů do nervové soustavy. Střední ucho je spojeno Eustachovou trubicí s dutinou ústní, čímž se vyrovnává tlak na obou stranách bubínku.
Struktura lidského ucha.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Public domain.
Zkuste tento pokus: vezměte pevně do zubů kapesní hodinky (klasické mechanické) a prsty si dobře zacpěte uši; místo tikotu hodinek uslyšíte těžké údery. Právě tak i hluší, kterým zůstalo zdravé vnitřní ucho, mohou tancovat podle hudby, protože zvuky přicházejí k jejich sluchovému nervu podlahou a kostmi. A stejně tak ostatní slyší náš vlastní hlas jinak než my.
I když krokodýli nemají ušní boltce, přesto dokáží určit z jakého místa přichází zvuk. Za tuto schopnost krokodýlů může kanál, který vede napříč jejich lebkou a propojuje oba ušní bubínky. Krokodýl tak dokáže srovnat čas, za který dopadne zvuk do pravého a levého ucha. U savců má tuto vlastnost na svědomí skupina neuronů v mozku.
Krokodýl.
Zdroj: commons.wikimedia.org. Autor: Tamar Assaf. Public domain.
