ระบบการได้ยิน

หูเป็นอวัยวะสำหรับฟังเสียง แบ่งเป็น ๓ ส่วนด้วยกันคือ หูชั้นนอก หูชั้นกลาง และหูชั้นใน


หูชั้นนอก

            ประกอบด้วยใบหู รูหู และเยื่อแก้วหู เยื่อแก้วหูมีลักษณะเป็นเนื้อเยื่อประสานแผ่นบางๆ รูปรี ตั้งอยู่ระหว่างหูชั้นนอกกับหูชั้นกลาง เมื่อมีคลื่นเสียงส่งมาตามตัวกลาง เช่น อากาศถึงใบหู ใบหูจะรวบรวมคลื่นเสียง (หรือคลื่นความดังนั่นเอง) เข้าทางรูหู ซึ่งอยู่ติดกับอากาศภายนอก เข้าไปถึงเยื่อแก้วหู คลื่นเสียงนี้ทำให้เยื่อแก้วหูสั่น

หูชั้นกลาง

            เป็นส่วนที่อยู่ต่อจากหูชั้นนอก มีลักษณะเป็นโพรง ตั้งอยู่ในกระดูกขมับ มีกระดูกเล็กๆ ๓ ชิ้น ได้แก่ กระดูกรูปค้อน ทั่งและโกลน ต่อกันอยู่ด้วยข้อต่อ ปลายด้านหนึ่งของกระดูกค้อนยึดติดอยู่กับเยื่อแก้วหู ส่วนทางด้านกระดูกโกลนมีฐานยึดติดกับช่องรูปรี ทั้งนี้โดยอาศัยเอ็นของกล้ามเนื้อเป็นตัวยึด หน้าต่าง รูปรีเป็นทางผ่านของการสั่นสะเทือนจากเยื่อแก้วหู ซึ่งถูกส่งถ่ายทอดมาตามกระดูกทั้งสามชิ้นไปยังช่องรูปรีเข้าสู่หูชั้นใน การทำงานของกระดูก ๓ ชิ้น มีลักษณะคล้ายระบบของคาน ซึ่งมีการได้เปรียบเชิงกลประมาณ ๓ : ๑ ผลก็คือ ระยะทางการขยับตัวของเยื่อแก้วหูน้อย เมื่อส่งผ่านเป็นการสั่นไปสู่ฐานของกระดูกโกลน แต่เกิดแรงกระตุ้นมากขึ้น บริเวณด้านล่างของหูชั้นกลาง มีท่อซึ่งติดต่อกับอากาศภายนอกทางด้านหลังของจมูกเรียกว่า ท่อยูสเต เชี่ยน ทำหน้าที่ปรับความดันอากาศภายในหูชั้นกลาง ให้เท่ากับความดันบรรยากาศอยู่เสมอ

หูชั้นใน

            อยู่ภายในส่วนลึกของกระดูกขมับ ประกอบด้วยอวัยวะที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยิน และอวัยวะที่ใช้ในการทรงตัว มีชื่อว่า โคเคลีย (cochlea) เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยินเสียง ลักษณะเป็นท่อยาวประมาณ ๓๐ มม. ขดเป็นวงซ้อนขึ้นรูปก้นหอยประมาณ ๒ ๑/๒ รอบ โคเคลียถูกแบ่งออกเป็น ๒ ส่วน ตามความยาว โดยแผ่นเยื่อ เบซิลาร์ เมมเบรน (Basilar membrane) ช่องบนเรียก สกาลา เวสติบุไล (Scala vestibuli) และช่องล่างเรียกว่า สกาลา ทิมปาไน (Scala tympani) ช่องทั้งสองติดต่อกันที่บริเวณยอดของโคเคลีย เป็นรูเปิดเล็กๆ เรียกว่า เฮลิโคทริมา (Helicotrema) ภายในช่องทั้งสองมีของเหลวบรรจุอยู่

            บนเบซิลาร์ เมมเบรน มีอวัยวะรับเสียงคือ ออร์แกนออฟคอร์ติ (Organ of corti) ประกอบด้วยเซลล์ขน (Tectorian membrane) และเซลล์อื่นๆ เมื่อคลื่นความสั่นสะเทือนถูกส่งมาถึงช่องรูปรี คลื่นจะถูกส่งผ่านของเหลวในหูส่วนใน ไปตามช่องบน ผ่านรูเปิดลงสู่ช่องล่าง สุดท้ายจะไปถึงช่องรูปวงกลม ระหว่างที่มีคลื่นรบกวนเดินผ่านตามเส้นทางดังกล่าว เบซิลาร์ เมมเบรนจะ ถูกกระตุ้นให้สั่น เซลล์ขนซึ่งมีความไวสูงจำนวนมากจะเปลี่ยนความสั่นสะเทือนให้เป็นศักย์ไฟฟ้า กลายเป็นกระแสประสาทสู่สมองทางเส้นประสาทเสียงเพื่อ แปลเป็นความรู้สึกของเสียง อัตราการผลิตกระแสประสาทของเซลล์ขนขึ้นอยู่กับความเข้มและความถื่ของเสียง


            เสียงคือ การแปรผันความดัน (ในอากาศ น้ำ หรือตัวกลางชนิดอื่น) ซึ่งหูคนเราสามารถตรวจหาได้ เครื่องมือที่เรารู้จักเป็นอย่างดี ในการวัดการแปรผันความดันในอากาศคือ บาโรมิเตอร์ แต่ความดันที่แปรผันไป เพราะการเปลี่ยนแบบอย่างของลมฟ้าอากาศ เกิดขึ้นช้าเกินกว่าที่หูจะตรวจหาได้ เราจึงไม่ได้ยินเป็นเสียง ในคำนิยามของเสียง ถ้าการแปรผันในความดันบรรยากาศเกิดขึ้นเร็วกว่า ๒๐ ครั้งต่อวินาที หูจะได้ยินเป็นเสียง (อย่างไรก็ตาม บาโรมิเตอร์ไม่สามารถตอบสนองได้เร็วพอ จึงใช้วัดเสียงไม่ได้) จำนวนครั้งของการแปรผันใน ๑ วินาที เรียกว่า ความถี่ของเสียง วัดเป็นวัฏจักรต่อวินาที หรือเฮิรตซ์ (Hertz, Hz) ซึ่งเป็นหน่วยสากล พิสัยการได้ยินของมนุษย์อยู่ระหว่าง ๒๐ เฮิรตซ์ ถึง ๒๐,๐๐๐ เฮิรตซ์ (หรือ ๒๐ กิโลเฮิรตซ์) ส่วนเสียงของเปียโนอยู่ระหว่าง ๒๗.๕ เฮิรตซ์ ถึง ๔,๑๘๖ เฮิรตซ์

            ถ้าเราทราบอัตราเร็ว และความถี่ของคลื่นเสียง เราก็สามารถหาความยาวคลื่นของเสียงได้ ความยาวคลื่นคือ ระยะทางในอากาศจากยอดคลื่นลูกหนึ่ง ไปยังยอดของคลื่นอีกลูกหนึ่ง ความยาวคลื่น = อัตราเร็ว/ความถี่

            เราอาจให้คำนิยามเสียงว่า เป็นการเคลื่อนที่แบบคลื่นในอากาศ หรือตัวกลางยืดหยุ่นชนิดอื่น (สิ่งเร้า) หรืออาจกล่าวว่า เสียงเป็นการรบเร้าต่อกลไกการได้ยิน ที่ให้ผลเป็นการกำหนดรับรู้เสียง (เป็นการรู้สึกเพทนาการ หรืออินทรียสัมผัส)