这就是说,当声波由外耳传入内耳时,“基底膜”的振动会以行波的形式出现。行波在传输过程中,振幅会逐渐增大,到达某一部位后,又会迅速衰减。
这是因为不同频率的声音能够激起“基底膜”不同部位的振动,靠近耳蜗底部的位置,对高频声音最敏感,而愈向耳蜗顶部蜗孔的部位,则对低频声音愈敏感。
总而言之,声音频率越高,行波振幅最大点的位置,就越靠近蜗底;在每个声音频率上,声音的强度越大,“基底膜”的振动幅度也越大,并且会带动“基底膜”更宽的部分振动。
在“基底膜”的充满“内淋巴液”的一侧,分布着大量的“柯蒂氏器”。“柯蒂氏器”,也叫“corti氏器”,另外它还有一个名字,叫做“螺旋器”,它是耳蜗中真正的听觉感受器。柯蒂氏器由两种细胞组成,其中一种叫做“支持细胞”,而另外一种,就是莫维所提到“毛细胞”。
所谓“毛细胞”,其实是一种能够感受声波刺激的上皮细胞。
“毛细胞”浸浴于“内淋巴液”中,在这种细胞的底部,分布着“蜗神经”的末梢,这样,当“毛细胞”受到刺激而兴奋时,产生的神经冲动,就可以通过“蜗神经”,传向大脑,进而产生听觉。
“毛细胞”的顶部,覆盖有“静纤毛”,在“静纤毛”的上方,又有一层“盖膜”;这“静纤毛”的一端,嵌在“毛细胞”的细胞体中,而它的另一端,则伸向它上方的“盖膜”。
当“毛细胞”下方的“基底膜”发生振动时,就会改变“盖膜”与“毛细胞”之间的相对位置,这样一来,位于“盖膜”与“毛细胞”之间的“静纤毛”,就会发生倾斜或弯曲。
“静纤毛”发生倾斜或者弯曲,对于“毛细胞”来说,就是一种刺激信号。这会诱发“毛细胞”去极化,并且释放化学递质,进而就会兴奋听神经纤维,引发神经冲动……这样,就产生了听觉信号。
这个过程说起来复杂,但是简单地说,可以把“柯蒂氏器”看作一种传感装置,它能把耳蜗内流体速度的变化,转化成神经冲动,这样一来,就实现了机械振动向神经传导信号的转换。
曼洛通过“概念树”,又找到了一段演示动画,把声波由外耳、中耳传入内耳,并且振动“基底膜”,最终,又刺激“毛细胞”产生听觉信号……的过程,完整地演示了一遍。
这时,莫维说道:“看到了吧,不同频率的声音,可以振动不同部位的‘基底膜’,然后又可以刺激不同的‘毛细胞’,这样,就会产生不同的神经冲动信号……人耳能够区别不同频率的声音,就是因为这个原理……”
看到曼洛点了点头,莫维又说:“你还可以查一下——人耳可识别声音的频域,范围为z,上限和下限的频率差,可以达到1000倍。但是人耳的听觉感受细胞,也就是毛细胞,数量却不过只有几千个而已……这与人的视觉感受细胞相比,要低4至5个数量级……”
“嗯,我明白你的意思……”曼洛点头说道,“你是想说,虽然听觉感受细胞的数量不多,但是它所接受的外界信息,却一点儿也不比视觉感受细胞少……”
“没错……”莫维说道,“这个原因在于……”