人間の聴覚の生体力学: 鼓膜の振動からコルチ器まで
人間の聴覚は、自然界で最も複雑な生体力学的感覚システムの 1 つです。空気中の音響振動が外耳道に入り、鼓膜（鼓膜）発振する。これらの微小な偏向は、中耳の 3 つの耳小骨によって増幅されます。槌骨、きぬた骨、あぶみ骨— 液体で満たされた蝸牛にエネルギーを伝達する機械的なレバー システムとして機能します。
蝸牛の中には、コルティ器官、約15,000 個の微細な感覚有毛細胞 (不動毛)。蝸牛はピアノのように調律的に組織されています。高周波音 (10,000 ～ 20,000 Hz) は硬い基底入口で有毛細胞を刺激し、一方、低周波音 (20 ～ 500 Hz) は柔軟な頂端まで深く伝わります。
生物学的耳年齢（老人性難聴）の科学
内耳に入るすべての音波は蝸牛の基底回転を通過しなければならないため、高周波不動毛は生涯を通じて最も高い累積せん断応力と酸化損傷に耐えます。この加齢に伴う難聴は、臨床的には次のように知られています。老人性難聴、それは若い成人期にいつの間にか始まります。
- 20歳未満：原始的な微細構造の不動毛の完全性を保って、最大 18,000 ～ 20,000 Hz の周波数を認識します。
- 30 ～ 40 歳:高周波のしきい値は約 15,000 ～ 16,000 Hz まで縮小します。
- 50 ～ 60 歳:知覚は 12,000 ～ 14,000 Hz 付近で最高になります。残響のある部屋で音声を明瞭にするには、より高い認知集中力が必要になります。
- 70歳以上：8,000 Hz を超える高周波はほとんど聞こえなくなり、次のような柔らかい子音の歯擦音を区別することが困難になります。/s/、/f/、/th/、および /sh/.
4 kHz Acoustic Trauma Notch: ヘッドフォンの損傷を診断する
徐々に進行する加齢性老人性難聴とは異なり、騒音性難聴 (NIHL) では聴力図に特徴的な特徴が現れます。4,000 Hz (4 kHz) の「音響ノッチ」8,000 Hz で部分回復あり。これは、人間の外耳道が音響共鳴器として機能し、2.5 kHz ～ 4 kHz の周波数を 10 ～ 15 dB 自然に増幅するために発生します。カナル型イヤホンで大音量の音楽を聴いたり、耳栓なしでロックコンサートに参加したりすると、4 kHz の蝸牛領域が不釣り合いに高い音響エネルギーを吸収し、有毛細胞の不動毛の崩壊や慢性的な耳鳴りを引き起こします。