Oren: horen en evenwicht

Drie kleine botjes in het middenoor geven geluid door aan het binnenoor, en het menselijke gehoor bestrijkt geluiden van ongeveer 20 tot 20 000 trillingen per seconde.

Van lucht naar vloeistof

Als iemand praat, wordt de lucht voor zijn mond vele keren per seconde samengeperst en uitgerekt. Die drukgolven reizen naar je hoofd, en je oor moet ze omzetten in elektrische signalen die een zenuw kan voeren. Het National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) beschrijft het proces als een keten van stappen, en elk deel van het oor neemt er een voor zijn rekening.

Geluidsgolven komen het buitenoor binnen en reizen door de gehoorgang naar het trommelvlies. Het trommelvlies trilt en geeft de trillingen door aan drie kleine botjes in het middenoor: de hamer, het aambeeld en de stijgbeugel. Hun Latijnse namen betekenen ongeveer hamer, aambeeld en stijgbeugel. De botjes versterken de trillingen en geven ze door aan het slakkenhuis in het binnenoor via een met een vlies bedekte opening die het ovale venster heet. Het middenoor is ook met de keel verbonden door de buis van Eustachius, die helpt de luchtdruk aan beide kanten van het trommelvlies gelijk te houden.

In het slakkenhuis

Het slakkenhuis is een slakvormige buis gevuld met vloeistof. Een elastische tussenwand, het basilaire membraan, loopt over de hele lengte en verdeelt het in een bovenste en een onderste deel. Als de stijgbeugel tegen het ovale venster duwt, golft de vloeistof en ontstaat er een lopende golf langs het basilaire membraan. Zintuiglijke haarcellen zitten erbovenop. Elk heeft een bundel kleine uitsteeksels die stereocilia heten, gerangschikt van langste naar kortste. Als de golf de haarcellen beweegt, stoten de stereocilia tegen een bovenliggend membraan en buigen. Het buigen opent kanalen aan hun toppen, ionen stromen naar binnen en er begint een elektrisch signaal. De gehoorzenuw voert het signaal naar de hersenen.

Hoe hoort het oor het verschil tussen een hoge en een lage toon? Het basilaire membraan is niet overal hetzelfde. Hoogfrequente golven bewegen het deel vlak bij de basis van het slakkenhuis, dicht bij het ovale venster, terwijl laagfrequente golven het deel vlak bij de top bewegen. De plaats van een haarcel vertelt de hersenen dus de toonhoogte. OpenStax vergelijkt dit met een prisma dat licht in zijn kleuren uiteen laat vallen. Het bereik loopt van ongeveer 20 Hz bij de top tot ongeveer 20 000 Hz bij de basis. Eén hertz is één trilling per seconde.

De evenwichtsorganen

Naast het slakkenhuis, in hetzelfde benige labyrint, zit het vestibulaire systeem. Het gebruikt dezelfde soort haarcel om het hoofd waar te nemen in plaats van geluid. De utriculus en de sacculus nemen de stand van het hoofd en rechtlijnige beweging waar. Hun haarcellen steken in een gel met bovenop kleine kristallen van calciumcarbonaat die otolieten heten. Als je je hoofd kantelt of in een auto optrekt, loopt de zware laag achter en buigen de stereocilia.

De drie halfcirkelvormige kanalen nemen rotatie waar. Het zijn met vloeistof gevulde lussen die ruwweg haaks op elkaar staan, zodat ze samen elke richting bestrijken waarin het hoofd kan draaien. In elk kanaal zit een geleiachtig zeiltje, de cupula, op een groepje haarcellen. Als je je hoofd draait, loopt de vloeistof achter, buigt de cupula en geven de haarcellen aan welke kant je opdraaide. Het NIDCD wijst erop dat evenwicht ook afhangt van de ogen en van spier- en tastsensoren in de benen, en de hersenen combineren ze allemaal.

Dit is lesmateriaal over hoe het lichaam is gebouwd en werkt. Het is geen medisch advies en is niet bedoeld om iemand te diagnosticeren of te behandelen.