Egy hang akkor tekinthető magasnak, amikor a hozzá tartozó rezgés nagyobb az idegekhez tartozó frekvenciáknál, ilyenek az 1000 hertznél nagyobb rezgésszámú hangok. Az idegsejtek ennél nagyobb gyakoriságú jelismétlésre nem képesek, így elvileg a magas hangokhoz tartozó rezgéseket már nem követik. Érdekes egybeesés, hogy az emberi beszéd és ének frekvenciája is - a felharmonikusokat nem tekintve - legfeljebb 1000 Hz. Tehát a zenei háromvonalas c az 1047 Hz frekvenciájával már magas hangnak is tekinthető - nem is tudja bárki kiénekelni.
A hallás folyamata
Ahhoz, hogy hangot - magasat vagy mélyet - halljunk, a fülkagylónak össze kell gyűjtenie a rezgést, amely aztán a hallójáraton halad keresztül. A fülkagylónak is van erősítő hatása, a hallójárat pedig cső-rezonátorként működik, így kétszeresére-háromszorosára erősítve adja tovább a rezgéseket a dobhártyának, az pedig a kalapács nevű hallócsontocskának. A kalapács a szomszédos csontocskákat, az üllőt és a kengyelt hozza rezgésbe, melyek az úgynevezett ovális ablakkal érintkeznek, amelynek a túloldalán egy folyadékkal kitöltött térrész van. Ez a folyadék is átveszi a rezgéseket, és az alaphártyán elhelyezkedő 10-30 mikrométer hosszúságú hallószőröknek adja tovább. A megrezgetett hallószőrök elektromos ingereket továbbítanak az agyba.
A folyamat egészen a hallószőrökig lineáris, azaz erősebb hang arányosan nagyobb amplitúdójú rezgéseket hoz létre a fül szervecskéiben. A hallószőrök viszont a rezgésük erősségének logaritmusával arányos elektromos jelet hoznak létre. Ez a Weber-Fechner féle szabályszerűség akkor érvényes, ha ugyanakkora rezgésszámú hangok összegzéséről van szó. Egymástól távol eső hangokat együtt hallva viszont sérül ez a szabály, és erősebb ingerület jön létre.
A hallószőrök pulzusszerűen küldik az elektromos jeleket. Van egy bizonyos tehetetlenségük, mint minden idegsejtnek. Egy "tüzelés" - ingerküldés - után fel kell töltődniük, hogy újra "lőhessenek". A legrövidebb feltöltődési idő egy millimásodperc, tehát a legnagyobb ingergyakoriság, amire bármely ideg képes, 1000 pulzus másodpercenként. Maguk a hallószőrök akár ennél gyorsabban is tudnának működni, de az idegsejtek nem képesek nagyobb gyakoriságú jelfogadásra.
Bill Haley Rock Around The Clock-jára "táncoló" hallószőr
Az emberi fül viszont akár húszezer hertzes hangokat is felfog. Evolúciós szempontból előnyös volt a magas frekvenciatartományok észlelésének képessége, és egy trükkre volt szükség ahhoz, hogy a "tehetetlen" idegrendszer dacára az 1000 Hz feletti rezgésszámú hangok is hallhatóak legyenek. Mivel a hangmagasság folytonos emelésekor a mély hangoktól a magasak felé a hallgatók nem éreznek különös átmenetet az 1000 Hz átlépésekor, sejthető, hogy ez a jelenség az 1000 Hz alatti hangoknál is fennáll.
Hallószőrök
Még a legmélyebb hangok észlelésére is igaz, hogy a hallósejtek egy rezgési periódus alatt legfeljebb egyszer sülnek ki. Ez a kisülés a periódusidő egyik felében történik. Még a kis frekvenciáknál sem sül ki mindegyik periódusban a hallósejt. Néha - látszólag véletlenszerűen - kisül, az idegrendszer pedig összeveti az egyes hallósejtek jeleit és megkeresi a közös periódust. Így végül a hallott hang frekvenciáját az idegi jelek közötti időszakaszok "legnagyobb közös osztójából" rekonstruálja az agy.
Posztobányi Kálmán