大家看没看过这一集《名侦探柯南》——
怪盗基德利用“蚊音”发号施令,指引“少年侦探团”盗取麒麟角,而同屋的大叔们却听不见有什么声音。
图片来自:《名侦探柯南》
这里的“蚊音”是说蚊子振翅的嗡嗡声吗?那可不是,蚊音是一种自带“年龄歧视”属性的声音——柯南解释说,只有20岁以下的人能听见。
现实中真有这种声音吗?还是柯南老师他瞎编的?
耳蜗,声音信号“翻译官”
想不到吧,现实中,年轻才能听得见的“蚊音”真的存在!
可声音是如何“歧视”年龄的呢?想知道这个问题的答案,就得先明白听力是怎样形成的。
声音本质上是振动波,声源的振动通过空气传播形成声波。声波先由耳郭收集,经耳道传至鼓膜,触动鼓膜振动,再通过鼓膜后面的听小骨链,将振动准确传递到深处的耳蜗。经过这么多重传递,直到耳蜗,声音都还是振动波的原本形式。
但声音信息要被大脑接收,就得先转换成神经电信号。这里充当“信号翻译官”的,就是耳蜗。
耳蜗
人类的耳蜗,是一个硬骨质地的封闭螺管,外形像蜗牛壳,所以叫做“耳蜗”。耳蜗螺旋约两周半,里面充满着淋巴液,内壁上长有特殊的“毛细胞”。每个毛细胞都伸出一簇细长的纤毛,这些纤毛分为高中低三排,呈马蹄形布阵排列——就像一把把斜头毛刷。
声波传到耳蜗后,带动螺管内淋巴液的振动,浮于淋巴液中的纤毛也随之摇摆。毛细胞正是根据纤毛的摆动,将声波信息准确编码为电信号,再由神经传入大脑形成听觉。
耳蜗内壁上,每个毛细胞的表面都会伸出一撮纤毛,分为高中低三排,呈马蹄形排列,像把小刷子。通过充斥耳蜗的组织液,声波会引起纤毛的摇摆,毛细胞正是根据纤毛的摆动,将声音翻译成电信号。
高频音,年纪大了听不见
人类听力的极限,频率最低20赫兹,最高2万赫兹。但生活中常听到的声音,大多频率也就在1000~4000赫兹之间。
各种声音传入耳蜗后,沿螺管传播,由不同区域的毛细胞负责接收、“翻译”。靠近螺口处的毛细胞负责高频段声音,越往螺管深处走,负责的频段越低。
显微镜下的内耳毛细胞
图片来自网络
然而坏消息是,人的毛细胞是种消耗品,损耗后就没法再生。
刚出生的婴儿,每个耳蜗约有15000个毛细胞。十八岁毛细胞发育成熟后,数量就会逐年消耗减少,听力也跟着开始走下坡路。其中负责识别高频段声音的毛细胞位于螺口,低音高音都要经过,损耗最为严重,所以人们的听力减弱,也是从高音频段开始。
到了一定年龄,听力水平也会下降
这是一个渐进的过程,但就人体感觉而言,8000赫兹是一个比较明显的门槛,很多人到一定年龄后就听不见频率比它更高的声音了。(文末有音频,大家可以去听听)
超过8000赫兹的高频段声音,就被称为“蚊音”。
由于人耳毛细胞不能再生,于是人们发明了可以替代耳蜗的电子装置——人工耳蜗。它由两部分组成,之间以导线相连:外置麦克风戴在耳郭上,收集外部声音,并将声波转换成电信号;另一部分需要植入内耳,接收导线传入的电信号,并通过电极刺激听觉神经,将声音信号传入大脑。
佩戴人工耳蜗的小朋友
这种声音,你还想听吗?
年轻人拥有专属的声音,听起来好像很酷。于是 有人开始整活儿了,比如专门为青少年制作出了蚊音手机铃声,试图躲避爸妈的监督。
然而“蚊音”如果放大音量,听起来就非常尖利刺耳,让人很不舒服——也曾经有人发明了蚊音警报器,用超过8000赫兹的高频音,驱赶大半夜在街上扎堆儿扰民的不良少年,同时不影响附近大部分居民休息。不过这种警报器会让本来打算老老实实睡觉的儿童婴孩跟着躺枪......还会对人类听觉等造成潜在危害,因此多被禁止使用。
动画里,柯南曾解释说:蚊音只有20岁以下的人能听到,过了20岁就听不见了——实际上,能否听见蚊音的年龄可没这么精确。
因为
毛细胞的损耗,跟遗传、环境(安静或喧闹)等因素都有关系,听力退化的快慢也因人而异。有的人到了中年还能听见蚊音,而那些整天带着耳机,放超大音量听歌的少男少女,很可能早早地就失去了辨识蚊音的技能。这......说的好像就是我自己哈。
最后给大家放几段音频,从8kHz开始,你可以测试一下自己能听到哪里: