大家看沒看過這一集《名偵探柯南》——
怪盜基德利用“蚊音”發号施令,指引“少年偵探團”盜取麒麟角,而同屋的大叔們卻聽不見有什麼聲音。
圖片來自:《名偵探柯南》
這裡的“蚊音”是說蚊子振翅的嗡嗡聲嗎?那可不是,蚊音是一種自帶“年齡歧視”屬性的聲音——柯南解釋說,隻有20歲以下的人能聽見。
現實中真有這種聲音嗎?還是柯南老師他瞎編的?
耳蝸,聲音信号“翻譯官”
想不到吧,現實中,年輕才能聽得見的“蚊音”真的存在!
可聲音是如何“歧視”年齡的呢?想知道這個問題的答案,就得先明白聽力是怎樣形成的。
聲音本質上是振動波,聲源的振動通過空氣傳播形成聲波。聲波先由耳郭收集,經耳道傳至鼓膜,觸動鼓膜振動,再通過鼓膜後面的聽小骨鍊,将振動準确傳遞到深處的耳蝸。經過這麼多重傳遞,直到耳蝸,聲音都還是振動波的原本形式。
但聲音信息要被大腦接收,就得先轉換成神經電信号。這裡充當“信号翻譯官”的,就是耳蝸。
耳蝸
人類的耳蝸,是一個硬骨質地的封閉螺管,外形像蝸牛殼,所以叫做“耳蝸”。耳蝸螺旋約兩周半,裡面充滿着淋巴液,内壁上長有特殊的“毛細胞”。每個毛細胞都伸出一簇細長的纖毛,這些纖毛分為高中低三排,呈馬蹄形布陣排列——就像一把把斜頭毛刷。
聲波傳到耳蝸後,帶動螺管内淋巴液的振動,浮于淋巴液中的纖毛也随之搖擺。毛細胞正是根據纖毛的擺動,将聲波信息準确編碼為電信号,再由神經傳入大腦形成聽覺。
耳蝸内壁上,每個毛細胞的表面都會伸出一撮纖毛,分為高中低三排,呈馬蹄形排列,像把小刷子。通過充斥耳蝸的組織液,聲波會引起纖毛的搖擺,毛細胞正是根據纖毛的擺動,将聲音翻譯成電信号。
高頻音,年紀大了聽不見
人類聽力的極限,頻率最低20赫茲,最高2萬赫茲。但生活中常聽到的聲音,大多頻率也就在1000~4000赫茲之間。
各種聲音傳入耳蝸後,沿螺管傳播,由不同區域的毛細胞負責接收、“翻譯”。靠近螺口處的毛細胞負責高頻段聲音,越往螺管深處走,負責的頻段越低。
顯微鏡下的内耳毛細胞
圖片來自網絡
然而壞消息是,人的毛細胞是種消耗品,損耗後就沒法再生。
剛出生的嬰兒,每個耳蝸約有15000個毛細胞。十八歲毛細胞發育成熟後,數量就會逐年消耗減少,聽力也跟着開始走下坡路。其中負責識别高頻段聲音的毛細胞位于螺口,低音高音都要經過,損耗最為嚴重,所以人們的聽力減弱,也是從高音頻段開始。
到了一定年齡,聽力水平也會下降
這是一個漸進的過程,但就人體感覺而言,8000赫茲是一個比較明顯的門檻,很多人到一定年齡後就聽不見頻率比它更高的聲音了。(文末有音頻,大家可以去聽聽)
超過8000赫茲的高頻段聲音,就被稱為“蚊音”。
由于人耳毛細胞不能再生,于是人們發明了可以替代耳蝸的電子裝置——人工耳蝸。它由兩部分組成,之間以導線相連:外置麥克風戴在耳郭上,收集外部聲音,并将聲波轉換成電信号;另一部分需要植入内耳,接收導線傳入的電信号,并通過電極刺激聽覺神經,将聲音信号傳入大腦。
佩戴人工耳蝸的小朋友
這種聲音,你還想聽嗎?
年輕人擁有專屬的聲音,聽起來好像很酷。于是 有人開始整活兒了,比如專門為青少年制作出了蚊音手機鈴聲,試圖躲避爸媽的監督。
然而“蚊音”如果放大音量,聽起來就非常尖利刺耳,讓人很不舒服——也曾經有人發明了蚊音警報器,用超過8000赫茲的高頻音,驅趕大半夜在街上紮堆兒擾民的不良少年,同時不影響附近大部分居民休息。不過這種警報器會讓本來打算老老實實睡覺的兒童嬰孩跟着躺槍......還會對人類聽覺等造成潛在危害,因此多被禁止使用。
動畫裡,柯南曾解釋說:蚊音隻有20歲以下的人能聽到,過了20歲就聽不見了——實際上,能否聽見蚊音的年齡可沒這麼精确。
因為
毛細胞的損耗,跟遺傳、環境(安靜或喧鬧)等因素都有關系,聽力退化的快慢也因人而異。有的人到了中年還能聽見蚊音,而那些整天帶着耳機,放超大音量聽歌的少男少女,很可能早早地就失去了辨識蚊音的技能。這......說的好像就是我自己哈。
最後給大家放幾段音頻,從8kHz開始,你可以測試一下自己能聽到哪裡:
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