Sistem auditori merupakan sistem pemrosesan aktif, otak turut andil dalam memproses gelombang mekanik suara menjadi sinyal nerve. Otak bisa menambah dan mengurangi gain dalam sistem auditori.
Mekanika kontrol otak ke sistem pendengaran tersebut juga meliputi kemampuan otak untuk mengendalikan hair cell, artinya sistem efferent (dari otak ke peripheral) bisa mengontrol ketidak-linearan sistem pendengaran.
Lagi, bagian-bagian telinga dapat dipecah sebagai berikut:
 |
| Anatomi manusia (dimodifikasi dari Wikipedia) |
Pembagian telinga tersebut (luar, tengah, dalam) berdasarkan bentuk sinyal saat memasuki bagian tersebut yakni mekanik (akustik), getaran dan elektrik.
Telinga bagian luar
Telinga bagian luar terdiri atas pinna, concha dan kanal telinga. Bagian ini berguna untuk mengempasis suara frekuensi tinggi yang membantu sistem pendengaran kita untuk menentukan letak dari sumber suara. Secara umum, telinga bagian luar bertugas mengarahkan sinyal akustik menuju ear drum / membran timpani.
Telinga bagian tengah
Telinga bagian tengah berfungsi untuk impedance matching, seperti yang telah dijelaskan di sini. Bagian ini merupakan bagian berisi udara diantara eardrum dan terdapat tiga tulang terkecil didalam tubuh yang disebut ossicles (auditory ossicle) yang terdiri atas malleus, incus dan stapes. Stapes terhubung ke cochlea melalui oval window. Gambar di bawah ini menunjukkan detail anatomi telinga bagian tengah.
 |
| Anatomi telinga bagian tengah (dimodifikasi dari wikipedia) |
Telinga bagian dalam
Telinga bagian dalam merupakan bagian terpenting yang terdiri dari sistem auditori (cochlea), sistem vestibuli serta perylimph dan endolimph. Gambar berikut menunjukkan detail anatomi telinga bagian dalam.
 |
| Anatomi telinga bagian dalam (dimodifikasi dari wikipedia) |
Cochlea
Anaotmi Cochlea:
Dua membranes (partitions)
- Reissner’s membrane
- Basilar membrane
Tiga kompartemen:
- Scala vestibuli
- Scala tympani
- Scala media
Masuk
- Oval window
Keluar
- Round window
Anatomi organ corti:
1. Hair cell
- Inner hair cells: IHCs : 3,500 cells
- Outer hair cells: OHCs: 12,000 cells
2. Tectorial membrane
Basilar membrane
Bandpass filter merupakan kumpulan bandpass filter kontinyu. Berapa jumlah filternya, tidak diketahui sampai sekarang. Setiap filter memiliki lebar bandwith yang berbeda (melebar) dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi. Respon basilar membrane merupakan salah satu dasar dari ketidak-linearan telinga yang akan dibahas pada tulisan selanjutnya.
Gambar penampang cochlea dalam koil dan penampang irisannya tanpa koil ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Di situ terjadi perubahan getaran fluida menjadi impuls saraf (nerve impulse) yang dipersepsi oleh otak sebagai suara.
 |
| Irisan penampang cochlea, dengan koil (atas) dan tanpa koil (bawah) |
Pengukuran Basilar membrane
Pengukuran dan respon basilar membran sering dimodelkan dengan dua sinyal berikut:
1. Gammatone : gamma + (pure) tone
2. Gammachirp : gammar + chirp
gamma: sinyal memiliki distribusi gamma
chirp: karakteristik sinyal pendek dan tajam (seperti suara burung dan insekta)
Transduksi
Proses transduksi merupakan perubahan dari getaran (displacement) dari basilar membrane menjadi aktivitas elektrik. Gerakan basilar membrane ini disebut sebagai basilar membrane motion (bmm). Poresesnya adalah sebagai berikut:
- Gerakan basilar membrane menuju scala tympani menghasilkan efek yang berlawanan, menyebabkan stereocilia membengkok ke kiri.
- Ketika stereocilia kembali membenkok ke kanan, ujung sambungannya melar dan kanal ion terbuka. Ion K+ yang bermuatan positif memasuki sel, menyebabkan bagian dalam sel menjadi lebih positif (depolarization).
- Ketika stereocila membengkok ke arah sebalinya, ujung sambungan menjadi kendor dan kanalnya menjadi longgar.
Detail proses tersebut bisa dilihat pada video berikut:
Gerakan Outer Hair Cell (OHC) pada penjelasan di atas dapat dilihat di video di bawah ini.
Gerakan Outer Hair Cell (OHC) pada penjelasan di atas dapat dilihat di video di bawah ini.
Jadi, pergerakan stereocilia menghasilkan dua hal:
1. Perubahan elektrik pada IHC
2. Firing (aktivitas) di neuron (spike)
1. Perubahan elektrik pada IHC
2. Firing (aktivitas) di neuron (spike)
Persepsi manusia terhadap "fase"
Dapatkah kita mempersepsi perbedaan fase suara? Banyak buku yang menyatakan bahwa manusia "tuli" terhadap persepsi fase. Jadi, telinga manusia sensitif terhadap amplitudo dan frekunesi, tapi tidak sensitif (tuli) terhadap (perubahan) fasa. Contoh sederhana kita tidak bisa membedakan bunyi sin ketika fasenya diubah.Bersambung ke artikel selanjutnya: Ketidaklinearan sistem pendengaran [6].
