소리가 인지되는 청각의 구조

소리가 인지되는 청각의 구조

청각은 의사소통에서 가장 중요한 감각이다. 청각의 대상이 되는 소리는 공기의 진동으로 생성된다. 흔히 사용하는 주파수는 1초당 한 점을 통과하는 파동의 수를 의미하며, 사람은 20~20000헤르츠의 소리를 들을 수 있다.

이 주파수의 범위는 그리 넓지 않다. 동물의 종류에 따라 들을 수 있는 주파수가 다르다. 고래는 사람보다 낮은 소리와 높은 소리를 잘 듣고, 박쥐는 높은 소리를 잘 듣고 그 소리의 반사를 통해 음원의 방향과 거리를 식별할 수 있다.

소리의 크기는 데시벨로 표시하는데 1미터 거리에서 속삭일 때 들리는 소리를 0데시벨이라고 한다. 4미터 거리에서의 대화소리는 40데시벨, 복잡한 시내의 소음의 소리는 80데시벨, 아스팔트를 파내는 기계 소리는 120데시벨, 제트기 엔진 소리는 160데시벨이다.

오랜 시간동안 80데시벨 이상 되는 소리를 들으면 청각을 잃을 수 있고, 시끄러운 환경에서 계속 일하면 난청이라는 청력 장애가 올 수 있다.

 

인간의 귀는 소리를 모아 고막까지 전달하는 외이, 공기의 진동을 액체의 진동으로 변환하는 고막과 이소골이 들어있는 중이, 소리를 인식해서 전기신호로 변환하는 내이로 구성된다.

소리는 외이를 통해서 고막에 전달되고, 고막은 그 소리를 증폭시켜서 이소골로 전달한다. 이소골은 망치골, 모루골, 등자골이라는 고막에 연결된 작은 3개의 뼈로 이뤄진다.

이소골의 형태는 진화를 하지 않아 고등동물, 하등동물 모두 생김새가 매우 비슷하다. 이소골의 역할은 달팽이관 속 액체를 진동시켜서 소리를 느끼게 한다. 3개의 이소골은 지렛대 원리로 효율적으로 힘을 전달한다.

나이가 들면 이소골의 지렛대의 작동이 제대로 되지 않고, 들을 수 있는 소리의 스펙트럼도 달라지기 때문에 노인성 난청이 발생하는데 소리를 크게 하면 들을 수 있다.

중이는 유스타키오관이라고 불리는 인두와 연결된 관이 있는데, 중이의 압력을 대기압과 같도록 맞추는 역할을 한다. 비행기 안에서 급변하는 기압에도 먹먹하지만 귀를 보호할 수 있는 이유이다.

영유아기 때는 아직 덜 발달된 상태이기 때문에 통증이 발생할 수 있기 때문에 물을 먹이면서 유스타키오관을 열어줘야 하며, 감기가 걸린 경우에 가끔 귀에 통증을 느낀다면 이와 연관이 있다.

귀의 가장 안쪽에 위치한 내이는 달팽이관과 전정기관, 3개의 반고리관으로 이뤄져 있다. 달팽이관은 두바퀴 반 정도 관이 감겨 있고, 내이의 구조는 림프액으로 가득차 있고, 림프액 속에 소리를 전기신호로 바꾸는 유모세포들이 자리잡고 있다.

 

평형감각은 3차원 공간에서 우리 몸이 어디에 위치하고 어떤 방향으로 움직이는지 인식하여, 그 정보를 바탕으로 자세를 바로 잡는 기능을 한다. 시각 정보가 중요한 역할을 한다.

평형감각 감수기는 달팽이관과 붙어 있고 3개의 반고리관으로 구성되어 있으며, 내부는 림프액으로 차 있다. 감각 수용은 유모세포가 담당한다. 유모세포는 아주 작은 탄산칼슘 돌을 가지고 있으며, 전정기관이라 한다.

전정기관은 전후좌우, 상하 직선운동, 회전운동을 인식한다. 멀미는 전정기관의 과민한 활동에 의해 일어나는 현상으로, 기능에 이상이 생기면 심한 어지럼증을 느낄 수 있다.

 

미각은 혀의 표면에 존재하는 감각을 통해 입 속에 녹아 있는 음식물의 맛을 느낀다. 혀의 위치에 따라 맛의 종류가 다르다고 알려졌으나, 이는 사실이 아님이 밝혀졌다.

인간이 느끼는 맛은 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛 등이 있는데 혀의 모든 부위에서 느낄 수 있다. 나이, 호르몬, 온도 등에 따라 다르게 느끼며, 후각과 큰 연관을 가지고 있다.

후각은 코에 있는 감각기를 통해 공기 속의 냄새를 인지한다. 후각은 자극이 오래 지속되면 순응하는 특징이 있고, 남자보다는 여자가 예민하다고 한다.

미각과 후각은 각각 다른 기관에서 담당하고 있지만, 둘의 역할은 뚜렷이 구분되지 않는다. 실제 미각은 후각 없이 제대로 작동하지 못한다. 혀만으로 맛을 정확하게 구분하는 것은 불가능하다.

미각과 후각을 느끼는 것은 코와 혀가 담당하지만, 그 느낌을 인지 및 분류하는 것은 감각기관이 아닌 뇌이다. 이에 맛과 냄새 또한 경험에 따라 달라질 수 있기에, 어릴 때 여러 가지 맛을 학습해두어야 한다.