3.1. İşitme Mekanizması

Işık gibi ses de bir enerjidir. Moleküllerin titreşim hareketleri sonucunda ses dalgaları oluşur ve bu ses dalgaları, maddenin her 3 halinde (katı, sıvı ya da gaz) ilerleyebilir. Sesin bir ortamda yayılma hızı, ortamın bileşimine, yoğunluğuna ve sıcaklığına bağlı olarak değişir. Örneğin havada 0°C’de 331 m/s ve 25°C’de 346 m/s hızla yayılan ses, 25°C sıcaklıkta normal suda 1493 m/s ve deniz suyunda da 1533 m/s hızla yayılır.

Genel tanımıyla işitme, ortamdaki ses dalgalarını bir organ yardımıyla tespit ederek, bunları “ses” olarak algılayabilmektir. Ses dalgalarının birbirlerinden ayırt edilmeleri şiddet, dalga şekli ve frekans farklarına göre olur. Sesin şiddeti, titreşimlerin şiddetidir. Frekans ise saniyedeki titreşim sayısıdır ve sesin “tonunu” tanımlar. Frekans arttıkça sesler incelir, azaldıkça da pesleşir. Her canlının işitebildiği frekans aralığı farklıdır. Örneğin, insan kulağı frekansları ortalama 20Hz ile 20.000Hz arasında olan sesleri algılayabilirken, ev kedisinin işitebildiği frekans aralığı 100Hz-60.000Hz, farenin ise 1000Hz-90.000Hz’dir.

Dalga şekli, sesin karakterini ve kalitesini, bir diğer deyişle tınısını belirtir. Şiddeti ve frekansı aynı olan iki sesin, tınıları farklı olabilir. Örneğin, farklı müzik aletleri, aynı nota için farklı tınılar verirler. Bunun nedeni, müzik aletinin yapıldığı tahta ya da metalin, sesin tınısını değiştirmesidir. Her maddenin bir tınısı vardır. Kulak zarınınsa bir tınısı bulunmaz. Bu nedenle, kulak zarı kendi üzerine gelen ses dalgalarını iç kısımlara iletirken, bu seslerin kalitesini değiştirmez.

İşitme, mekanik uyaranlar etkisiyle gerçekleşir. Gelişmiş hayvanların çoğu, işitme duyusu için özelleşmiş bir işitme sistemi kullanırlar. Bu sistemde, bir kulak yardımıyla titreşimler tespit edilerek toplanır ve beyinde işlenmek üzere sinir uyartılarına dönüştürülür. Dış, orta ve iç olmak üzere 3 bölümden oluşan kulak, mekanik uyarılara karşı duyarlı almaçlar içerir. Bazı canlılardaysa, işitme için gerekli titreşimlerin alınması, farklı yapılarla sağlanır.

3.2. Farklı Canlılarda İşitme

Canlılarda işitme duyusunun gelişimi, seslere duyulan gereksinimle paraleldir. Genel olarak, birbirleriyle sesler yoluyla anlaşan canlılarda işitme aralığı çok daha geniştir. Örneğin, ötücü kuşların işitme sistemleri ve işitme aralıkları, ötücü olmayan kuşlara göre daha gelişmiştir. Ses çıkarmayan bazı böcek türlerinde de, işitme sisteminin gelişimine gerek duyulmamıştır. Ancak sesler, çoğu canlı türünde, avcılardan korunabilmek ve çiftleşebilmek için büyük önem taşır.

Geceleri yaşayan ve avlanan (nokturnal) hayvanların işitme duyuları da iyi gelişmiştir. Bu durum, az ışıkta karşı karşıya kalınan görüş kaybını telafi eder.

Su altında ses, genel olarak havada yayıldığının 4-4,5 katı hızla yayılır. Böylece, çok düşük frekanslı sesler bile çok uzaktan duyulabilir. Tatlısu ve deniz canlıları, suyun bu özelliğinden ötürü, çeşitli derecelerde işitme sistemleri geliştirmişlerdir.

Deniz omurgasızları, kendilerinden daha gelişmiş deniz canlılarının sahip oldukları işitme organlarına sahip değildirler. Ancak, vücutlarının içinde bulunan özel duyu organları sayesinde ses dalgalarının titreşimlerini algılayabilirler. Kordotonal organlar olarak bilinen bu yapılar, eklemlerin birleşme yerlerinde bulunur ve mekanik uyaranlara karşı duyarlıdır. Esas olarak hareket ve basınç algısında kullanıldığı bilinen bu organların işitmede de rolü olduğu gösterilmiştir. Ancak, bu canlılardaki işitme, omurgalılarda görülen işitmeden oldukça farklıdır.

Sucul omurgalılar olan balıklar, sesleri tespit edebilmek ve algılayabilmek için özel duyusal uyumlar geliştirmişlerdir. Bu özel sistem, iç kulağa ek olarak, vücudun yan tarafında uzanan yanal çizgiyi (linea lateralis) de içerir. Bu ikili sistem “octavo-lateralis” olarak bilinir.

Yanal çizgi sistemi, suyun parçacık hareketini algılayabilen küçük duyu kıllarına sahiptir. Nöromast adı verilen özel almaç üzerinde yer alan bu kıllar, balık ve çevresindeki su arasındaki harekete karşı duyarlıdırlar. İç kulaktaki duyu kılları gibi işlev görürler ve düşük frekanslı seslerin algılanmasında yardımcıdırlar.

Balıkların vücutları, yaklaşık olarak suyla aynı yoğunluktadır. Bu nedenle, ses dalgaları suda iletildiği gibi vücutlarında da iletilir ve balığın tüm vücudunu hareket ettirir. Balıkların iç kulaklarında, yoğunluğu sudan ve balığın kendi vücudundan daha fazla olan kulak kemikleri bulunur. “Otolit” adı verilen bu kemikler, ses dalgaları varlığında, balığın vücudundan daha yavaş olacak şekilde hareket ederler. Balığın vücudunun ve kulak kemiklerinin hareketi arasındaki fark, iç kulakta yer alan duyu kıllarını uyarır ve “ses” algısını sağlar. Kalsiyum karbonat yapısındaki kulak kemikleri, halkalı yapıdadır ve bu halkalardan yaş tayini de yapılır.

Balıkların vücudunda bulunan yüzme kesesi, içi havayla dolu olan ve suyun kaldırma gücünü dengelemeyi sağlayan özel bir yapıdır. Bazı balıklarda bu kese iç kulakla bağlantılıdır ve işitme duyarlılığını yükseltir.

Balinalar, yunuslar ve denizinekleri gibi sucul memelilerin işitme sistemi, karasal memelilerinkine benzemekle birlikte, önemli farklar göstermektedir. Çoğunda bir kulak kepçesi bulunmadığı gibi, bazılarında orta kulak kanalları da kulak zarıyla bağlantılı değildir. Bu canlılarda, çevrede oluşan ses dalgaları, alt çenenin çevresini saran yağlar aracılığıyla orta kulağa iletilir. Balinaların ve yunusların kulakları ayrıca, bizlerde olduğu gibi kafatasına bitişik değildir, kafatasının dış kısmında yer alırlar. İç kulağın çalışma şekliyse karasal memelilerle aynıdır. Ancak, işitmeyle ilişkili sinir hücrelerinin ve bağlantılarının sayısı karasal memelilerden çok daha fazladır.

Fok, denizaslanı ve mors gibi hem suda hem karada yaşayan memelilerdeyse, hem suda hem de havada işitmeye uygun yapıda “amfibik” kulaklar bulunur. Bu canlılarda kulak kepçesi küçülmüş, indirgenmiş ya da tamamen kaybolmuş olabilir. Dış kulak kanalı içinde bulunan kaslar ve kıkırdak yapıdaki bir kapak, suyun altına inildiğinde iç kulağı sudan korur. Bunun dışında, orta ve iç kulak yapıları ve çalışma şekilleri karasal memelilerle aynıdır.

Karasal işitmenin en önemli farkı, sesin çıkış noktasının yerini ve uzaklığını tayin edebilmedir (lokalizasyon). Bu, ses dalgalarının her iki kulağa ulaşma süresini karşılaştırma yardımıyla yapılır. Memeli hayvanların çoğunda, orta kulakta 3 tane işitme kemiği bulunur. Kuşlardaysa yalnızca tek bir işitme kemiği vardır.

İç kulak yapısı, omurgalı hayvanların çeşitli gruplarında farklılık gösterir. Tüm omurgalılarda sekizinci kranial sinirle donatılmış olan iç kulak, yalnızca memelilerde spiral şekilli bir salyangoz (kohlea) taşır. Balıklar, iki yaşamlılar ve sürüngenlerse, basit yapılı olan ve kohleadan çok daha düşük frekanslı sesleri algılayabilen vestibular organlara sahiptirler.

Kurbağalarda ve yılanlarda dış kulak bulunmaz. Kurbağalarda gözlerin hemen arkasındaki bölgede, vücudun dış yüzeyinde bulunan bir kulak zarı yer alır. Yılanlardaysa, yalnızca iç kulak yapıları bulunur. Seslerin, çenelerin hemen gerisinde bulunan kuadrat kemiğinin titreşimi aracılığıyla iç kulağa iletildiği düşünülmektedir.

İşitilebilir ses frekans aralığına etki eden diğer bir koşul, iç kulaktaki zar yapısının kalınlığıdır. Kalın ve büyük bir zar düşük frekanslı seslere daha iyi tepki verebilirken, ince ve gergin bir zarsa yüksek frekanslı seslere daha iyi tepki verebilir.

İnsan kulağının algılayabildiği ses aralığı (20Hz – 20kHz), “sonik frekanslar” olarak bilinir. Bu aralıktan daha alçak frekanslı olan sesler “infrasonik” olarak bilinir. Yılanlar, karın kasları aracılığıyla, topraktan gelen infrasonik ses titreşimlerini algılayabilirler. Balinalar, timsahlar, gergedanlar, hipopotamlar, zürafalar ve filler de birbirleriyle iletişim kurabilmek için infrasonik sesleri kullanırlar. Kayıp olmadan uzun mesafeleri geçebilen infrasonik sesler, ayrıca depremleri takip eden sismograflar tarafından da kullanılır.

Çok yüksek frekanslı olan seslere de “ultrasonik” denir. Bazı yarasa türleri ve sucul memeliler, hareketleri sırasında 25-180kHz aralığındaki ultrasonik frekansları kullanarak, avlarının yerini tespit edebilirler. Köpeklerin de ultrasonik frekansları duyabildikleri bilinmektedir.

Gerçek anlamda ses duyusuna sahip olan tek omurgasız hayvanlar grubu olan böceklerde, ilginç işitme organları bulunmaktadır. Örneğin, cırcırböceklerinin ve uzun antenli çekirgelerin ön bacaklarının diz eklemlerinde görülen bir çift timpanal organ, iç kısmında ses algısını beyne iletecek olan sinir hücreleri taşıyan bir zar yapısındadır ve işitme duyusundan sorumludur. Bu organ, sucul böceklerde ve bazı kelebeklerde göğüs üzerinde; diğer kelebeklerde, kısa antenli çekirgelerde ve ağustos böceklerinde karın bölgesinde; sinir kanatlı böceklerdeyse kanatlar üzerindedir.

Bunun dışında, bazı sivrisinek ve meyve sineği türlerinde anten üzerinde bulunan Johnston organı, bir çeşit işitme görevi de üstlenmiştir. Bazı çekirge ve kelebek larvalarında vücudun üzerini kaplayan tüyler de işitmeye yardımcı olabilir. Son olarak, yalnızca bazı güvelerin baş kısmında bulunan pilifer adındaki özel bir organın, yarasaların ultrasonik seslerini algılayabildiği bilinmektedir.

3.3. İnsan Kulağının Yapısı

İnsanda kulak, karasal omurgalıların hemen hepsinde olduğu gibi, 3 bölümden meydana gelir. Dış kulak, orta kulak ve iç kulak.

Dış kulak, dış işitme yolundan (meatus accusticus externus) ve bu yolun dış açıklığını çevreleyen kulak kepçesinden (auriculum) meydana gelir. Kıkırdak kıvrımlarından oluşan kulak kepçesi, sesleri zayıflatır ve yansıtır. Bu sayede, beyin seslerin hangi yönden geldiğine karar verebilir. Dış işitme yolunda, 3-12kHz arasındaki sesler güçlendirilir. Kulak kanalının sonunda, dış kulağı orta kulağa bağlayan kulak zarı (membrana tympani) bulunur. Dış kulağın görevi, ses enerjisini toplayarak kulak zarı üzerinde yoğunlaştırmak olarak özetlenebilir.

Orta kulak, timpanik boşluk (cavum tympani) içerisinde bulunan 3 küçük işitme kemiğinden ve bu boşluğu gırtlağın gerisine bağlayan östaki borusundan (tuba aiditiva eustcahii) oluşur. Kulak zarından iç kulağa doğru çekiç (malleus), örs (incus) ve üzengi (stapes) adlarını alan işitme kemikleri, kulak zarından alınan titreşimleri kaldıraç hareketiyle değiştirip güçlendirerek, iç kulağa iletirler. Çekiç, huni şeklindeki kulak zarının ortasına bağlıdır; üzengi de oval pencerenin girişindeki zarsı yapıya oturmuş durumdadır. Östaki borusunun göreviyse, iç kulak ve gırtlak arasında hava basıncını dengelemektir. Çok yüksek seslerle karşılaşıldığında, işitme kemiklerinin hareketini kontrol eden kasların (stapedius ve tensor tympani) refleks kasılmaları sayesinde, ses iletimi azaltılarak kulak korunur. Bu olay “akustik refleks” olarak bilinir.

İç kulaktaysa, işitmeyle ilişkili olan salyangoz ve işitmeyle ilişkisi olmayan diğer bazı yapılar bulunur. Salyangoz, spiral yapıdadır ve içi sıvıyla dolu 3 bölmesi vardır: vestibüler skala, skala media ve timpanik skala. Orta kulaktaki işitme kemikleri aracılığıyla oval pencereye iletilen ses dalgaları, salyangozun bölmeleri içerisindeki sıvıda harekete neden olur.

Ortadaki bölme olan salyangoz kanalı (ductus cochlearis = scala media), işitmeden sorumlu olan Korti organının bulunduğu yerdir. Korti organının içerisinde yer alan kirpikli hücreler, mekanik dalgaları elektrik sinyallerine çevirir. Korti organı içerisinde, 15-20 bin arası sayıda işitme almacı bulunur. Bu almaçların her biri, bir kirpikli hücreye bağlıdır. Her kirpikli hücre ortalama 100-200 kadar özelleşmiş sil taşır. Bu siller, mekanik uyartılara karşı duyarlı olan esas işitme almaçlarıdır. Sillerin üzerinde, her ses döngüsüyle birlikte hareket eden tektorik zar bulunur. Sesler Korti organına ulaştıklarında, yaklaşık 20 kat güçlendirilmiş haldedir.

Korti organındaki kirpikli hücrelerde meydana getirilen elektriksel uyartılar, işitme siniri aracılığıyla beyin kökünden geçer ve talamusa ulaşır. Buradan da şakak lobunda bulunan primer işitsel kortekse gönderilir ve burada bilgilerin işlenmesiyle “ses” algısı oluşturulur.

3.4. İşitme Algısında Bozukluklar

İşitme bozuklukları, seslerin tespit edilmesi ya da algılanması yeteneğinde kayıplarla ortaya çıkar. Doğuştan gelen ya da sonradan ortaya çıkan işitme bozuklukları olduğu gibi, yalnızca belirli frekanstaki seslere yönelik algısal bozukluklar da yaşanabilir. İşitme kaybı, sıklıkla 2 tipte toplanır: sinirsel ve iletimsel.

Sinirsel tip işitme kaybında, iç kulaktaki salyangozda ya da sinir sisteminin işitmeyle ilgili elemanlarında işlev aksaklıkları görülür. İşitme kaybının derecesi hafiften tam sağırlığa kadar değişebilir. İnsanlarda görülen sinirsel işitme kayıplarında, sıklıkla sorun Korti organından kaynaklanır. Burada bulunan kirpikli hücreler doğuştan anormal ya da sonradan hasar görmüş olabilir. Daha nadir görülen sinirsel işitme kaybı tiplerinde, işitmede görev alan sinirlerde ya da ilgili beyin bölgelerinde sorunlar olabilir.

İletimsel tip işitme kaybındaysa, dış kulak ya da orta kulakta ses dalgalarının iletiminde aksaklık yaşanır. Böyle bir durumda, hassas olan iç kulak yine de sesleri algılayabildiğinden, yaşanan kayıp hafif ya da orta derecelidir.

Bazı genetik hastalıklar nedeniyle sağırlık ortaya çıkabildiği gibi, kızamık ve menenjit gibi çeşitli hastalıklar, reçeteyle verilen bazı antibiyotiklerin kullanımı, fiziksel kazalar, ya da dış ortamdaki yüksek seslere sürekli maruz kalma gibi nedenlerle de işitme sistemi zarar görebilir.

İşitme kayıplarının giderilmesinde, yardımcı aygıtlar ve vücut içerisine yerleştirilen implantlar kullanılmaktadır. İşitme kemiklerindeki deformasyonlardan kaynaklanan kayıplar, cerrahi müdahalelerle düzeltilebilmektedir. Yakın zamanda, sağırlıkla ilgili gen tedavisi araştırmaları da başlatılmıştır ve bu konudaki çalışmalar halen devam etmektedir.