一、声波与外耳
声音是空气的压力波。频率决定音高，振幅决定响度，波形决定音色。
外耳（耳廓）收集声波，并通过其形状对来自不同方向的声音做频率滤波——这是我们判断声源高度的线索之一。
声波经外耳道传到鼓膜，引起鼓膜振动。
二、中耳：阻抗匹配
中耳有三块人体最小的骨头：锤骨、砧骨、镫骨（听小骨）。
作用：把鼓膜的振动高效地传递到内耳的淋巴液。
为什么需要：声波从空气进入液体（内耳是充满液体的），大部分能量会被反射——因为空气和液体的声阻抗差异巨大。
中耳通过两个机制解决这个问题：
- 面积比：鼓膜的有效振动面积远大于镫骨底板的面积（约 17:1），压力被放大；
- 杠杆作用：听小骨的杠杆结构进一步放大力。
总的效果相当于把声压放大约 20 倍，补偿了介质转换的损失。
保护机制：强声刺激时，镫骨肌和鼓膜张肌会反射性收缩，降低传导效率，保护内耳（但这个反射有约几十毫秒的延迟，对突发爆震声保护作用有限）。
三、内耳：耳蜗的频率分析
耳蜗是一个螺旋形的管道，内部充满淋巴液，中间有基底膜。
关键机制：基底膜的不同位置对不同频率敏感。
- 蜗底（靠近入口）：窄而硬，对高频最敏感；
- 蜗顶（螺旋的顶端）：宽而软，对低频最敏感。
当声波传入，会在基底膜上形成一个行波，不同频率的声音在基底膜的不同位置产生最大振幅——这就是位置编码（Place Code）。
这被称为"音调拓扑（Tonotopy）"——整个听觉系统从耳蜗到听觉皮层，都保留了这种频率的有序排列。
1863 年，亥姆霍兹提出了听觉的共振理论；现代的位置理论由 von Békély 在 20 世纪确立。
四、毛细胞：机械转电
基底膜上有毛细胞，顶端有纤毛（静纤毛）。
当基底膜振动时，纤毛发生偏转，机械牵拉打开离子通道，钾离子内流，细胞去极化，释放神经递质，激活听神经纤维。
毛细胞的脆弱性：
- 人类的耳蜗毛细胞不能再生（鸟类和两栖类可以）；
- 噪声暴露、某些药物（如氨基糖苷类抗生素、某些化疗药物）、老化都会损伤毛细胞；
- 损伤是永久性的。
高频先受损：噪声性听力损失通常先影响 4000–6000Hz 区域，因为耳蜗基部（高频区）最易受损。这解释了为什么很多人先听不清高频（如"嘶""丝"这类辅音），表现为"听得见但听不清"。
五、中枢处理
听神经 → 脑干（耳蜗核、上橄榄核）→ 中脑（下丘）→ 丘脑（内侧膝状体）→ 听觉皮层。
双耳线索：
- 时间差（ITD）：声音到达两耳的时间差，用于低频定位；
- 强度差（ILD）：头部的遮挡造成的强度差，用于高频定位。
上橄榄核是处理这些线索的第一站——这是听觉系统中最早接收双侧输入的核团。
六、助听与人工耳蜗
助听器：放大声音。适用于毛细胞尚有残存功能的情况。
人工耳蜗：绕过受损的毛细胞，用电极直接刺激听神经。
它把声音分解成多个频段的信号，分别刺激耳蜗不同位置的电极，利用位置编码原理产生听觉。
人工耳蜗对语后聋（学会语言后才失聪）的成人效果通常很好；对语前聋的儿童，需要在语言发育关键期植入并进行语言训练。
说明：本文为听觉科学的公开知识整理。