Отображение физических параметров звука (интенсивности и частоты) в характере нервной импульсации, поступающей в ЦНС.

Интенсивность звука, как и в других рецепторах, отображается частотой следования потенциалов действия, возникающих в нервном волокне. При этом функцией сжатия является логарифмическая функция

(эта формула называется законом Вебера-Фехнера), где I_{о -} пороговая интенсивность, то есть минимальная интенсивность звука, который человек может услышать при самых благоприятных условиях. Надо заметить, что для очень слабых и очень сильных звуков от этой формулы наблюдаются заметные отклонения. Однако, в области звуков средней интенсивности, которые чаще всего встречаются на практике, закон Вебера-Фехнера для звуков одной частоты выполняется достаточно точно. Однако, при действии звуков разных частот (как это почти всегда бывает на практике) ощущение звука существенно зависит не только от интенсивности, но и от частоты.

Отображение частотного состава звука имеет более сложный характер. Опыт показал, что максимальная амплитуда колебаний базилярной мембраны на разных частотах достигается в разных участках мембраны (в точках, по разному удалённых от начала мембраны). Для высоких частот амплитуда колебаний мембраны максимальна в начальном участке, а для низких – ближе к вершине улитки. Это можно непосредственно видеть, если просверлить в височной кости отверстие, вставить в него миниатюрный микроскоп и подавать на ухо звуки различных частот. Впервые такой эксперимент проделал лауреат Нобелевской премии венгерский биофизик Бекеши.

Таким образом, если в ухо попадает звук одной частоты, потенциалы действия будут попадать в ЦНС по волокнам, отходящим от одного определённого участка базальной мембраны, что и вызывает ощущение звука определённой частоты (как говорят, одного тона) Если звук сложный, то в соответствии с наличием в его спектре тех или иных гармоник потенциалы будут поступать от разных участков базальной мембраны по волокнам, направляющимся к разным клеткам слухового центра коры головного мозга, что создаст ощущение определённого тембра звука. Можно сказать, что слуховой анализатор выполняет разложение сложного звукового колебания в гармонический спектр (производит спектральный анализ).