Sikio Lako—Yule Mwasiliani Mkubwa
WEWE waweza kufunga macho yako wakati hutaki kuona. Waweza kufunga pumzi wakati hutaki kunusa. Lakini huwezi kwa kweli kuziba masikio yako usipotaka kusikia. Ule usemi wa “kugeuzia sikio lenye uziwi” ni karina tu. Usikivu wako, kama mpigo wa moyo wako, huendelea kufanya kazi hata wakati wewe ulalapo.
Kwa kweli, masikio yetu yanafanya kazi wakati wote kutufanya tupate habari kutoka ulimwengu unaotuzunguka. Hayo huchagua, huchanganua na hutambua maana ya kila jambo moja moja tusikialo na kuliwasilisha ubongoni. Katika eneo la karibu sentimeta 16 za kyubiki, masikio yetu hutumia kanuni za usafiri wa sauti, kanuni za kimekanika, za kihaidroli (kufanyiza nishati kutokana na maji), za kielektroni (nguvu za umeme), na hisabati za hali ya juu ili kutimiza mambo ambayo huyafanya. Fikiria baadhi ya mambo machache tu ambayo masikio yaweza kusikia, ikiwa usikivu wetu haujaathiriwa.
◻ Kutoka mnong’ono ulio mdogo kabisa hadi mngurumo wa ndege yenye kuruka juu, masikio yetu yaweza kukabiliana na sauti yenye utofautiano wa kadiri ya 10,000,000,000,000. Kwa maneno ya kisayansi, huu ni utofautiano wa karibu desibeli 130.
◻ Masikio yetu yaweza kuchagua na kukaza usikivu kwenye maongezi mamoja ng’ambo ya chumba kilichojaa watu au yagundue nukta moja yenye kupigwa kimakosa na chombo kimoja katika okestra yenye wanamuziki mia moja.
◻ Masikio ya kibinadamu yaweza kugundua badiliko la digrii mbili tu katika upande wenye chanzo cha mvumo wa sauti. Hayo hufanya hivi kwa kuhisi utofauti mdogo sana katika muda wa kuwasili na uzito wa mvumo huo kwenye masikio yale mawili. Utofauti wa muda huenda ukawa kidogo kufikia kadiri ya kumi kwa milioni ya sekunde moja, lakini masikio yaweza kugundua jambo hilo na kulifikisha ubongoni.
◻ Masikio yetu yaweza kutambua na kupambanua kati ya mivumo 400,000. Sehemu mbalimbali zenye kutendeshana kazi katika sikio hulichanganua moja kwa moja wimbi la mvumo wa sauti na kulilinganisha na yale yaliyowekwa katika akiba ya kumbukumbu zetu. Hivyo ndivyo wewe uwezavyo kujua kama nukta fulani ya kimuziki yapigwa na viola au filimbi, au ni nani anayeongea nawe katika simu.
“Sikio” tulionalo kwenye upande wa kichwa chetu kwa kweli ni kisehemu tu, ndilo kisehemu chenye kuonekana zaidi, cha sikio letu. Labda walio wengi kati yetu wangali wakumbuka kutokana na siku zetu za kwenda shule kwamba sikio ni mjumliko wa visehemu vitatu: sikio la nje, la kati, na la ndani, kama vile yaitwavyo. Sikio la nje ni mjumliko wa lile “sikio” la ngozi na kifupa-laini na kijia cha sikio kinachoongoza ndanindani kwenye kiwambo cha sikio. Katika sikio la kati, vifupa vitatu vilivyo vidogo zaidi katika mwili wa kibinadamu—kifupa-cha-nje, kifupa-cha-kati, kifupa-cha-ndani, ambavyo kwa kawaida huitwa nyundo, fuawe, na kivumishi—hufanyika kuwa daraja lenye kuunganisha kiwambo cha sikio pamoja na dirisha lenye umbo la yai, ambao ndio mlango wa kwenda kwenye sikio la ndani. Nalo sikio la ndani ni mjumliko wa visehemu viwili vyenye sura ya ajabu: kifungu cha vijia vitatu vya nusu-mviringo na ile kokilea yenye umbo la konokono.
Sikio la Nje—Kipokezi Chenye Kubadili Mivumo
Kwa wazi, sikio la nje hutumika kukusanya mawimbi ya mivumo hewani na kuielekeza kwenye sehemu za ndani za sikio. Lakini hufanya mengi zaidi ya hilo.
Je! umepata kushangaa kama lile umbo lililoviringana la sikio la nje hutumikia kusudi lolote hususa? Wanasayansi hupata kwamba lile tundu lililo katikati ya sikio la nje na kile kijia cha sikio vimeumbika kwa njia ya kwamba vinaongezea ubora wa mivumo, au kuvumisha mwangwi, katika kiwango cha kuvuma kwa mawimbi ya sauti. Hiyo hutunufaishaje? Ni kwamba nyingi za hali zilizo za maana za mivumo ya usemi wa kibinadamu ni za karibu kiwango icho hicho.a Mivumo hii isafiripo kupita katika sikio la nje na kijia cha sikio, huvumishwa ikawa na nguvu karibu mara mbili kuliko vile ilivyokuwa. Huu ni uhandisi wa kiwango cha juu kabisa wa kufanyiza sauti!
Sikio la nje hushiriki sehemu ya maana pia katika uwezo wetu wa kujua mahali chanzo cha mvumo kilipo. Kama ilivyotajwa, mivumo yenye kutoka upande wa kushoto au wa kulia wa kichwa hutambuliwa kutokana na utofauti uliopo katika nguvu na wakati wa kuwasili kwenye yale masikio mawili. Lakini namna gani mivumo itokayo nyuma? Hapa tena, umbo la sikio lahusika. Ukingo wa sikio letu umeumbika kwa njia ya kwamba hugongana na mivumo inayotoka nyuma, ikisababisha upotevu fulani katika ile kadiri ya hertzi 3,000 hadi 6,000. Hiyo hubadili hali ya mvumo ule, na ubongo huufasiri kuwa watoka nyuma. Mivumo itokayo juu ya kichwa hubadilishwa pia lakini kwa kiwango tofauti cha mawimbi ya sauti.
Sikio la Kati—Ndoto kwa Mekanika
Kazi ya sikio la kati ni kubadili umbo la mtikisiko wa mawimbi ya kuvumisha sauti ili uwe mtikisiko wenye kufuata kanuni za kimekanika na kuupitisha hadi sikio la ndani. Litukialo katika chumba hiki chenye ukubwa wa karanga kwa kweli ni ndoto kwa mekanika.
Tofauti na lile wazo la kwamba mivumo mikubwa hufanya kiwambo cha sikio kitikisike kwa kadiri kubwa, kwa kweli mawimbi ya mivumo hufanya hivyo kwa kiasi kidogo sana sana. Mtikisiko huo mdogo sana hautoshi kusababisha lile sikio la ndani lililojawa na umajimaji liitikie. Njia ambayo kipingamizi hiki hushindwa yaonyesha tena jinsi sikio limebuniwa kwa akili nyingi sana.
Si kwamba tu ule ukamatano wa vifupa vidogo vitatu vya sikio la kati ni mwepesi kuhisi mivumo bali pia hufanya kazi kwa kufaa. Vikifanya kazi kama mfumo wa nyenzo, hivyo hukuza kani zozote zinazoingia ndani kwa karibu asilimia 30. Zaidi ya hilo, kiwambo cha sikio kina eneo kubwa karibu mara 20 kuliko jukwaa la kivumishi. Hivyo, kani ambayo hukazwa juu ya kiwambo cha sikio husongamana katika eneo dogo zaidi kwenye lile dirisha lenye umbo la yai. Vitu viwili hivi hufanya kazi pamoja kuongeza mkazo wa mara 25 hadi 30 kwenye kiwambo cha sikio chenye kutikisika kuliko ule uliokuwa kwenye dirisha lenye umbo la yai, kwa kadiri inayotosha vizuri kabisa kuusogeza umajimaji ulio katika kokilea.
Je! wewe hupata kwamba nyakati fulani mafua ya kichwa huathiri usikiaji wako? Sababu ni kwamba ili kiwambo cha sikio kifanye kazi ifaavyo hutakiwa kwamba mkazo ulio kila upande uwe sawa. Kwa kawaida jambo hili hudumishwa na kitundu fulani, kiitwacho mrija wa Eustachia, ambacho huunganisha sikio la kati na sehemu ya nyuma ya njia ya pua. Mrija huu hufunguka kila wakati tumezapo na kuondoa mjazano wowote wa mkazo katika sikio la kati.
Sikio la Ndani—Mwisho wa Sikio Ulio na Shughuli
Kutoka kwenye lile dirisha lenye umbo la yai, twaja kwenye sikio la ndani. Vile vitanzi wima vitatu vyenye kuhusiana, viitwavyo vijia nusu-mduara, hutuwezesha kudumisha msimamo na mwendo wenye usawaziko. Hata hivyo, katika kokilea ndimo hasa ile shughuli ya kusikia huanzia.
Kokilea (kutokana na ko·khliʹas la Kigiriki, konokono) kwa msingi ni fungu moja la vifereji, au vijia, vitatu vilivyojaa umajimaji vilivyoviringana kama funiko la konokono. Viwili vya vifereji hivyo vimeunganishwa kwenye kileleta cha mviringano huo. Wakati lile dirisha lenye umbo la yai, kwenye sehemu ya chini ya mviringano, lisukumwapo na kivumishi, husogea ndani na nje kama pistoni, likianzisha mawimbi ya mkazo wa maji katika umajimaji ule. Mawimbi haya yasafiripo kwenda na kutoka kwenye kileleta, huyumbisha-yumbisha kuta zinazotenganisha vifereji.
Kandokando ya mmoja wa kuta hizi, zijulikanazo kuwa utando wa msingini, pana kile kiungo chenye hisia nyepesi sana cha Corti, kilichopewa jina la Alfonso Corti, ambaye katika 1851 aligundua hiki kitovu halisi cha usikiaji. Sehemu yacho kuu ina safu zenye chembe-nywele za kuhisi, kama 15,000 au zaidi. Kutokana na chembe-nywele hizi, maelfu ya tembo za mishipa ya fahamu hupeleka habari za kiwango, nguvu, na ubora wa mvumo kwenye ubongo, ambapo hisia ya kusikia hutukia.
Fumbo Lafumbuliwa
Jinsi kiungo cha Corti hupasha ubongo habari hizi tata ilibaki kuwa fumbo kwa muda mrefu. Jambo moja ambalo wanasayansi walijua lilikuwa kwamba ubongo hauitikii mitikisiko ya kimwili bali mabadiliko ya kemikali za nguvu za umeme tu. Ni lazima kwa njia fulani kiungo cha Corti kigeuze ule myumbo-yumbo wa utando wa msingi uwe visukumo vya kiumeme vyenye usawa na kuvipeleka kwenye ubongo.
Ilimchukua Georg von Békésy mwanasayansi Mhangari kama miaka 25 kulifumbua fumbo la kiungo hiki kidogo sana. Jambo moja alilogundua lilikuwa kwamba wakati mawimbi ya mkazo wa maji yasafiripo kwa kupita katika vile vifereji vilivyo katika kokilea, hivyo hufikia kilele mahali fulani njiani na kuusukuma utando wa msingi. Mawimbi yenye kutokezwa na mivumo ya mlio wa juu husukuma utando ulio karibu na msingi wa kokilea, na mawimbi yatokayo kwenye mivumo ya mlio wa chini husukuma utando karibu na kileleta. Hivyo, Békésy alikata shauri kwamba mvumo wa mlio wa kiwango fulani hususa hutokeza mawimbi ambayo hukunja ule utando wa msingi kwenye mahali fulani hususa, ukisababisha chembe-nywele zilizo hapo ziitikie na kupeleka viishara kwenye ubongo. Mahali zilipo chembe-nywele pangelingana na kiwango cha mvumo, na hesabu ya chembe-nywele zenye kusukumwa ingelingana na nguvu za mkazo.
Elezo hili ni zuri kwa viwango vya mivumo sahili. Hata hivyo, ni mara chache ambapo mivumo yenye kutukia katika asili huwa sahili. Mkoromo wa chura mkuu huvuma tofauti kabisa na mdundo wa ngoma hata ingawa mivumo yote miwili ni ya kiwango kile kile kimoja. Hii ni kwa sababu kila mvumo una mahadhi fulani ya msingi na mahadhi nyingine za ziada. Hesabu ya mahadhi na imara yazo yenye kuhusiana huupa kila mvumo ubora au hali yao pambanufu. Hivi ndivyo sisi hutambua mivumo tuisikiayo.
Ule utando wa msingini waweza kuitikia mahadhi zote za mvumo kwa wakati ule ule mmoja na kugundua ni ngapi na ni mahadhi zipi za ziada zilizomo, hivyo kuutambua mvumo. Wanahisabati huuita utaratibu huu mchanganuo wa Fourier, wakiupa jina la yule mwanahisabati Mfaransa Jean-Baptiste-Joseph Fourier wa karne ya 19 mwenye akili nyingi. Hata hivyo, wakati wote sikio limekuwa likitumia mbinu hii ya hali ya juu ya kihisabati ili kuchanganua mivumo isikiwayo na kuwasilisha habari ubongoni.
Hata sasa, wanasayansi wangali hawana uhakika ni viishara vya namna gani ambavyo sikio la ndani huupelekea ubongo. Uchunguzi wafunua kwamba viishara vipelekwavyo na chembe-nywele zote huwa vya muda na imara inayokaribia kulingana. Hivyo, wanasayansi huamini kwamba si mambo yaliyo ndani ya viishara hivyo bali ni viishara vyenyewe ndivyo hupeleka ujumbe fulani kwenye ubongo.
Ili kuthamini umaana wa jambo hili, kumbuka ule mchezo wa watoto ambamo hadithi fulani yapitishwa kutoka mtoto mmoja hadi mwingine wakiwa wamepanga mstari. Mara nyingi jambo ambalo mtoto aliye kwenye mwisho ule mwingine husikia halifanani na lile la asili. Tarakimu fulani, kama nambari fulani, ikipitishwa badala ya hadithi fulani ngumu, yaelekea haitapotoshwa. Na yaonekana hivyo ndivyo sikio la ndani hufanya.
Kwa kupendeza, mbinu fulani itumiwayo katika mifumo ya uwasiliani wa hali ya juu leo, iitwayo urekebirekebi wa ishara za mawimbi ya sauti, hufanya kazi kwa kufuata kanuni iyo hiyo. Badala ya kupeleka maelezo marefu ya tukio, ishara yenye kuwakilisha tukio hilo hupelekwa. Hivyo ndivyo picha za Mars zilivyopelekwa duniani, zikiwa vipande viwili-viwili, au jinsi mivumo iwezavyo kugeuzwa kuwa vipande-vipande ili kurekodi na kurudia kusikiliza. Lakini, hapa tena, sikio ndilo lililofanya hivyo kwanza!
Ubuni Mkuu wa Uumbaji
Huenda masikio yetu yasiwe ni masikio yenye kusikia sana au yenye hisia nyepesi, lakini yamefanyizwa yafae sana kutimiza mmoja wa mahitaji yetu yaliyo makubwa zaidi—uhitaji wa kuwasiliana. Yamefanyizwa kwa njia ya kuitikia vizuri sana hali za mivumo wa usemi wa kibinadamu. Vitoto vichanga vyahitaji kusikia mvumo wa sauti ya mama yavyo ili vikue kwa njia ifaayo. Navyo vikuapo, vyahitaji kusikia mivumo ya wanadamu wengine ili visitawishe uwezo wavyo wa kusema. Masikio yavyo huviruhusu vitambue ile mibadiliko midogo sana ya mahadhi za kila lugha kwa usahihi sana hivi kwamba hivyo hukua vikiisema kwa kiwango bora ambacho ni mwenyeji tu akiweza.
Yote haya si tokeo la mageuzi yenye upofu. Bali, kwa ajili ya kifaa chetu kizuri sana cha kusikia sisi tuna deni kwa Muumba wetu mwenye upendo, Yehova. (Mithali 20:12) Kwa kweli masikio yetu ni ubuni mkuu wa uumbaji na ni wonyesho wa hekima na upendo wa Mfanyi wetu. Kwa njia ya hayo twaweza kuwasiliana na wanadamu wenzetu. Lakini juu ya yote, acheni tuyatumie kusikiliza hekima itokayo katika Neno la Mungu, ili tupate kujifunza kutokana na Baba yetu wa kimbingu, Yehova Mungu.
[Maelezo ya Chini]
a Sehemu zilizo pambanufu zaidi za mivumo ya usemi wa kibinadamu huwa kati ya hertzi 2,000 hadi 5,000 (mizunguko kwa kila sekunde), na yakadiriwa kwamba hivi ndivyo viwango vya mivumo ambavyo kijia cha sikio na kitundu cha katikati ya sikio husafirisha mivumo ya sauti.
[Mchoro katika ukurasa wa 11]
(Ona mpangilio kamili katika nakala iliyochapishwa)
SIKIO LA NJE
Sikio
Kijia cha Sikio
Kiwambo cha Sikio
SIKIO LA KATI
Nyundo
Fuawe
Kivumishi
Mrija wa Eustachia
SIKIO LA NDANI
Vijia vya nusu-mduara
Dirisha la umbo la yai
Kokilea
[Mchoro katika ukurasa wa 12]
(Ona mpangilio kamili katika nakala iliyochapishwa)
Mchoro huu waonyesha vile vifereji vitatu vikiwa vimekunjuliwa KOKILEA
Kijia cha ukumbi
Kifereji cha kokilea
Kijia cha kiwambo cha sikio