가청범위

3. 측정

청력의 기본적인 측정은 청각 범위 내의 다양한 주파수에서 최소 가청치 (최소 식별 가능한 음량)를 그래프로 나타낸 청력도를 통해 제공된다.^[4]

행동 청력 검사 또는 생리 검사를 사용하여 인간 및 다른 동물의 청력 역치를 찾을 수 있다. 인간의 경우, 검사는 특정 주파수(음높이)와 강도(음량)로 소리를 들려주는 방식으로 진행된다. 피험자가 소리를 들으면 손을 들거나 버튼을 눌러 이를 알리고, 이때 들을 수 있는 가장 낮은 소리의 강도가 기록된다. 어린이의 검사는 이와 다른데, 소리에 대한 반응으로 머리를 돌리거나 장난감을 사용하는 방식으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 아이에게 소리를 들으면 특정 행동(장난감 남자를 배에 넣는 등)을 하도록 가르친 후 검사를 진행한다. 동물 검사에도 유사한 기술이 사용될 수 있으며, 소리에 반응하는 대가로 음식을 주는 방식을 활용한다. 다양한 포유류의 청력에 대한 정보는 주로 행동 청력 검사를 통해 얻어졌다.

생리 검사는 환자가 의식적으로 반응할 필요가 없는 검사 방법이다.^[5]

4. 인간

5. 다른 영장류

여러 영장류, 특히 작은 종들은 초음파 영역까지의 주파수를 들을 수 있다. 60 dB SPL 신호로 측정했을 때, 세네갈 부시베이비의 청각 범위는 92 Hz~65 kHz이고, 고리꼬리원숭이는 67 Hz~58 kHz이다. 19종의 영장류를 테스트한 결과, 일본원숭이가 28 Hz~34.5 kHz로 가장 넓은 범위를 보였으며, 인간은 31 Hz~17.6 kHz였다.^[18]

6. 고양이

7. 개

개의 청력은 품종과 나이에 따라 다르지만, 일반적으로 67 Hz에서 45 kHz 사이의 가청 범위를 갖는다.^[23][24] 인간처럼 일부 개 품종, 예를 들어 저먼 셰퍼드나 미니어처 푸들은 나이가 들면서 청력 범위가 좁아지기도 한다.^[25] 개는 소리를 들으면 귀를 소리가 나는 방향으로 움직여 최대한 잘 들으려고 하는데, 이를 위해 최소 18개의 근육이 귀를 제어하여 귀를 기울이고 회전시킬 수 있다. 귀의 모양 역시 소리를 더 정확하게 듣는 데 도움을 준다. 많은 품종이 가진 꼿꼿하고 굽은 귀는 소리를 유도하고 증폭시키는 역할을 한다.

개는 인간보다 더 높은 주파수의 소리를 들을 수 있기 때문에, 인간과는 다른 음향적 인식을 가지고 세상을 경험한다.^[25] 인간에게는 단순히 시끄럽게 들리는 소리가 개에게는 공포심을 유발하는 고주파 음을 포함하는 경우가 많다. 호루라기 중 초음파를 방출하는 개 호루라기는 개 훈련에 사용되는데, 개는 이러한 높은 주파수 소리에 훨씬 더 잘 반응하기 때문이다. 야생에서 개는 뛰어난 청각 능력을 이용해 사냥감을 찾고 먹이를 구한다. 애완견의 경우, 이러한 발달된 청력 덕분에 집을 지키는 경비견으로 활용되기도 한다.^[24] 소위 "넬슨" 개 호루라기는 인간의 가청 범위를 벗어나 들리지 않지만, 개의 가청 범위 내에 있는 주파수의 소리를 만들어낸다.

8. 박쥐

박쥐는 야간 활동에 대처하기 위해 매우 민감한 청각을 진화시켰다. 청각 범위는 종에 따라 다르며, 일부 종에서는 최저 1 kHz, 다른 종에서는 최고 200 kHz까지 이른다. 200 kHz를 감지할 수 있는 박쥐는 10 kHz 이하에서는 잘 들을 수 없다.^[26] 박쥐 청각의 가장 민감한 범위는 좁아서 약 15 kHz에서 90 kHz이다.^[26]

박쥐는 반향 정위를 사용하여 물체 주변을 탐색하고 먹이를 찾는다. 박쥐는 매우 크고 짧은 소리를 내고, 반사되어 돌아오는 에코를 평가한다. 박쥐는 날아다니는 곤충을 사냥하며, 이 곤충들은 박쥐의 소리에 희미한 에코를 반사한다. 곤충의 종류, 크기 및 거리는 에코의 품질과 에코가 되돌아오는 데 걸리는 시간을 통해 결정할 수 있다. 일정 주파수 (CF)와 음의 음높이로 내려가는 주파수 변조 (FM)의 두 가지 유형의 소리가 있다.^[27] 각 유형은 다른 정보를 제공하는데, CF는 물체를 감지하는 데 사용되고, FM은 물체의 거리를 평가하는 데 사용된다. 박쥐가 생성하는 소리 펄스는 수천 분의 1초밖에 지속되지 않으며, 소리 사이의 틈새는 에코 형태로 되돌아오는 정보를 듣는 데 시간을 준다. 박쥐는 주변 물체와의 관계에서 비행 속도를 평가하기 위해 도플러 효과를 통해 생성된 소리의 음높이 변화를 사용한다는 증거가 있다.^[28] 크기, 모양 및 질감에 대한 정보가 축적되어 주변 환경과 먹이의 위치에 대한 그림을 형성한다. 이러한 요소를 사용하여 박쥐는 움직임의 변화를 성공적으로 추적하고 먹이를 사냥할 수 있다.

9. 쥐

생쥐는 몸집에 비해 귀가 크며, 인간보다 더 높은 주파수의 소리를 들을 수 있다.^[29] 쥐의 가청 주파수 범위는 1 kHz에서 70 kHz에 달한다.^[29] 이는 인간이 들을 수 있는 낮은 주파수는 듣지 못하지만, 반대로 인간에게는 들리지 않는 고주파 소리를 감지하고 이를 이용해 서로 의사소통을 한다는 것을 의미한다.^[29] 예를 들어, 어린 생쥐가 보내는 구조 신호는 40 kHz 정도의 고주파에서 발생할 수 있다.^[29]

쥐는 이러한 고주파 발성 능력을 이용하여 포식자의 가청 범위를 벗어나는 소리로 동족에게 위험을 알리기도 한다. 이를 통해 포식자에게 자신의 위치를 노출시키지 않으면서 효과적으로 경고를 전달할 수 있다.^[29] 하지만 고양이의 경우, 가청 범위가 넓어 생쥐가 내는 거의 모든 범위의 소리를 들을 수 있다.^[29]

한편, 사람이 들을 수 있는 쥐의 끽끽거리는 소리는 상대적으로 주파수가 낮다. 이 소리는 생쥐가 장거리 소통이 필요할 때 사용하는데, 이는 저주파 소리가 고주파 소리보다 더 멀리까지 전달될 수 있는 물리적 특성 때문이다.^[29]

10. 새

새에게 청각은 두 번째로 중요한 감각이다. 새의 귀는 소리를 모으기 위해 깔때기 모양을 하고 있으며, 눈 뒤와 아래에 약간 위치하고 보호를 위해 깃털(이우)로 덮여 있다. 부엉이와 같이 새의 머리 모양도 청각에 영향을 미칠 수 있는데, 부엉이의 얼굴 디스크는 소리를 귀로 향하게 하는 데 도움을 준다.

새의 가청 범위는 1 kHz와 4 kHz 사이에서 가장 민감하며, 전체 범위는 대략 인간의 청력과 유사하다. 하지만 새의 종에 따라 상한 또는 하한이 다르다. 초음파에 반응하는 새는 관찰되지 않았지만, 특정 종류의 새는 저주파 소리를 들을 수 있다.^[30] 새는 특히 음고, 음색 및 리듬 변화에 민감하며, 시끄러운 무리 속에서도 이러한 변화를 사용하여 다른 개체를 인식한다. 또한 새는 다양한 상황에서 다른 소리, 노래 및 울음소리를 사용하며, 서로 다른 소리를 인식하는 것은 울음소리가 포식자를 경고하는 것인지, 영토 주장을 알리는 것인지, 또는 음식을 함께 나누자는 제안인지 결정하는 데 필수적이다.^[31]

일부 새, 특히 유황새는 박쥐와 마찬가지로 반향 정위를 사용한다. 이 새들은 동굴에 살며, 시력이 충분히 유용하지 않을 수 있는 어두운 동굴을 탐색하기 위해 빠른 지저귐과 딸깍 소리를 낸다.^[31]

비둘기는 특히 저주파 소리를 잘 들을 수 있다. 평균적인 비둘기는 0.5 Hz만큼 낮은 소리도 들을 수 있어, 멀리 떨어진 폭풍, 지진 및 심지어 화산 활동도 감지할 수 있다.^[32][33] 이는 비둘기가 항해하는 데에도 도움이 되는 것으로 여겨진다.

11. 곤충

벌집나방(Galleria mellonella)은 현재까지 기록된 것 중 가장 높은 소리 주파수 범위를 가지고 있다. 이들은 최대 300 kHz의 주파수를 들을 수 있다. 이는 박쥐를 피하는 데 도움이 될 가능성이 높다.^[32][33]

12. 어류

어류는 대부분의 포유류에 비해 좁은 가청 범위를 가지고 있다. 금붕어와 메기는 베버 기관을 가지고 있으며, 참치보다 더 넓은 가청 범위를 가진다.^[1]

13. 해양 포유류

육상 포유류의 청각 시스템은 일반적으로 귓속을 통해 음파를 전달하여 작동한다. 기각류에 속하는 물개, 바다사자, 바다코끼리의 귀는 육상 포유류의 귀와 유사하며 같은 방식으로 기능할 수 있다. 반면, 고래와 돌고래의 경우 소리가 귀로 전달되는 방식이 완전히 밝혀지지는 않았으나, 일부 연구에서는 소리가 아래턱 부위의 특정 조직을 통해 귀로 전달될 가능성을 제시한다. 고래의 한 종류인 이빨고래는 반향 정위를 사용하여 먹이와 같은 물체의 위치를 파악한다. 이빨고래는 귀가 두개골과 분리되어 멀리 떨어져 있는데, 이는 소리의 방향을 감지하는 데 유리하며 반향 정위에 중요한 역할을 한다.

한 연구^[35]에 따르면, 돌고래 개체군에는 두 가지 유형의 와우(달팽이관)가 존재한다.

• I형 와우: 아마존강돌고래와 상괭이에서 발견된다. 이 돌고래들은 반향 정위를 위해 매우 높은 주파수의 신호를 사용한다. 예를 들어 상괭이는 2 kHz와 110 kHz 이상의 두 가지 대역에서 소리를 낸다. 이들의 와우는 초고주파 소리를 수용하도록 특화되어 있으며, 기저부가 매우 좁은 특징을 가진다.
• II형 와우: 주로 병코돌고래와 같이 먼바다나 개방된 수역에 서식하는 고래에서 발견된다. 병코돌고래가 내는 소리는 상대적으로 주파수가 낮으며, 일반적으로 75 Hz에서 150,000 Hz 범위에 있다. 이 범위 내 높은 주파수는 반향 정위에 사용되고, 낮은 주파수는 신호가 더 먼 거리까지 전달될 수 있어 주로 사회적 상호작용에 관련된 것으로 여겨진다.

참조

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