귀 속 작은 교향곡
재생 버튼을 누르는 순간, 좋아하는 노래가 방 안 가득 퍼져요. 그런데 보이지 않는 소리는 어떻게 머릿속에서 음악이 될까요? 그 답은 바로 지금, 우리 귀 안에서 일어나는 아주 작은 공학의 기적이에요.
소리는 진동에서 시작돼요. 기타 줄이 떨리고, 북의 가죽이 튀어 오르고, 스피커의 원뿔이 앞뒤로 움직이지요. 밀려날 때마다 공기 분자들이 앞으로 밀려요. 그 분자들은 이웃 분자와 부딪히고, 이웃 분자는 또 그 이웃과 부딪히며, 연못에 퍼지는 잔물결처럼 바깥으로 나아가는 파도를 만들어요.
그 파도는 귓구멍 안으로 모여 들어와 고막에 부딪혀요. 고막은 아주 작은 북의 윗면처럼 팽팽하게 당겨진 얇은 피부막이에요. 고막은 들어오는 소리와 정확히 같은 속도로 진동해요. 높은 소리는 빠르게 파르르 떨리고, 낮은 소리는 느리게 흔들리지요.
고막 뒤에는 우리 몸에서 가장 작은 뼈 세 개가 있어요. 모양을 따라 이름 붙은 망치뼈, 모루뼈, 등자뼈예요. 이 뼈들은 사슬처럼 이어져 고막의 진동을 더 크게 만들고, 속삭임을 더 크게 해 주는 지렛대 장치처럼 그 진동을 더 깊은 곳으로 전달해요.
등자뼈는 액체로 가득 찬 나선 모양의 방, 달팽이관을 톡톡 두드려요. 액체가 가득 든 달팽이 껍데기를 떠올려 보세요. 등자뼈가 두드리면, 조약돌을 떨어뜨렸을 때 물웅덩이에 잔물결이 퍼지는 것처럼 그 액체 속으로 파도가 퍼져 나가요.
달팽이관 안쪽에는 수천 개의 유모세포가 줄지어 있고, 각각의 꼭대기에는 아주 작은 털 다발이 있어요. 액체의 물결이 지나가면 이 털들이 휘어져요. 그리고 털이 휘어지는 순간 스위치가 켜져요. 유모세포는 움직이는 바로 그 순간 전기 신호를 내보내요.
서로 다른 유모세포는 서로 다른 주파수에 반응해요. 달팽이관의 밑부분 가까이에 있는 세포들은 플루트 소리나 새의 지저귐 같은 높은음을 잡아내요. 나선 안쪽 더 깊은 곳의 세포들은 큰북 소리나 덜컹거리는 트럭 소리 같은 낮은음을 잡아내지요. 뇌는 한꺼번에 수천 개의 신호를 받아요. 각각의 신호는 하나의 주파수를 알려 줘요.
우리 뇌는 그 모든 신호를 실시간으로 엮어 내며 패턴을 알아차려요. 이 신호 묶음은 바이올린, 저 리듬은 북소리, 이 순서는 좋아하는 후렴구라고요. 공기 분자들이 서로 부딪히는 것에서 시작된 일이, 우리가 느낄 수 있는 노래가 되는 거예요. 우리는 음악을 그냥 듣는 것이 아니에요. 1초에 서른 번씩 물리 현상을 감정으로 번역하고 있는 거예요.
