听觉的机理包括从声波的机械振动至电学、化学、神经冲动、中枢信息加工等一系列过程。耳蜗是耳朵的关键器官，它是声音的加工基地，或者说是将机械振动转化为神经信号的加工场。耳蜗的基底膜上排列的螺旋器是将机械能转化为电能的重要器官。当听骨链将声波振动传到卵圆窗后，声波便开始在耳蜗内的淋巴液媒质中传播，先经前庭阶，后经鼓阶。在传播中的时差造成了二阶各段每一瞬间的压力差，使基底膜上下波动，从耳蜗基部开始，顺序移向蜗顶，称行波。基底膜的运动使排列在它上面的螺旋器也相应地运动。
由于惯性等作用，螺旋器内不同结构运动的方向差和速度差产生一种力，使螺旋器上毛细胞弯曲，改变了经常存在于蜗管和毛细胞之间的生物电流回路中的阻抗，使电流发生变化。电流的变化导致感受细胞与听神经末梢间的突触释放化学递质，使神经末梢兴奋，发出神经冲动。接受不同特性的各种声音后，听神经发出的电脉冲在时间和空间上各有不同的构型，它们携带有关声音的信息，顺序传至听觉中枢，经过处理和分析，最后产生反映声音各种复杂特性的听觉。
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