La teoria della frequenza tenta di spiegare come il cervello sperimenta le onde sonore. Mentre la teoria della frequenza è principalmente una teoria fisiologica che cerca di spiegare come la struttura anatomica dell’orecchio tiene conto dell’udito, è anche una teoria psicologica che esplora il modo in cui il suono viene sperimentato dalla mente.
Prima che la teoria delle frequenze possa essere pienamente compresa, è necessaria una breve descrizione della struttura fisiologica dell’orecchio. Il suono viene captato dall’orecchio esterno, che comprende il padiglione auricolare e il canale uditivo esterno. In questa fase, il suono è un segnale acustico. Separare l’orecchio esterno e medio è la membrana timpanica o il timpano. Quando il segnale acustico entra nell’orecchio medio, il segnale acustico diventa meccanico a causa del movimento oscillatorio della catena ossiculare, che trasmette il segnale e aumenta il guadagno del segnale di circa 22 decibel (dB) all’orecchio interno, dove il suono verrà entrare in una cavità piena di liquido, chiamata coclea.
La coclea si trova nell’orecchio interno ed è composta da tre camere piene di liquido: la scala timpanica, la scala vesibolo e la scala media. La scala media contiene l’organo del corti, noto come organo dell’udito. L’organo di corti ospita cellule ciliate che si eccitano quando il segnale entra nella coclea, che ora è un segnale idraulico, e sposta il fluido. Quando il fluido viene spostato, eccita le cellule ciliate, che a loro volta le fanno convertire il segnale idraulico in un segnale meccanico. Ciò fa sì che il nervo uditivo si attivi, inviando un segnale elettrico al sistema uditivo del cervello, che il cervello percepisce come suono.
La teoria della frequenza afferma che il tono è codificato dalla frequenza di scarica nella fibra uditiva primaria. La membrana basilare si muove su e giù a causa dello spostamento della perilinfa e del fluido endolinfatico nella coclea, causato da ogni singola onda sinusoidale. Il movimento della membrana provoca l’eccitazione delle cellule ciliate nella coclea. Ogni nervo è correlato a una frequenza specifica. Una volta che quell’onda specifica entra nella coclea, la sua frequenza e intensità sono sensibili a un nervo specifico e provoca l’attivazione di quel nervo. Il nervo non può inviare un altro messaggio finché il messaggio non è stato inviato e il nervo non si riprende. Ogni fibra nervosa nel nervo uditivo invia le informazioni alla corteccia uditiva dove assembla le informazioni e le mette insieme per percepire e interpretare il segnale uditivo.
La teoria delle frequenze, in termini più semplicistici, spiega come il cervello umano fondamentalmente sperimenta un sistema di rappresentazione dell’udito. La teoria delle frequenze in sostanza afferma che gli esseri umani non sperimentano effettivamente le onde sonore, ma piuttosto le vibrazioni sul nervo uditivo, le cui frequenze sono identiche alle frequenze delle onde sonore che arrivano nell’orecchio.