La théorie des fréquences tente d’expliquer comment le cerveau expérimente les ondes sonores. Alors que la théorie des fréquences est avant tout une théorie physiologique qui cherche à expliquer comment la structure anatomique de l’oreille explique l’audition, c’est aussi une théorie psychologique qui explore la façon dont le son est ressenti par l’esprit.
Avant que la théorie des fréquences puisse être pleinement comprise, une brève description de la structure physiologique de l’oreille est nécessaire. Le son est capté par l’oreille externe, qui comprend l’oreillette et le conduit auditif externe. A ce stade, le son est un signal acoustique. La membrane tympanique ou tympan sépare l’oreille externe de l’oreille moyenne. Lorsque le signal acoustique pénètre dans l’oreille moyenne, le signal acoustique devient mécanique en raison du mouvement de bascule de la chaîne ossiculaire, qui transmet le signal et augmente le gain du signal d’environ 22 décibels (dB) vers l’oreille interne, où le son sera pénétrer dans une cavité remplie de liquide, appelée cochlée.
La cochlée se trouve dans l’oreille interne et se compose de trois chambres remplies de liquide : la scala tympani, la scala vesibule et la scala media. La scala media contient l’organe du corti, appelé organe auditif. L’organe du corti abrite des cellules ciliées qui s’excitent lorsque le signal pénètre dans la cochlée, qui est désormais un signal hydraulique, et déplace le fluide. Lorsque le fluide est déplacé, il excite les cellules ciliées, qui à leur tour les amènent à convertir le signal hydraulique en un signal mécanique. Cela provoque le déclenchement du nerf auditif, envoyant un signal électrique au système auditif du cerveau, que le cerveau ressent comme un son.
La théorie des fréquences stipule que le ton est codé par la fréquence de décharge dans la fibre auditive primaire. La membrane basilaire se déplace de haut en bas en raison du déplacement du liquide périlymphe et endolymphe dans la cochlée, causé par chaque onde sinusoïdale individuelle. Le mouvement de la membrane provoque l’excitation des cellules ciliées de la cochlée. Chaque nerf est en corrélation avec une fréquence spécifique. Une fois que cette onde spécifique pénètre dans la cochlée, sa fréquence et son intensité sont sensibles à un nerf spécifique et provoquent le déclenchement de ce nerf. Le nerf ne peut pas envoyer un autre message jusqu’à ce que le message ait été envoyé et que le nerf récupère. Chaque fibre nerveuse du nerf auditif envoie l’information au cortex auditif où elle rassemble l’information et l’assemble pour percevoir et interpréter le signal auditif.
La théorie des fréquences, en termes plus simplistes, explique comment le cerveau humain expérimente fondamentalement un système de représentation de l’audition. La théorie des fréquences prétend essentiellement que les êtres humains ne ressentent pas eux-mêmes des ondes sonores, mais plutôt des vibrations sur le nerf auditif, dont les fréquences sont identiques aux fréquences des ondes sonores entrant dans l’oreille.