以在介質（水、空氣）中傳播的聲波為適宜刺激的機械感覺。在系統發生上遠比視覺出現得晚，在動物界中的分布也有局限性，但在脊椎動物和昆蟲類作為感受外界的感覺，對定位運動和空間辨認占有與視覺同等重要的地位。不過對聽覺與簡單振動覺的區別，僅停留在從感覺器官的結構，特別是從共鳴機制來進行推測。耳（迷路）和鼓膜器官本身也具有發聲能力的動物僅限于上述兩類，這一事實是很有意思的。哺乳類和鳥類，空氣振動以通常的傳導方式（即空氣傳導）由外耳進入使鼓膜振動，以中耳的耳小骨為中介通過前庭窗傳至內耳，進而通過耳蝸內淋巴使基底膜振動，刺激基底膜上科蒂氏器宮的感覺細胞。感受器的興奮以聽神經中沖動的形式經中腦、間腦，在中途一部分神經纖維與對側交叉，同時變換神經元，傳遞至大腦顳葉，從而產生聲音感覺。哺乳類的耳、鼓膜和耳小骨的結構非常發達，聲波到達內耳前約加壓60倍。同時，附著于耳小骨的鼓膜張肌、鐙骨肌能反射性地防止過強聲音的傳遞，以保護內耳。耳殼具有增加對聲源方向的辨別能力。近年來，聽覺中樞系統的單個神經元的信息傳遞機制的闡明取得了顯著的進展，不僅與純音、復合音，進而與語音有關的信息由耳蝸沿聽覺系統傳遞至大腦皮層過程中所發生的變換已逐漸明了。另一方面，由大腦皮層下行至耳蝸的離中性控制機制也漸趨明了。這些研究表明耳蝸對聲波的分析是不完全的，信息的分析是在上行過程中完成的，特別是對語音的分析表示出一側半球的優位性。聲波分析是在大腦完成的這一事實與腦出血和血栓時發生的失語癥有密切的關系。一般認為不用于語音理解的另一側半球，是用于聽取音樂和其它無意義的聲音。
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