Непонятным оказывается также бинауральный эффект. Оценка разницы времени прихода одинаковых фаз волны к обоим ушам может происходить, очевидно, лишь в мозговых центрах, а значит, периодический характер звукового процесса должен как-то отображаться в нервных процессах коры. Между тем теория Гельмгольца, будучи теорией «периферического анализатора», относит оценку звука исключительно к возбуждению нервов в данной области улитки.
Затруднения, объяснить которые теория Г. Гельмгольца пока не в состоянии, вызывают к жизни всё новые и новые теории слуха. Одной из таких теорий является теория Г. Флетчера. Согласно этой теории, на звуковые волны отвечают не отдельные струны основной перепонки, а пере- и эндолимфа улитки. Пластинка стремечка передаёт звуковые колебания жидкости улитки к основной перепонке, причём максимум амплитуды этих колебаний при более высоких тонах лежит ближе к основанию улитки, при более низких — ближе к её вершине. Оканчивающиеся на основной перепонке нервные волокна резонируют лишь на частоты выше 60—80 Гц; волокон, воспринимающих более низкие частоты, на основной мембране нет. Тем не менее в сознании формируется ощущение высоты тона вплоть до 20 Гц. Он возникает как комбинационный тон высоких гармоний. Таким образом, с точки зрения гипотезы Флетчера, восприятие высоты низких тонов объясняется ощущением всего комплекса гармонических обертонов, а не только восприятием частоты основного тона, как это обычно принималось до сих пор. А так как состав обертонов в значительной степени зависит от силы звуков, то становится понятной тесная связь между тремя субъективными качествами звука — его высотой, громкостью и тембром. Все эти элементы, каждый в отдельности, зависят и от частоты, и от силы, и от состава обертонов звука.
Согласно гипотезе Г. Флетчера, резонансные свойства присущи всей механической системе улитки в целом, а не только волокнам основной мембраны. Под действием определённого тона колеблются не только резонирующие на данную частоту волокна, но вся мембрана в целом и та или иная масса жидкости улитки. Высокие тоны приводят в движение лишь небольшую массу жидкости вблизи основания улитки, низкие — замыкаются ближе к геликотреме. Флетчер преодолевает также основное затруднение резонансной теории, связанное с объяснением большого диапазона громкости. Он считает, что громкость определяется суммарным числом нервных импульсов, приходящих к мозгу от всех возбуждённых нервных волокон основной мембраны.
Теория Г. Флетчера в общем не отрицает существа теории Г. Гельмгольца и может быть отнесена к теориям «периферического анализатора».
Другую группу теорий составляют теории «центрального анализатора», или так называемые «телефонные теории». Согласно этим теориям, звуковые колебания превращаются улиткой в синхронные волны в нерве и передаются к мозгу, где и происходит их анализ и восприятие высоты тона. К этой группе теорий принадлежит теория И. Эвальда. Согласно этой теории, при действии звука в улитке образуются стоячие волны, длина которых определяется частотой звука. Высота тона определяется восприятием формы узора стоячих волн. Ощущению определённого тона соответствует возбуждение одной части нервных волокон; ощущению другого тона — возбуждение другой части. Анализ звуков происходит не в улитке, но в центрах головного мозга.
Эвальду удалось построить модель основной мембраны, размером приблизительно соответствующую действительности. При возбуждении её звуком в колебательное движение приходит вся перепонка; возникает «звуковая картина» в виде стоячих волн с длиной тем меньшей, чем выше звук.
Несмотря на удачные объяснения некоторых затруднительных частностей, теория И. Эвальда (как и другие теории «центрального анализатора») плохо согласуется с новейшими физиологическими исследованиями природы нервных импульсов. С. Н. Ржевкин считает, однако, возможной двойственную точку зрения, а именно — объяснение восприятия высоких тонов (не встречающее затруднений) в смысле теории «периферического анализатора», а низких — с точки зрения «центрального анализатора».