Kad susivėlusią, ore sklindančią vibraciją pajustų atpažįstamais garsais, jūsų ausis remiasi miniatiūrine kaulų, skaidulų, audinių ir nervų surinkimo linija. Tada yra „Jell-O“.
Aišku, jūsų ausyse tikro želatinos nėra (jei teisingai laikotės higienos). Tačiau, pasak Jonathano Sellono, MIT kviestinio profesoriaus ir pagrindinio naujojo žurnalo „Physical Review Letters“ tyrimo autoriaus, yra plonas, „panašus į Jell-O“ audinys, spiralinis per jūsų vidinę ausį ir padedantis pasiekti garso bangas. specifinius nervų receptorius, kurių jiems reikia norint užmegzti ryšį su jūsų smegenimis. Ši naudinga dėmė yra žinoma kaip tektorinė membrana.
„Tektorinė membrana yra želatininis audinys, sudarytas iš 97 procentų vandens“, - „Live Science“ pasakojo Sellonas. "Ir jis yra ant mažų jutiminių receptorių, esančių vidinėje ausyje (arba kochlejoje), kurie garso bangas paverčia elektriniu signalu, kurį jūsų smegenys gali išaiškinti."
Taigi, kodėl uždengti padidėjusio jautrumo jūsų ausims įrangą su „Jell-O“ sluoksniu? Sellonas norėjo sužinoti, kai prieš aštuonerius metus pradėjo tirti tektorinę membraną. Dabar savo naujame tyrime (paskelbtame sausio 16 d.) Jis su kolegomis mano, kad galbūt jie pateiks atsakymą.
Jų galiukai, įsikišę į membranos giluminius vidinius taškus, vidinės ausies jutimo receptorių ląstelės (dar žinomos kaip „plaukų ląstelės“) kaupiasi ryšuliais per visą jūsų kochlejos ilgį, kiekviena jų pastatyta taip, kad geriausiai reaguotų į skirtingą dažnių diapazoną; aukštus dažnius geriausiai perkelia ląstelės, esančios kochlejos bazėje, o žemi dažniai geriausiai sustiprina kochlejos viršuje. Kartu šie plaukuotieji receptoriai leidžia išgirsti tūkstančius skirtingų dažnių garsų.
"Tektorinė membrana iš tikrųjų padeda kochlei atskirti žemo dažnio garsus nuo aukšto dažnio garsų", - teigė Sellonas. "Tai daro tai, kaip" sureguliuoti "savo standumą, panašų į instrumento stygas."
Sellonas ir jo kolegos iš laboratorinių pelių išgavo keletą tektorinių membranų. Naudodami mažyčius zondus, tyrėjai įvairiais greičiais šoko membranas, kad imituotų, kaip gelis gali prispausti prie plaukų ląstelių, reaguodamas į skirtingus garso dažnius. Komanda išbandė dažnių diapazoną nuo 1 iki 3000 Hz, tada parašė keletą matematinių modelių, kad ekstrapoliuotų rezultatus dar aukštesniems dažniams (žmonės paprastai girdi nuo 20 Hz iki 20 000 Hz, pažymėjo Sellonas).
Apskritai, gelis pasirodė standesnis šalia kochlejos pagrindo, kur renkami aukšti dažniai, ir mažiau stangrus kochlejos viršūnėje, kur registruojami žemi dažniai. Panašu, kad pati membrana dinamiškai sureguliavo save kaip „muzikos instrumentas“, - teigė Sellonas.
"Tai panašu į gitarą ar smuiką, - sakė Sellonas, - kur galite sureguliuoti stygas, kad jos būtų daugiau ar mažiau griežtos, priklausomai nuo to, kokiu dažniu bandote groti."
Kaip tiksliai šis „Jell-O“ melodija?
Pasirodo, vanduo teka per mikroskopines poras membranos viduje. Porų išdėstymas keičia skysčio judėjimą per membraną ir taip keičiasi jo standumas ir klampumas skirtingose vietose, atsižvelgiant į vibracijas.
Ši maža „Jell-O“ gitara gali būti labai svarbi stiprinant tam tikrus dažnio virpesius skirtingose kochlezijos vietose, sakė Sellonas, padėdamas jūsų ausims optimizuoti garso bangų konvertavimą iš mechaninių virpesių į neuroninius impulsus.
Porų išdėstymas leidžia plaukų ląstelėms efektyviau reaguoti į vidutinius dažnių diapazonus, pavyzdžiui, tuos, kurie naudojami žmogaus kalbai, palyginti su garsais žemuose ir aukštuose spektro galuose. Taigi garso bangos tuose vidutiniuose diapazonuose yra labiau linkusios virsti atskirais nerviniais signalais, sakė Sellonas.
Membranos jautrumas netgi gali būti naudojamas kaip natūralus filtras, padedantis sustiprinti silpnus garsus, slopinantis atitraukiantį triukšmą - tačiau, pasak Sellono, reikia atlikti papildomus gyvų asmenų tyrimus, kad būtų geriau suprastos visos membranos paslaptys.
Vis dėlto gelio sureguliavimas gali padėti paaiškinti, kodėl žinduoliai gali pakenkti klausai, kai jie gimsta dėl genetinių defektų, kurie keičia vandens tekėjimą per jų tektorines membranas. Anot autorių, tolesni tyrimai galėtų padėti mokslininkams sukurti klausos aparatus ar vaistus, kurie padėtų ištaisyti tokius defektus. Kai ateis ta diena, mums bus visos ausys.
