Pentru a transforma vibrațiile încurcate, transmise în aer, în sunete de recunoscut, urechea se bazează pe o linie de asamblare în miniatură a oaselor, fibrelor, țesuturilor și nervilor. Apoi, există „Jell-O”.
Bineînțeles, nu există gelatină în urechi (dacă faceți igiena corect). Dar, potrivit lui Jonathan Sellon, profesor invitat la MIT și autor principal al unui nou studiu în revista Physical Review Letters, există o blândă subțire, „Jell-O”, de țesut în spirală prin urechea internă și care ajută undele sonore să ajungă receptorii nervoși specifici de care au nevoie pentru a intra în contact cu creierul tău. Acest blob util este cunoscut sub numele de membrană tectorială.
"Membrana tectorială este un țesut gelatinos care este format din 97 la sută de apă", a spus Sellon pentru Live Science. „Și se află în partea de sus a micilor receptori senzoriali din urechea internă (sau cochlea) care traduc undele sonore într-un semnal electric pe care creierul tău îl poate interpreta”.
Deci, de ce să-ți acoperi echipamentul hipersensibil de prelevare a sunetului cu un strat de Jell-O? Sellon a vrut să știe când a început cercetarea membranei tectoriale acum opt ani. Acum, în noul lor studiu (publicat pe 16 ianuarie), el și colegii săi cred că ar putea fi la un răspuns.
Cu vârfurile lor înfundându-se în interiorul capricilor ale membranei, celulele receptoare senzoriale ale urechii interne (cunoscute și sub numele de „celule ale părului”) rulează în pachete pe toată lungimea cohleei, fiecare construită pentru a răspunde cel mai bine la o gamă diferită de frecvențe; frecvențele înalte sunt traduse cel mai bine de celulele de la baza cohleei, în timp ce frecvențele joase se amplifică cel mai bine în partea de sus a cochleei. Împreună, acești receptori păroși vă permit să auzi mii de frecvențe diferite ale sunetului.
"Membrana tectorială ajută efectiv cochlea să separe sunetele de joasă frecvență de sunetele de înaltă frecvență", a spus Sellon. „Modul în care face acest lucru este„ reglându-și ”propria rigiditate, cam așa cum sunt șirurile unui instrument.”
Sellon și colegii săi au extras mai multe membrane tectoriale de la șoarecii de laborator. Folosind sonde minuscule, cercetătorii au bătut membranele cu viteze diferite pentru a simula modul în care gelul ar putea împinge împotriva celulelor părului ca răspuns la frecvențe diferite ale sunetului. Echipa a testat o serie de frecvențe cuprinse între 1 hertz și 3.000 hertz, apoi a scris câteva modele matematice pentru a extrapola rezultatele pentru frecvențe chiar mai mari (oamenii pot auzi de obicei între 20 hertz și 20.000 hertz, a remarcat Sellon).
În general, gelul a apărut mai rigid în apropierea bazei cohleei, unde sunt ridicate frecvențe înalte și mai puțin rigid în vârful cohleei, unde se înregistrează frecvențe joase. Este aproape ca și cum membrana însăși s-ar fi reglat dinamic în sine "ca un instrument muzical", a spus Sellon.
"Este cam ca o chitară sau vioară", a spus Sellon, "unde puteți regla corzile pentru a fi mai mult sau mai puțin rigid în funcție de frecvența pe care încercați să o cântați".
Cât de exact se tonifică Jell-O în sine?
Se dovedește că apa curge prin porii microscopici din interiorul membranei. Aranjamentul porilor schimbă modul în care fluidul se deplasează prin membrană - modificându-și astfel rigiditatea și vâscozitatea în diferite locații, ca răspuns la vibrații.
Această mică chitară Jell-O ar putea fi critică pentru amplificarea anumitor vibrații de frecvență în diferite poziții de-a lungul cohleei, a spus Sellon, ajutându-vă urechile să optimizeze conversia undelor sonore de la vibrații mecanice în impulsuri neuronale.
Aranjamentul porilor permite celulelor părului să răspundă mai eficient la gama medie de frecvențe - de exemplu, cele utilizate pentru vorbirea umană - în comparație cu sunetele de la capătul scăzut și înalt al spectrului. Deci, undele sonore din aceste intervale medii sunt mai susceptibile să fie convertite în semnale neuronale distincte, a spus Sellon.
Sensibilitatea membranei ar putea servi chiar ca un filtru natural care ajută la amplificarea sunetelor slabe în timp ce amortizează zgomotul distractiv - cu toate acestea, a spus Sellon, sunt necesare cercetări suplimentare la subiecții vii pentru a înțelege mai bine toate misterele membranei.
Totuși, capacitatea de reglare a gelului ar putea ajuta la explicarea motivului pentru care mamiferele se pot confrunta cu deficiențe de auz semnificative atunci când se nasc cu defecte genetice care modifică modul în care apa curge prin membranele lor tectoriale. Potrivit autorilor, cercetările ulterioare ar putea ajuta oamenii de știință să dezvolte aparate auditive sau produse farmaceutice care ajută la corectarea unor astfel de defecte. Când va veni ziua respectivă, vom fi cu toții urechi.
