Aby sa vaše spletené vzduchom prenášané vibrácie zmenili na rozpoznateľné zvuky, vaše ucho sa spolieha na miniatúrnu zostavu kostí, vlákien, tkanív a nervov. Potom je tu „Jell-O“.
Vo vašich ušiach samozrejme nie je žiadna skutočná želatína (ak máte v poriadku hygienu). Ale podľa Jonathana Sellona, hosťujúceho profesora na MIT a vedúceho autora novej štúdie v časopise Physical Review Letters, je cez vaše ucho tenká "jell-O" kvapka tkaniva, ktorá pomáha špirálovitým zvukom špecifické nervové receptory, ktoré potrebujú, aby sa dostali do kontaktu s vaším mozgom. Tento užitočný blok je známy ako tektoriálna membrána.
„Tektoriálna membrána je želatínové tkanivo tvorené 97% vody,“ povedal Sellon pre Live Science. „A sedí na vrchole drobných senzorických receptorov vo vnútornom uchu (alebo kochlei), ktoré prekladajú zvukové vlny na elektrický signál, ktorý váš mozog dokáže interpretovať.“
Prečo teda zakryť hypersenzitívne zariadenie na snímanie zvuku uší ušou vrstvou Jell-O? Sellon chcel vedieť, kedy začal skúmať tektoriálnu membránu pred ôsmimi rokmi. Teraz vo svojej novej štúdii (uverejnenej 16. januára) si on a jeho kolegovia myslia, že môžu odpovedať.
Senzorové bunky vnútorného ucha, ktoré svojimi špičkami vrazia do membránových hlbokých vnútorných uší (tiež známych ako vlasové bunky), bežia vo zväzkoch po celej dĺžke vašej slimáka, z ktorých každá je navrhnutá tak, aby čo najlepšie reagovala na iný rozsah frekvencií; vysoké frekvencie sa najlepšie prevádzajú bunkami na báze kochley, zatiaľ čo nízke frekvencie sa najlepšie amplifikujú v hornej časti kochley. Spoločne tieto chlpaté receptory umožňujú počuť tisíce rôznych frekvencií zvuku.
„Tektoriálna membrána vlastne pomáha kochleu oddeliť nízkofrekvenčné zvuky od vysokofrekvenčných zvukov,“ povedal Sellon. „Spôsob, akým to robí, je„ vyladiť “svoju vlastnú tuhosť, niečo ako struny na nástroji.“
Sellon a jeho kolegovia z laboratórnych myší vybrali niekoľko tektoriálnych membrán. Vedci pomocou malých sond krútili membránami rôznymi rýchlosťami, aby simulovali, ako môže gél tlačiť proti vlasovým bunkám v reakcii na rôzne frekvencie zvuku. Tím testoval rozsah frekvencií medzi 1 hertzom a 3 000 hertzmi, potom napísal niekoľko matematických modelov na extrapoláciu výsledkov na ešte vyššie frekvencie (ľudia zvyčajne počujú medzi 20 hertzmi a 20 000 hertzmi, poznamenal Sellon).
Všeobecne sa zdá, že gél je tuhší blízko základne kochley, kde sa zachytávajú vysoké frekvencie, a je menej tuhý na vrchole kochley, kde sa registrujú nízke frekvencie. Je to skoro ako keby sa samotná membrána dynamicky ladila „ako hudobný nástroj,“ povedal Sellon.
„Je to niečo ako gitara alebo husle,“ povedal Sellon, „kde môžete vyladiť struny tak, aby boli viac alebo menej tuhé v závislosti od frekvencie, ktorú sa snažíte hrať.“
Ako presne sa tento Jell-O naladí?
Ukazuje sa, že voda prúdi cez mikroskopické póry vo vnútri membrány. Usporiadanie pórov mení, ako tekutina prechádza cez membránu - a tým mení svoju tuhosť a viskozitu na rôznych miestach v reakcii na vibrácie.
Táto malá gitara Jell-O môže byť kritická pre zosilnenie určitých frekvenčných vibrácií na rôznych pozíciách pozdĺž slimáka, povedal Sellon, ktorý pomáha vašim ušiam optimalizovať konverziu zvukových vĺn z mechanických vibrácií na nervové impulzy.
Usporiadanie pórov umožňuje vlasovým bunkám efektívnejšie reagovať na stredný rozsah frekvencií - napríklad frekvencií používaných pre ľudskú reč - v porovnaní so zvukmi na dolných a vysokých koncoch spektra. Takže zvukové vlny v týchto stredných rozsahoch sa s väčšou pravdepodobnosťou premenia na zreteľné nervové signály, povedal Sellon.
Citlivosť membrány môže dokonca slúžiť ako prírodný filter, ktorý pomáha zosilňovať slabé zvuky a tlmí rušivý hluk. Sellon však povedal, že na lepšie pochopenie všetkých tajomstiev membrány je potrebný ďalší výskum na živých osobách.
Napriek tomu môže gélova tuningová schopnosť pomôcť vysvetliť, prečo môžu cicavce čeliť významnému poškodeniu sluchu, keď sa narodia s genetickými defektmi, ktoré menia spôsob prúdenia vody cez ich tektoriálne membrány. Podľa autorov by ďalší výskum mohol pomôcť vedcom vyvinúť načúvacie pomôcky alebo liečivá, ktoré pomôžu opraviť takéto poruchy. Keď príde ten deň, budeme všetci uši.
