За да превърнете заплетени, въздушни вибрации в разпознаваеми звуци, ухото ви разчита на миниатюрна сборна линия от кости, влакна, тъкани и нерви. След това е "Jell-O."
В ушите ви няма действителен желатин (ако правите хигиена правилно). Но според Джонатан Селън, гостуващ професор в MIT и водещ автор на ново проучване в списанието Physical Review Letters, има тънко "е-подобно" петно на тъкан, което се спира през вътрешното ви ухо и помага на звуковите вълни да достигнат специфичните нервни рецептори, от които се нуждаят, за да осъществят контакт с вашия мозък. Това полезно петно е известно като текторна мембрана.
"Текториалната мембрана е желатинова тъкан, която се състои от 97 процента вода", заяви Sellon пред Live Science. "И седи отгоре на малките сензорни рецептори във вътрешното ухо (или на кохлеята), които превеждат звуковите вълни в електрически сигнал, който мозъкът ви може да интерпретира."
И така, защо да покриете свръхчувствителното оборудване за улавяне на звук на ушите си със слой от Jell-O? Селън искаше да разбере, когато започна осемгодишните изследвания на мембраната. Сега, в новото си проучване (публикувано на 16 януари), той и колегите му смятат, че може да отговорят.
С накрайниците им, вкарващи се в мембранните вътрешни вътрешности на мембраната, сензорните рецепторни клетки на вътрешното ухо (известни още като "космени клетки") се движат в снопове по цялата дължина на вашата кохлея, всяка от които е изградена така, че да отговаря най-добре на различен диапазон от честоти; високите честоти се превеждат най-добре от клетки в основата на cohlea, докато ниските честоти се усилват най-добре в горната част на cohlea. Заедно тези космати рецептори ви позволяват да чуете хиляди различни честоти на звука.
"Текториалната мембрана всъщност помага на кохлеята да отделя нискочестотни звуци от високочестотни звуци", каза Sellon. "Начинът, по който се прави, е чрез" настройване "на собствената му коравина, нещо като струните на инструмент."
Селън и неговите колеги извличаха няколко текториални мембрани от лабораторни мишки. Използвайки мънички сонди, изследователите прехвърляха мембраните с различни скорости, за да симулират как гелът може да се натисне върху космените клетки в отговор на различни честоти на звука. Екипът тества диапазон от честоти между 1 херц и 3000 херца, след което написа някои математически модели, за да екстраполира резултатите за още по-високи честоти (хората обикновено могат да чуят между 20 херца и 20 000 херца, отбелязва Селлон).
Като цяло гелът изглеждаше по-твърд в близост до основата на кохлеята, където се взимат високи честоти и по-малко твърд в върха на кохлеята, където се регистрират ниски честоти. Това е почти така, сякаш самата мембрана се настройва динамично "като музикален инструмент, каза Sellon.
"Това е нещо като китара или цигулка", каза Sellon, "където можете да настроите струните да бъдат повече или по-малко твърди в зависимост от честотата, която се опитвате да свирите."
Как точно се настройва самата тази Jell-O?
Оказва се, че водата преминава през микроскопични пори вътре в мембраната. Подреждането на порите променя начина, по който течността се движи през мембраната - като по този начин се променя нейната твърдост и вискозитет на различни места в отговор на вибрации.
Тази малка китара на Jell-O може да е критична за усилването на определени честотни вибрации в различни позиции по дължината на кохлеята, каза Sellon, помагайки на ушите ви да оптимизират превръщането на звукови вълни от механични вибрации в невронни импулси.
Подреждането на порите позволява на космените клетки да реагират по-ефективно на средния диапазон от честоти - например тези, използвани за човешката реч - в сравнение със звуците в ниския и високия край на спектъра. Така че звуковите вълни в тези средни диапазони са по-склонни да бъдат преобразувани в различни невронни сигнали, каза Sellon.
Чувствителността на мембраната може дори да служи като естествен филтър, който помага за усилването на слабите звуци, като същевременно заглушава разсейващия шум - обаче, каза Селон, са необходими допълнителни изследвания на живи предмети, за да се разберат по-добре всички мистерии на мембраната.
Все пак способността за настройка на гела може да помогне да се обясни защо бозайниците могат да се сблъскат със значително увреждане на слуха, когато са родени с генетични дефекти, които променят начина, по който водата тече през техните текториални мембрани. Според авторите, по-нататъшните изследвания могат да помогнат на учените да разработят слухови апарати или фармацевтични продукти, които помагат да се коригират такива дефекти. Когато дойде този ден, всички ще бъдем уши.
