Pöördunud õhus levivad vibratsioonid muutuvad äratuntavateks helideks, toetub teie kõrv luude, kiudude, kudede ja närvide miniatuursele monteerimisliinile. Siis on "Jell-O".
Muidugi pole teie kõrvus tegelikku želatiini (kui teete korralikult hügieeni). Kuid MIT-i külalisprofessori ja ajakirja Physical Review Letters uue uuringu juhtiva autori Jonathan Selloni sõnul on õhuke "Jell-O-laadne" kude, mis spiraalib läbi teie sisekõrva ja aitab helilainetel jõuda konkreetsed närviretseptorid, mida nad vajavad teie ajuga kontakti loomiseks. Seda kasulikku kämpu nimetatakse tektoriaalseks membraaniks.
"Tektoriaalmembraan on želatiinne kude, mis koosneb 97 protsendist veest," rääkis Sellon Live Science'ile. "Ja see paikneb sisekõrvas (või kõhrkojas) asuvate pisikeste sensoorsete retseptorite peal, mis muudavad helilained elektriliseks signaaliks, mida teie aju saab tõlgendada."
Miks katta oma kõrvade ülitundlik helivõtuseade Jell-O kihiga? Sellon soovis teada saada, millal ta kaheksa aastat tagasi tektoriaalse membraani uurimist alustas. Nüüd arvavad tema ja ta kolleegid oma uues uuringus (avaldatud 16. jaanuaril), et nad võivad vastata.
Nende näpunäidetega, mis torkavad membraani sisemistesse sisekõrvadesse, jooksevad sisekõrva sensoorsete retseptorirakud (tuntud ka kui "juukserakud") kogu teie košelli pikkuses kimpudena, millest igaüks on loodud reageerima kõige paremini erinevale sagedusvahemikule; kõrgeid sagedusi tõlgivad kõige paremini rakud sümbolite põhjas, madalad sagedused aga võimendavad kõige paremini kolhikese ülaosas. Need karvased retseptorid võimaldavad teil kuulda tuhandeid erineva sagedusega helisid.
"Tektoonne membraan aitab tegelikult košelonil eraldada madala sagedusega helisid kõrgsageduslikest helidest," ütles Sellon. "Selle moodus on omaenda jäikuse" häälestamine ", nagu instrumendi keelpillid."
Sellon ja tema kolleegid ekstraheerisid laborihiirtelt mitu tektoriaalmembraani. Pisikesi proovivõttreid kasutades värkasid teadlased membraane erineva kiirusega, et simuleerida, kuidas geel võib erinevatel heli sagedustel reageerida juukserakkudele. Meeskond testis sageduste vahemikku 1 kuni 3000 hertsi, seejärel kirjutas mõned matemaatilised mudelid, et ekstrapoleerida tulemusi veelgi kõrgemate sageduste jaoks (inimesed võivad tavaliselt kuulda vahemikus 20 kuni 20 000 hertsi, märkis Sellon).
Üldiselt tundus geel kangekaela aluse lähedal jäigem, kus korjatakse üles kõrgeid sagedusi, ja nõrgem sümboli tipus, kus madalad sagedused registreerivad. See on peaaegu nii, nagu membraan ise häälestaks dünaamiliselt "nagu pill," ütles Sellon.
"See on nagu kitarr või viiul," ütles Sellon, "kus saate häälestada keelpillid enam-vähem jäigaks olenevalt sagedusest, mida proovite mängida."
Kuidas see Jell-O ise häälestub?
Selgub, et vesi voolab läbi mikroskoopiliste pooride membraani sees. Pooride paigutus muudab vedeliku liikumist läbi membraani - muutes seeläbi selle jäikust ja viskoossust erinevates kohtades vastuseks vibratsioonile.
Selline pisike Jell-O kitarr võib olla kriitiline teatud sagedusvibratsioonide võimendamiseks erinevatel kohtadel piki košleeli, ütles Sellon, aidates teie kõrvadel optimeerida helilainete muundamist mehaanilistest vibratsioonidest närviimpulssideks.
Pooride paigutus võimaldab juukserakkudel reageerida tõhusamalt keskmistele sageduste vahemikele - näiteks nendele, mida kasutatakse inimese kõne jaoks - võrreldes spektri madalates ja kõrgetes osades esinevate helidega. Nii muundatakse helilained nendes keskmistes vahemikes tõenäolisemalt eraldiseisvateks närvisignaalideks, ütles Sellon.
Membraani tundlikkus võib toimida isegi loodusliku filtrina, mis aitab häirivat müra summutades nõrke helisid võimendada - kuid Sellon ütles, et membraani kõigi mõistatuste paremaks mõistmiseks on vaja elusatel inimestel täiendavaid uuringuid.
Sellegipoolest võib geeli häälestamisvõime aidata selgitada, miks imetajatel võib tekkida märkimisväärne kuulmiskahjustus, kui nad on sündinud geneetiliste defektide tõttu, mis muudavad vee voolamist läbi tektoormembraanide. Autorite sõnul võiksid edasised uuringud aidata teadlastel välja töötada kuuldeaparaate või ravimeid, mis aitavad selliseid defekte parandada. Kui see päev kätte jõuab, oleme kõik kõrvad.
