Kako bi se vibracije iz zraka pretvorile u prepoznatljive zvukove, vaše se uho oslanja na minijaturnu liniju kostiju, vlakana, tkiva i živaca. Zatim, tu je "Jell-O."
Nema stvarne želatine u ušima, naravno (ako se higijenski ispravno bavite). Ali prema Jonathanu Sellonu, gostujućem profesoru na MIT-u i glavnom autoru nove studije u časopisu Physical Review Letters, postoji tanka mrlja tkiva koja se spirala kroz vaše unutarnje uho i pomaže zvučnim valovima da dosegnu određene živčane receptore koji su im potrebni da bi uspostavili kontakt s vašim mozgom. Ovo korisno mrlje poznato je kao tektorska membrana.
"Tektorska membrana je želatinozno tkivo koje se sastoji od 97 posto vode", rekao je Sellon za Live Science. "A sjedi na vrhu sitnih senzornih receptora u unutarnjem uhu (ili kohleje) koji prevode zvučne valove u električni signal koji vaš mozak može protumačiti."
Pa, zašto prekrivati preosjetljivu zvučnu opremu za uši slojem Jell-O? Sellon je želio znati kad je prije osam godina počeo istraživati tektorsku membranu. Sada, u svojoj novoj studiji (objavljenoj 16. siječnja), on i njegovi kolege misle kako možda traže odgovor.
Svojim savjetima koji prodire u bubnu unutrašnjost membrane membrane, senzorne receptore unutarnjeg uha (poznate i kao "stanice dlake") prolaze u snopovima po duljini vaše kohelije, svaka je izgrađena kako bi najbolje reagirala na različit raspon frekvencija; visoke frekvencije najbolje prevode stanice u dnu kohele, dok se niske frekvencije najbolje pojačavaju na vrhu kohele. Ovi dlakavi receptori zajedno omogućavaju čuti tisuće različitih frekvencija zvuka.
"Tektorska membrana zapravo pomaže kohleji da odvoji niskofrekventne zvukove od visokofrekventnih zvukova", rekao je Sellon. "Način na koji to radi je ugađanje vlastite krutosti, nalik na žice na instrumentu."
Sellon i njegovi kolege izvukli su nekoliko tektorskih membrana iz laboratorijskih miševa. Pomoću sićušnih sondi, istraživači su raznim brzinama premještali membrane kako bi simulirali kako gel može pritisnuti stanice dlaka kao odgovor na različite frekvencije zvuka. Tim je testirao raspon frekvencija između 1 i 3000 hertza, a zatim je napisao neke matematičke modele kako bi ekstrapolirao rezultate za još veće frekvencije (ljudi obično mogu čuti između 20 i 20 000 hertza, napomenuo je Sellon).
Općenito, gel se činio krutijim u blizini baze kohleje, gdje se skupljaju visoke frekvencije, a manje ukočeni u vrhu kohele, gdje se registriraju niske frekvencije. To je gotovo kao da se sama membrana dinamički ugađala "poput glazbenog instrumenta", rekao je Sellon.
"To je poput gitare ili violine", rekao je Sellon, "gdje možete prilagoditi žice da budu više ili manje ukočene, ovisno o frekvenciji koju pokušavate svirati."
Kako se točno radi ova Jell-O melodija?
Ispada da voda teče kroz mikroskopske pore unutar membrane. Raspored pora mijenja način na koji se fluid kreće kroz membranu - mijenjajući tako njegovu krutost i viskoznost na različitim mjestima kao odgovor na vibracije.
Ova sitna Jell-O gitara možda je presudna za pojačavanje određenih vibracija frekvencije u različitim položajima duž kohele, rekao je Sellon, pomažući ušima da optimiziraju pretvorbu zvučnih valova iz mehaničkih vibracija u neuronske impulse.
Raspored pora omogućava stanicama kose da učinkovitije reagiraju na srednji raspon frekvencija - na primjer, one koje se koriste za ljudski govor - u usporedbi sa zvukovima na niskom i visokom kraju spektra. Dakle, zvučni valovi u tim srednjim rasponima vjerojatnije će se pretvoriti u različite neuronske signale, rekao je Sellon.
Osjetljivost membrane može čak služiti kao prirodni filter koji pomaže pojačati slabe zvukove dok prigušuje ometajući šum - međutim, rekao je Sellon, potrebna su dodatna istraživanja živih subjekata kako bi se bolje razumjele sve tajne membrane.
Ipak, sposobnost podešavanja gela mogla bi pomoći objasniti zašto se sisari mogu suočiti sa značajnim oštećenjem sluha kad se rode s genetskim oštećenjima koja mijenjaju način na koji voda teče kroz njihove tektorske membrane. Prema autorima, daljnja bi istraživanja mogla pomoći znanstvenicima u razvoju slušnih pomagala ili lijekova koji pomažu ispravljanju takvih oštećenja. Kad dođe taj dan, svi ćemo uši.
