Aby se vaše zamotané vzduchem přenášené vibrace proměnily v rozpoznatelné zvuky, vaše ucho se spoléhá na miniaturní sestavu kostí, vláken, tkání a nervů. Pak je tu „Jell-O“.
Ve vašich uších samozřejmě není skutečná želatina (pokud děláte hygienu správně). Ale podle Jonathana Sellona, hostujícího profesora na MIT a hlavního autora nové studie v časopise Physical Review Letters, existuje tenká „jell-O“ kapka tkáně spirálovitá přes vaše vnitřní ucho a pomáhající zvukovým vlnám dosáhnout specifické nervové receptory, které potřebují k navázání kontaktu s vaším mozkem. Tato užitečná blob je známá jako tektoriální membrána.
„Tektoriální membrána je želatinová tkáň tvořená 97% vody,“ řekl Sellon Live Science. „A sedí na vrcholu malých senzorických receptorů ve vnitřním uchu (nebo kochlei), které převádějí zvukové vlny do elektrického signálu, který váš mozek dokáže interpretovat.“
Proč tedy zakrývat hypersenzitivní zvukové snímací zařízení ušima vrstvou Jell-O? Sellon chtěl vědět, kdy začal zkoumat tektoriální membránu před osmi lety. Nyní ve své nové studii (zveřejněné 16. ledna) si on a jeho kolegové myslí, že možná budou na odpověď.
S jejich hroty vrazit do membrány gooey innards, senzorické buňky vnitřního ucha (také známý jako "vlasové buňky") běží ve svazcích po celé délce vaší kochley, každý z nich postaven tak, aby nejlépe reagoval na jiný rozsah frekvencí; vysoké frekvence se nejlépe převádějí buňkami na bázi kochley, zatímco nízké frekvence se nejlépe zesilují v horní části kochley. Tyto chlupaté receptory vám společně umožní slyšet tisíce různých frekvencí zvuku.
„Tektoriální membrána vlastně pomáhá kochleu oddělit nízkofrekvenční zvuky od vysokofrekvenčních zvuků,“ řekl Sellon. "To je způsob, jak" ladit "svou vlastní tuhost, podobně jako struny na nástroji."
Sellon a jeho kolegové extrahovali několik tektoriálních membrán z laboratorních myší. Pomocí malých sond vědci vrtuli membránami různými rychlostmi, aby simulovali, jak by gel mohl tlačit proti vlasovým buňkám v reakci na různé frekvence zvuku. Tým testoval rozsah frekvencí mezi 1 hertzem a 3 000 hertzů, poté napsal několik matematických modelů, aby extrapoloval výsledky pro ještě vyšší frekvence (lidé obvykle slyší mezi 20 hertzů a 20 000 hertzů, poznamenal Sellon).
Obecně se gel jevil tuhší blízko základny kochley, kde jsou zachycovány vysoké frekvence, a méně tuhý v vrcholu kochley, kde se registrují nízké frekvence. Je to téměř jako by samotná membrána dynamicky ladila "jako hudební nástroj," řekl Sellon.
"Je to něco jako kytara nebo housle," řekl Sellon, "kde můžete vyladit struny tak, aby byly více či méně tuhé v závislosti na frekvenci, kterou se snažíte hrát."
Jak přesně se tento Jell-O naladí?
Ukazuje se, že voda proudí mikroskopickými póry uvnitř membrány. Uspořádání pórů mění způsob, jakým se tekutina pohybuje skrz membránu - čímž mění její tuhost a viskozitu na různých místech v reakci na vibrace.
Tato malá kytara Jell-O může být kritická pro zesílení určitých kmitočtů vibrací na různých pozicích podél slimáka, řekl Sellon a pomohl vašim uším optimalizovat převod zvukových vln z mechanických vibrací na nervové impulsy.
Uspořádání pórů umožňuje vlasovým buňkám účinněji reagovat na střední rozsah frekvencí - například těch, které se používají pro lidskou řeč - ve srovnání se zvuky na nízkých a vysokých koncích spektra. Takže zvukové vlny v těchto středních rozsazích budou s větší pravděpodobností přeměněny na odlišné neurální signály, řekl Sellon.
Citlivost membrány může dokonce sloužit jako přirozený filtr, který pomáhá zesílit slabé zvuky a zároveň tlumit rušivý hluk - nicméně, Sellon řekl, k lepšímu pochopení všech záhad membrány je třeba dalšího výzkumu u živých subjektů.
Přesto může schopnost vyladění gelu vysvětlit, proč mohou savci čelit významnému poškození sluchu, když se narodí s genetickými defekty, které mění způsob, jakým voda teče přes jejich tektoriální membrány. Podle autorů by další výzkum mohl vědcům pomoci vyvinout sluchové pomůcky nebo léčiva, která by pomohla tyto vady napravit. Až ten den přijde, budeme všichni uši.
