من أجل تحويل الاهتزازات المتشابكة والمحمولة في الهواء إلى أصوات يمكن التعرف عليها ، تعتمد أذنك على خط تجميع مصغر للعظام والألياف والأنسجة والأعصاب. ثم هناك "Jell-O".
لا يوجد جيلاتين حقيقي في أذنيك بالطبع (إذا كنت تقوم بعمل النظافة بشكل صحيح). ولكن وفقًا لجوناثان سيلون ، الأستاذ الزائر في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي لدراسة جديدة في مجلة Physical Review Letters ، هناك بقعة رقيقة من النسيج "تشبه الهلام" تتصاعد من خلال أذنك الداخلية وتساعد الموجات الصوتية على الوصول مستقبلات الأعصاب المحددة التي يحتاجونها من أجل الاتصال بدماغك. يُعرف هذا الفقاعة المفيدة بالغشاء الصدري.
وقال سيلون لـ Live Science: "الغشاء الصدري نسيج من الجيلاتين يتكون من 97 بالمائة من الماء". "وهي تجلس فوق المستقبلات الحسية الدقيقة في الأذن الداخلية (أو قوقعة الأذن) التي تترجم الموجات الصوتية إلى إشارة كهربائية يمكن أن يفسرها دماغك."
لذا ، لماذا تغطي معدات التقاط الصوت شديدة الحساسية لأذنيك بطبقة من Jell-O؟ أراد سيلون أن يعرف متى بدأ البحث في الغشاء الصدري قبل ثماني سنوات. الآن ، في دراستهم الجديدة (المنشورة في 16 يناير) ، يعتقد هو وزملاؤه أنهم قد يكونون على إجابة.
بخلايا نصائحهم التي تندفع إلى داخل غشاء لزج الغشاء ، تعمل خلايا المستقبلات الحسية للأذن الداخلية (المعروفة أيضًا باسم "خلايا الشعر") في حزم عبر طول قوقعة الأذن ، تم تصميم كل منها للاستجابة بشكل أفضل لمجموعة مختلفة من الترددات ؛ من الأفضل ترجمة الترددات العالية بواسطة الخلايا الموجودة في قوقعة القوقعة ، بينما تتضخم الترددات المنخفضة بشكل أفضل في الجزء العلوي من القوقعة. معًا ، تتيح لك هذه المستقبلات المشعرة سماع آلاف الترددات الصوتية المختلفة.
قال سيلون: "إن الغشاء الصدري يساعد في الواقع القوقعة على فصل الأصوات ذات التردد المنخفض عن الأصوات عالية التردد". "إن الطريقة التي يتم بها ذلك هي عن طريق" ضبط "صلابة نفسها ، نوعًا ما مثل الخيوط على آلة موسيقية."
استخرج سيلون وزملاؤه عدة أغشية صدرية من فئران المختبر. باستخدام المسابير الدقيقة ، هز الباحثون الأغشية بسرعات مختلفة لمحاكاة كيف يمكن للهلام أن يدفع ضد خلايا الشعر استجابة لترددات الصوت المختلفة. اختبر الفريق مجموعة من الترددات بين 1 هيرتز و 3000 هيرتز ، ثم كتب بعض النماذج الرياضية لاستقراء النتائج لترددات أعلى (يمكن للبشر عادة سماع ما بين 20 هيرتز و 20،000 هيرتز ، لاحظ سيلون).
بشكل عام ، ظهر الجل أكثر صلابة بالقرب من قاعدة القوقعة ، حيث يتم التقاط الترددات العالية ، وأقل صلابة في قمة القوقعة ، حيث يتم تسجيل الترددات المنخفضة. وقال سيلون إن الأمر يبدو كما لو أن الغشاء نفسه يضبط نفسه بشكل ديناميكي "مثل آلة موسيقية.
قال سيلون: "إنها نوعًا ما مثل الغيتار أو الكمان ، حيث يمكنك ضبط الأوتار لتكون أكثر أو أقل صلابة اعتمادًا على التردد الذي تحاول العزف عليه".
كيف بالضبط ضبط هذا Jell-O نفسه؟
اتضح أن الماء يتدفق من خلال المسام المجهرية داخل الغشاء. يغير ترتيب المسام كيف يتحرك السائل عبر الغشاء - وبالتالي يغير صلابة ولزوجة في مواقع مختلفة استجابة للاهتزازات.
قال سيلون أن هذا الغيتار الصغير من جيل- O قد يكون بالغ الأهمية لتضخيم اهتزازات تردد معينة في مواضع مختلفة على طول قوقعة الأذن ، مما يساعد أذنيك على تحسين تحويل الموجات الصوتية من الاهتزازات الميكانيكية إلى النبضات العصبية.
يسمح ترتيب المسام لخلايا الشعر بالاستجابة بشكل أكثر كفاءة للمدى المتوسط للترددات - على سبيل المثال ، تلك المستخدمة في الكلام البشري - مقارنة بالأصوات في النهايات المنخفضة والعالية من الطيف. وقال سيلون لذلك ، من المرجح أن تتحول الموجات الصوتية في هذه النطاقات المتوسطة إلى إشارات عصبية مميزة.
قد تعمل حساسية الغشاء حتى كمرشح طبيعي يساعد على تضخيم الأصوات الباهتة بينما يخمد الضوضاء المشتتة للانتباه - ومع ذلك ، قال سيلون ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث في الكائنات الحية لفهم جميع أسرار الغشاء بشكل أفضل.
ومع ذلك ، قد تساعد قدرة الضبط الهلامية على تفسير سبب مواجهة الثدييات لضعف السمع الكبير عند ولادتها بعيوب وراثية تغير طريقة تدفق المياه عبر الأغشية الصدرية. وفقًا للمؤلفين ، يمكن أن تساعد الأبحاث الإضافية العلماء في تطوير مساعدات سمعية أو أدوية تساعد في تصحيح هذه العيوب. عندما يأتي ذلك اليوم ، سنكون جميعًا آذانًا.
