เพื่อที่จะทำให้สายพันกันสั่นสะเทือนในอากาศเป็นเสียงที่จดจำหูของคุณต้องอาศัยสายการประกอบเล็ก ๆ ของกระดูกเส้นใยเนื้อเยื่อและเส้นประสาท จากนั้นมี "Jell-O"
แน่นอนว่าไม่มีเจลาตินในหูของคุณแน่นอน (ถ้าคุณทำถูกสุขลักษณะ) แต่จาก Jonathan Sellon ศาสตราจารย์ที่ MIT และผู้เขียนนำการศึกษาใหม่ในวารสาร Physical Review Letters มีบางก้อน "Jell-O-like" หยดของเนื้อเยื่อที่หมุนวนผ่านหูชั้นในของคุณและช่วยให้คลื่นเสียงเข้าถึง ตัวรับเส้นประสาทที่เฉพาะเจาะจงที่พวกเขาต้องการเพื่อที่จะติดต่อกับสมองของคุณ หยดที่มีประโยชน์นี้รู้จักกันในนามของทิคเทอเรียม
"แผ่นทิคเทอเรเชียลเป็นเนื้อเยื่อวุ้นที่ประกอบด้วยน้ำร้อยละ 97" Sellon กล่าวกับ Live Science "และมันตั้งอยู่บนตัวรับความรู้สึกขนาดเล็กในหูชั้นใน (หรือโคเคลีย) ที่แปลคลื่นเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สมองของคุณสามารถตีความได้"
ดังนั้นทำไมครอบคลุมอุปกรณ์รับเสียงที่ไวต่อหูของคุณด้วยเลเยอร์ของ Jell-O Sellon ต้องการทราบว่าเมื่อเขาเริ่มค้นคว้าเยื่อหุ้มชั้นนอกเมื่อแปดปีก่อน ตอนนี้ในการศึกษาใหม่ของพวกเขา (เผยแพร่เมื่อวันที่ 16 มกราคม) เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาคิดว่าพวกเขาอาจได้รับคำตอบ
ด้วยเคล็ดลับของพวกเขาโผล่เข้ามาในอวัยวะภายในที่เหนียวเหนอะหนะเซลล์รับความรู้สึกของหูชั้นใน (หรือที่เรียกว่า "เซลล์ขน") ทำงานเป็นกลุ่มตามความยาวของโคเคลียแต่ละอันสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความถี่ที่แตกต่างกัน ความถี่สูงจะถูกแปลโดยเซลล์ที่ฐานของโคเคลียที่ดีที่สุดในขณะที่ความถี่ต่ำจะขยายที่ดีที่สุดที่ด้านบนของโคเคลีย ตัวรับสัญญาณขนเหล่านี้ช่วยให้คุณได้ยินเสียงหลายพันความถี่ที่แตกต่างกัน
"เยื่อหุ้มชั้นเชิงจริงช่วยให้โคเคลียแยกเสียงความถี่ต่ำออกจากเสียงความถี่สูง" Sellon กล่าว "วิธีการทำคือการ 'ปรับ' ความฝืดของตัวเองจัดเรียงเหมือนสตริงบนเครื่องดนตรี"
Sellon และเพื่อนร่วมงานของเขาสกัดเยื่อหลายส่วนจากหนูทดลอง ด้วยการใช้โพรบขนาดเล็กนักวิจัยก็กระตุกแผ่นเยื่อด้วยความเร็วต่าง ๆ เพื่อจำลองว่าเจลนั้นอาจกดกับเซลล์ขนเพื่อตอบสนองต่อความถี่เสียงที่แตกต่างกันอย่างไร ทีมทดสอบช่วงความถี่ระหว่าง 1 เฮิร์ตซ์และ 3,000 เฮิร์ตซ์จากนั้นเขียนแบบจำลองทางคณิตศาสตร์บางอย่างเพื่อคาดการณ์ผลลัพธ์สำหรับความถี่ที่สูงขึ้น (มนุษย์มักจะได้ยินระหว่าง 20 เฮิรตซ์ถึง 20,000 เฮิร์ตซ์ Sellon ตั้งข้อสังเกต)
โดยทั่วไปเจลจะมีลักษณะแข็งใกล้กับฐานของโคเคลียที่มีความถี่สูงถูกหยิบขึ้นมาและแข็งน้อยลงในปลายของโคเคลียที่ความถี่ต่ำลงทะเบียน มันเกือบจะเหมือนกับว่าเมมเบรนถูกปรับจูนแบบไดนามิก "เหมือนเครื่องดนตรี Sellon กล่าว
"มันเป็นเหมือนกีตาร์หรือไวโอลิน" Sellon พูด "ซึ่งคุณสามารถปรับแต่งสายให้มีความแข็งมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความถี่ที่คุณพยายามเล่น"
Jell-O นี้ปรับจูนเองได้อย่างไร?
ปรากฎว่าน้ำไหลผ่านรูขุมขนด้วยกล้องจุลทรรศน์ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ การจัดเรียงรูขุมขนเปลี่ยนวิธีที่ของเหลวเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ - ดังนั้นจึงเปลี่ยนความแข็งและความหนืดที่ตำแหน่งต่างๆเพื่อตอบสนองต่อการสั่นสะเทือน
Sellon กล่าวว่ากีต้าร์ Jell-O ขนาดเล็กนี้อาจมีความสำคัญสำหรับการขยายการสั่นสะเทือนความถี่ที่ตำแหน่งต่างๆตามแนวโคเคลียช่วยให้หูของคุณปรับการแปลงคลื่นเสียงจากการสั่นสะเทือนทางกลไกเป็นแรงกระตุ้นระบบประสาท
การจัดเรียงรูขุมขนช่วยให้เซลล์ขนตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในช่วงความถี่กลางเช่นที่ใช้สำหรับการพูดของมนุษย์เปรียบเทียบกับเสียงที่ระดับต่ำสุดและสูงของสเปกตรัม ดังนั้นคลื่นเสียงในช่วงกลางนั้นมีแนวโน้มที่จะถูกแปลงเป็นสัญญาณประสาทที่แตกต่างกันมากขึ้น Sellon กล่าว
ความไวของเมมเบรนอาจทำหน้าที่เป็นตัวกรองตามธรรมชาติที่ช่วยขยายเสียงจาง ๆ ในขณะที่ลดทอนเสียงรบกวน - Sellon กล่าวว่าจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมในเรื่องสิ่งมีชีวิตเพื่อทำความเข้าใจความลึกลับของเมมเบรนทั้งหมด
ความสามารถในการปรับจูนของเจลอาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจึงต้องเผชิญกับความบกพร่องทางการได้ยินอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเกิดมาพร้อมกับความบกพร่องทางพันธุกรรมที่เปลี่ยนแปลงวิธีการไหลของน้ำผ่านเยื่อหุ้มชั้นใน การวิจัยเพิ่มเติมสามารถช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการพัฒนาเครื่องช่วยฟังหรือยาที่ช่วยแก้ไขข้อบกพร่องดังกล่าว เมื่อวันนั้นมาถึงเราจะเป็นหูทั้งหมด
