על מנת להפוך רעידות סבוכות ומוטסות לצלילים ניתנים לזיהוי, האוזן שלך נשענת על קו הרכבה מיניאטורי של עצמות, סיבים, רקמות ועצבים. ואז, יש את "Jell-O."
אין ג'לטין בפועל באוזניים שלך, כמובן (אם אתה עושה היגיינה נכון). אך לדברי ג'ונתן סלון, פרופסור אורח ב- MIT ומחבר הראשי של מחקר חדש בכתב העת Physical Review Letters, יש גוש דק "ג'ל-או-דמוי" של רקמות המסתובב דרך האוזן הפנימית שלך ועוזר לגלי קול להגיע קולטני העצב הספציפיים להם הם זקוקים בכדי ליצור קשר עם המוח שלך. נפיחה מועילה זו מכונה קרום הטקטוריאלי.
"הממברנה הטקטורית היא רקמה ג'לטינית המורכבת מ -97 אחוז מים", אמר סלון ל- Live Science. "וזה יושב על גבי קולטני החושים הזעירים באוזן הפנימית (או שבלול) שמתרגמים גלי קול לאות חשמלי שהמוח שלך יכול לפרש."
אז למה לכסות את ציוד איסוף הקול הרגיש-לרגישות לאוזניים בשכבה של ג'ל-או? סלון רצה לדעת מתי החל לחקור את הממברנה הטקטוריאלית לפני שמונה שנים. כעת, במחקרם החדש (שפורסם ב -16 בינואר), הוא ועמיתיו חושבים שהם עשויים לעמוד בתשובה.
עם עצותיהם החודרות אל תוך הפנימיות האוולה של הממברנה, תאי הקולטן החושי של האוזן הפנימית (המכונה גם "תאי שיער") פועלים בצרורות לאורך כל שבלולך, כל אחד מהם בנוי כדי להגיב בצורה הטובה ביותר לטווח תדרים שונה; תדרים גבוהים מתורגמים בצורה הטובה ביותר על ידי תאים בבסיס שבלול, בעוד שתדרים נמוכים מגבירים בצורה הטובה ביותר בחלק העליון של שבלול. יחד, קולטנים שעירים אלה מאפשרים לשמוע אלפי תדרים של צליל שונים.
"הממברנה הטקטורית עוזרת למעשה לשבלול להפריד בין צלילים בתדר נמוך לבין צלילים בתדר גבוה", אמר סלון. "הדרך שהיא עושה זאת היא על ידי 'כוונון' של הנוקשות שלה עצמה, כמו המיתרים על מכשיר."
סלון ועמיתיו חילצו כמה ממברנות טקטוראליות מעכברי מעבדה. החוקרים השתמשו בבדיקות זעירות, כיווצו את הממברנות במהירויות שונות כדי לדמות כיצד הג'ל עלול לדחוף כנגד תאי שיער בתגובה לתדרי צליל שונים. הצוות בדק מגוון תדרים בין 1 הרץ ל -3,000 הרץ, ואז כתב כמה מודלים מתמטיים כדי להמחיש תוצאות לתדרים גבוהים אפילו יותר (בני אדם יכולים לשמוע בדרך כלל בין 20 הרץ ל 20,000 הרץ, ציין סאלון).
באופן כללי, הג'ל נראה נוקשה בסמוך לבסיס השבלול, שם מרימים תדרים גבוהים ופחות נוקשים בקודקוד השבלול, שם נרשמים תדרים נמוכים. זה כמעט כאילו הממברנה עצמה מכוונת את עצמה באופן דינמי "כמו כלי נגינה," אמר סלון.
"זה דומה לגיטרה או לכינור," אמר סלון, "שם אתה יכול לכוונן את המיתרים להיות פחות או פחות נוקשים, תלוי בתדירות שאתה מנסה לנגן."
איך בדיוק ג'ל-או זה מכוון את עצמו?
מסתבר כי מים זורמים דרך נקבוביות מיקרוסקופיות בתוך הממברנה. סידור הנקבוביות משנה את האופן בו נוזל נע דרך הממברנה - ובכך משנה את קשיחותו וצמיגותו במיקומים שונים כתגובה לרטט.
גיטרה Jell-O הזעירה הזו עשויה להיות קריטית להעצמת תנודות מסוימות בתדרים במיקומים שונים לאורך השבלול, אמר סלון, ועוזרת לאוזניים שלך לייעל את המרת גלי הקול מוויברציות מכניות לדחפים עצביים.
סידור הנקבוביות מאפשר לתאי שיער להגיב ביעילות רבה יותר לטווח התדרים האמצעי - למשל אלו המשמשים לדיבור אנושי - בהשוואה לצלילים בקצוות הנמוכים והגבוהים של הספקטרום. כך, סביר כי גלי קול באזורי הביניים ההם יומרו לאותות עצביים מובחנים, אמר סלון.
הרגישות של הממברנה עשויה אף לשמש פילטר טבעי המסייע בהגברת צלילים קלושים תוך כדי ריכוך רעש מסיח את הדעת - עם זאת, אמר סלון, יש צורך במחקר נוסף בנושאים חיים כדי להבין טוב יותר את כל תעלומות הקרום.
עם זאת, יכולת הכוונון של הג'ל עשויה לעזור להסביר מדוע יונקים יכולים להתמודד עם ליקוי שמיעה משמעותי כאשר הם נולדים עם פגמים גנטיים המשנים את האופן בו זורמים מים דרך הממברנות הטקטוריאליות שלהם. לדברי המחברים, מחקר נוסף עשוי לסייע למדענים לפתח מכשירי שמיעה או תרופות המסייעות לתקן ליקויים כאלה. כשיגיע היום הזה, נהיה כולנו אוזניים.
