کشف لایه جدیدی از پیچیدگی شنوایی در گوش انسان؛ مکانیزم ناشناخته تقویت صداها, محققان دانشگاه ییل با بهرهگیری از مدلهای ریاضی پیشرفته بر روی یک مدل جامع از حلزون گوش، لایهای نوین از پیچیدگیهای این عضو حساس را فاش کردهاند.
این دستاوردها درک تازهای از ظرفیت و دقت قابل توجه سیستم شنوایی انسان فراهم آورده است.\مجموعه ناشناختهای از حالتهای مکانیکی شناسایی شدبه گزارش بام وطن با استناد به ساینسدیلی، فیزیدانان ییل مجموعهای پیچیده و تا پیش از این ناشناخته از حالتها را در گوش انسان کشف کردهاند.
این حالتها محدودیتهای مهمی را برقر میکنند که نقش حیاتی ایفا میکنند در تقویت صداهای بسیار ضعیف، تحمل انفجارهای صوتی با شدت بالا و تفکیک طیف گسترده و شگفتانگیز فرکانسهای صدا.\از پرسش اولیه تا یافتن بیپیشینهبنجامین ماچتا، استادیار فیزیک در دانشکده علوم و هنر ییل و از اساتید ارشد این پژوهش، بیان میکند ما در پی درک این بودیم که گوش چگونه خود را تنظیم میکند تا صداهای ضعیف را ردیابی کند، اما در پایان این مسیر با مجموعه جدیدی از حالتهای مکانیکی فرکانس پایین روبرو شدیم که به نظر میرسد حلزون گوش از آنها پشتیبانی میکند.\مکانیسم تبدیل صدا در حلزون گوشدر موجودات انسان، امواج صوتی در حلزون گوش به سیگنالهای الکتریکی مبدل میشوند.
سیستم شنوایی قادر است صداهایی را در محدوده فرکانسی سه مرتبه بزرگ و بیش از یک تریلیون برابر قدرت، از کمبلندترین تا ریزترین ارتعاشات هوا، تشخیص دهد.
با ورود امواج صوتی به حلزون، این امواج به امواج سطحی تبدیل شده و در امتداد غشای پایهای که با سلولهای مویی پوشیده است، پیش میروند.\نقش دوگانه سلولهای مویی>هر تون خالص در یک نقطه مشخص از این عضو مارپیچیمانند (پاسخ) نشان میدهد و سلولهای مویی همانجا به مغز اطلاع میدهند که چه صدایی شنیده شده است.
این موها وظیفه دومی نیز دارند؛ آنها به عنوان تقویتکنندههای مکانیکی عمل میکنند و انرژی را به امواج صوتی تزریق میکنند تا اصطکاک را خنثی کنند و به سیگنال کمک کنند تا به مقصد خود برسد.
محققان تأکید دارند که تزریق دقیق انرژی و تنظیمات مداوم، برای دستیابی به شنوایی دقیق از اهمیت بسزایی برخوردار است.\گسترش برده شنوایی با حالتهای تازه کشفشدهاگرچه حالتهای کلاسیک شنوایی در حلزون پیش از این به خوبی مستند شدهبودند، تیم تحقیقاتی ییل موفق به شناسایی مجموعه دومی گسترده و متمایز از این حالتها شد.
در این حالتهای گسترشیافته، بخش وسیعی از غشای پایه عکسالعمل یکپارچه نشان میدهد و حتی در پاسخ به یک تون واحد، به صورت جمعی و هماهنگ متحرک میشود.
این رفتار جمعی، محدودیتهای جدیدی را بر نحوه پاسخدهی سلولهای مویی به صداهای ورودی و روش پمپاژ انرژی آنها به غشای پایه تحمیل میکند.\امید جدید برای درک شنوایی فرکانس پایینبا توجه به اینکه حالتهای تازه کشفشده در بازه فرکانسهای پایین واقع شدهاند، محققان با اطمینان بیان میکنند که این یافتهها میتواند درک بهتری از شنوایی فرکانس پایین را ممکن سازد؛ حوزهای که تا به امروز یکی از مباحث فعال و چالشی در علم شنوایی باقی مانده است.
