얽힌 공기 중 진동을 인식 가능한 소리로 바꾸려면 귀는 뼈, 섬유, 조직 및 신경의 소형 조립 라인에 의존합니다. 그리고 "Jell-O"가 있습니다.
물론 귀에는 실제 젤라틴이 없습니다 (위생을 올바르게하고 있다면). 그러나 MIT의 방문 교수이자 Physical Review Letters 저널의 새로운 연구 책임자 인 Jonathan Sellon에 따르면, 내이를 통해 나선형으로 튀어 나와 음파에 도달하는 데 도움이되는 얇은 "젤-오-유사"조직 덩어리가 있다고합니다. 뇌와 접촉하기 위해 필요한 특정 신경 수용체. 이 유용한 얼룩은 보호막으로 알려져 있습니다.
셀론 박사는“영양막은 97 %의 물로 구성된 젤라틴 조직이다. "그리고 그것은 내이 (또는 달팽이관)에있는 작은 감각 수용체의 꼭대기에 위치하여 음파를 뇌가 해석 할 수있는 전기 신호로 변환합니다."
그렇다면 왜 귀의 과민성 사운드 픽업 장비를 Jell-O 레이어로 덮어야합니까? Sellon은 8 년 전 tectorial membrane 연구를 시작했을 때 알고 싶어했습니다. 이제 그들의 새로운 연구 (1 월 16 일 공개)에서 그와 그의 동료들은 그들이 답을 얻을 수 있다고 생각합니다.
팁이 막의 끈적 끈적한 내장에 찔러 들어감에 따라, 내이 감각 수용체 세포 ( "모발 세포"라고도 함)는 달팽이관의 길이에 걸쳐 다발로 진행되며, 각각은 다른 주파수 범위에 가장 잘 반응하도록 만들어졌습니다. 고주파는 달팽이관의 기저에있는 세포에 의해 가장 잘 변환되는 반면, 낮은 주파수는 달팽이관의 꼭대기에서 가장 잘 증폭됩니다. 이 털이 많은 수용체를 함께 사용하면 수천 가지의 다른 주파수 주파수를들을 수 있습니다.
Sellon 박사는“보호막은 실제로 달팽이관이 저주파 사운드와 고주파 사운드를 분리하는 데 도움이된다”고 말했다. "그 방법은 악기의 줄처럼 자체 강성을 '조정'하는 것입니다."
Sellon과 그의 동료들은 실험용 생쥐에서 여러 개의 막을 추출했다. 연구원들은 작은 프로브를 사용하여 다양한 속도로 막을 움직여서 다른 주파수의 소리에 반응하여 젤이 모발 세포에 어떻게 밀릴 수 있는지 시뮬레이션했습니다. 이 팀은 1 헤르츠에서 3,000 헤르츠 사이의 주파수 범위를 테스트 한 다음 더 높은 주파수의 결과를 추정하기 위해 수학적 모델을 작성했습니다 (인간은 일반적으로 20 헤르츠에서 20,000 헤르츠 사이에서들을 수 있음).
일반적으로, 겔은 달팽이관 기저부 근처에서 더 딱딱 해 졌는데,이 경우 고주파는 픽업되고 달팽이관의 정점에서는 덜 뻣뻣하며 저주파는 등록됩니다. 셀론은 마치 멤브레인 자체가 마치 악기처럼 역동적으로 튜닝되는 것처럼 보인다고 말했다.
Sellon은 "이것은 기타 나 바이올린과 비슷하다. 연주하는 주파수에 따라 줄을 다소 뻣뻣하게 조정할 수있다"고 말했다.
이 Jell-O가 정확히 어떻게 튜닝합니까?
막 내부의 미세한 기공을 통해 물이 흐르고 있음이 밝혀졌습니다. 기공 배열은 유체가 멤브레인을 통과하는 방식을 변경하여 진동에 반응하여 여러 위치에서 강성과 점도를 변경합니다.
이 작은 Jell-O 기타는 달팽이관을 따라 서로 다른 위치에서 특정 주파수 진동을 증폭하는 데 중요 할 수 있다고 귀는 기계적인 진동에서 신경 임펄스로의 음파 변환을 최적화하는 데 도움을줍니다.
기공 배열은 모발 세포가 스펙트럼의 저음 및 고음의 사운드와 비교하여 중간 범위의 주파수 (예를 들어, 인간의 음성에 사용되는 주파수)에보다 효율적으로 반응 할 수있게한다. 따라서 이러한 중간 범위의 음파는 별도의 신경 신호로 변환 될 가능성이 더 높습니다.
막의 감도는 산만 한 소음을 완화시키면서 희미한 소리를 증폭시키는 데 도움이되는 자연스러운 필터 역할을 할 수도 있지만, 모든 막의 신비를보다 잘 이해하려면 살아있는 대상에 대한 추가 연구가 필요하다고 Sellon은 말했다.
그럼에도 불구하고 젤의 조율 능력은 포유류가 유전 적 결함으로 태어 났을 때 왜 그들의 막이 막을 통과하는 방식을 바꾸는 심각한 청각 장애에 직면 할 수 있는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 저자에 따르면, 추가 연구는 과학자들이 그러한 결함을 교정하는 데 도움을주는 보청기 또는 의약품을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그 날이 오면 우리는 모두 귀가 될 것입니다.
