Untuk menghidupkan getaran, getaran udara menjadi bunyi yang dapat dikenali, telinga anda bergantung pada garis perakitan kecil tulang, serat, tisu dan saraf. Kemudian, ada "Jell-O."
Tidak ada gelatin sebenar di telinga anda, sudah tentu (jika anda melakukan kebersihan betul). Tetapi menurut Jonathan Sellon, seorang profesor yang melawat di MIT dan penulis utama kajian baru dalam jurnal Physical Review Letters, terdapat nipis, "Jell-O-seperti" gumpalan tisu yang merebak melalui telinga batin anda dan membantu gelombang bunyi mencapai reseptor saraf khusus yang mereka perlukan untuk membuat hubungan dengan otak anda. Gumpalan ini dikenali sebagai membran tektorial.
"Membran tektorial adalah tisu gelatin yang terdiri daripada 97 peratus air," kata Sellon kepada Live Science. "Dan ia terletak di atas reseptor deria kecil di telinga dalam (atau cochlea) yang menterjemahkan gelombang bunyi ke dalam isyarat elektrik yang otak anda boleh mentafsirkan."
Jadi, kenapa menutupi telinga anda dengan 'alat bunyi-piksel hipersensitif dengan lapisan Jell-O? Sellon ingin tahu apabila dia mula meneliti membran tektorial lapan tahun lalu. Sekarang, dalam kajian baru mereka (diterbitkan pada 16 Januari), dia dan rakan-rakannya menganggap mereka mungkin menjawabnya.
Dengan tip-tip mereka masuk ke dalam selaput selaput membran, sel-sel reseptor deria telinga dalam (juga dikenali sebagai "sel rambut") berjalan dalam bungkusan sepanjang panjang koklea anda, masing-masing dibina untuk bertindak balas dengan pelbagai frekuensi yang berbeza; frekuensi tinggi terbaik diterjemahkan oleh sel-sel di pangkalan koklea, sementara frekuensi rendah menguatkan paling baik di bahagian atas koklea. Bersama-sama, reseptor berbulu ini membolehkan anda mendengar beribu-ribu frekuensi bunyi yang berbeza.
"Membran tektorial sebenarnya membantu koklea memisahkan bunyi frekuensi rendah dari bunyi frekuensi tinggi," kata Sellon. "Cara yang dilakukannya ialah dengan 'menala' kekakuannya sendiri, seperti tali pada instrumen."
Sellon dan rakan-rakannya mengeluarkan beberapa membran tektorial dari tikus makmal. Menggunakan probe kecil, para penyelidik memanjat membran pada pelbagai kelajuan untuk mensimulasikan bagaimana gel boleh menolak terhadap sel rambut sebagai tindak balas kepada frekuensi bunyi yang berbeza. Pasukan ini menguji pelbagai kekerapan di antara 1 hertz dan 3,000 hertz, kemudian menulis beberapa model matematik untuk menyerap hasil untuk frekuensi yang lebih tinggi (manusia biasanya boleh mendengar antara 20 hertz dan 20,000 hertz, kata Sellon).
Secara umum, gel itu kelihatan lebih kencang berhampiran pangkalan koklea, di mana frekuensi tinggi diambil, dan kurang sengit di puncak koklea, di mana mendaftar frekuensi rendah. Ia hampir seolah-olah membran itu sendiri dinamik menala sendiri "seperti alat muzik, Sellon berkata.
"Ia seperti gitar atau biola," kata Sellon, "di mana anda boleh menyesuaikan rentetan menjadi kurang sengit bergantung kepada kekerapan yang anda cuba mainkan."
Betapa betulnya lagu Jell-O itu sendiri?
Ternyata air mengalir melalui lubang-lubang mikroskopik di dalam membran. Pengaturan liang mengubah bagaimana cairan bergerak melalui membran - dengan itu mengubah kekakuan dan kelikatannya di lokasi yang berbeza sebagai tindak balas kepada getaran.
Gitar Jell-O kecil ini mungkin kritikal untuk menguatkan getaran kekerapan tertentu pada kedudukan berbeza di sepanjang koklea, Sellon berkata, membantu telinga anda mengoptimumkan penukaran gelombang bunyi dari getaran mekanikal kepada impuls saraf.
Susunan pori membolehkan sel rambut bertindak balas dengan lebih cekap kepada julat frekuensi tengah - contohnya, yang digunakan untuk ucapan manusia - berbanding dengan bunyi pada hujung spektrum yang rendah dan tinggi. Oleh itu, gelombang bunyi di antara julat pertengahan lebih cenderung diubah menjadi isyarat saraf yang berbeza, Sellon berkata.
Kepekaan membran mungkin berfungsi sebagai penapis semulajadi yang membantu menguatkan bunyi samar sambil melegakan bunyi bising - bagaimanapun, Sellon berkata, penyelidikan lanjut dalam mata pelajaran hidup diperlukan untuk lebih memahami semua misteri membran.
Walau bagaimanapun, keupayaan penalaan gel mungkin membantu menjelaskan mengapa mamalia boleh mengalami masalah pendengaran yang ketara apabila dilahirkan dengan kecacatan genetik yang mengubah cara mengalir melalui membran tektorial mereka. Menurut pengarang, penyelidikan lanjut dapat membantu saintis mengembangkan alat bantu pendengaran atau farmaseutikal yang membantu memperbaiki cacat tersebut. Apabila hari itu tiba, kita akan menjadi telinga.
