
耳朵内部是一个扭曲的器官,看起来像蜗牛壳。它被称为耳蜗,它执行了将声音转化为神经冲动的重要功能,使您的大脑走向大脑,从而可以听到。
长期以来,科学家一直认为耳蜗的形状不过是将必要的碎片和零件包装到一个紧处的手段。
但是一项新的研究表明,螺旋形的形状可以增强人类语音频率范围的声音,也许在听到耳语或根本什么都没有之间有所不同。这一发现可以帮助改善机械声音接收器的设计,包括每年大约有59,000人购买的人的耳蜗植入物。
听到这个
耳蜗是您耳朵内部的复杂器官。从本质上讲,这是一个长管,螺旋状狭窄。它是这样的工作:
声波会导致耳膜振动。小骨头将振动传递到耳蜗中的流体。沿着耳蜗的长管的不同点处不同频率峰的波浪,实际上由基底膜分为两半。器官大末端的毛细胞检测到高音调的声音,狭窄端的毛细胞深处检测到低频的声音。
先前的研究发现,该管的形状对检测声音的检测方式没有影响。但是,国立卫生研究院的理查德·查德威克(Richard Chadwick)和埃米利奥斯·迪米特里斯(Emilios Dimitriadis)决定无论如何都会追求这种可能性。他们招募了范德比尔特大学(Vanderbilt University)的数学家达芙妮·马苏斯基(Daphne Manoussaki),因为她有能力建模复杂的结构。
Manoussaki说:“我对耳蜗机制一无所知,我认为这对我来说是有利的。” “我看着这个像蜗牛一样形状的风琴,但每个人都在建模,好像是直线导管,我问了一个明显的问题。”
只是耳语
Manoussaki发现,螺旋形状会导致波能在腔室的外边缘积聚。
不平衡的能量分布会导致耳蜗中的流体在腔室的一侧较高。这将倾斜的基底膜朝着毛细胞最敏感的方向倾斜。在检测到最低频率的区域中,效果最强。
效果类似于“耳语画廊模式”,在该模式下,单纯的耳语可以沿着大房间的弯曲墙壁行驶,并保持足够强大,以至于在房间的另一侧清楚地听到。
研究人员说,对声音的敏感性最多增加了20分贝,这是一家安静的餐厅和繁忙街道之间的差异。
密歇根州安阿伯市密歇根大学的耳朵结构专家卡尔·格罗斯(Karl Grosh)说:“这表明我们需要从细胞生物学中退后一步,看看耳蜗是一个集成系统的工作。”
“我们越了解耳蜗的工作原理,我们在构建信号处理系统方面将获得模仿其听觉特征的成功……在设计耳蜗植入物和模拟手套处理器方面的重要方面,他本人拥有的Grosh说设计的硅耳蜗植入物。
该发现本周宣布,发表在《期刊》上物理评论信。