Внутри человеческого уха нашли ранее неизвестный набор «режимов»
Физики из Йельского университета США сделали неожиданное открытие, обнаружив сложный и ранее неизвестный набор «режимов» внутри человеческого уха. Они регулируют усиление слабых звуков, взрывы шума и широчайший диапазон частот.
Исследователи использовали существующие математические модели для работы с обобщенной моделью улитки — спиралевидного органа внутреннего уха. Благодаря этому им удалось понять, что улитка устроена гораздо сложнее, чем считалось ранее.
«В процессе работы мы наткнулись на новый набор низкочастотных механических режимов, вероятно, поддерживаемых улиткой», — сказал Бенджамин Махта, доцент физики Йельского университета.
Звуки, воспринимаемые человеком, превращаются в электрические сигналы внутри улитки, позволяя обнаруживать сигналы с частотами в три порядка и в диапазоне мощности более чем в триллион раз, доходя до крошечных вибраций воздуха. Когда звуковые волны попадают в улитку, они превращаются в поверхностные волны, которые движутся по основанию мембраны, выстланной волосками. Каждый чистый тон резонирует в определенной точке улитки, аволосковые клетки в этом месте посылают сигнал в мозг о том, какой тон вы слышите.
Волоски также выполняют роль механических усилителей, закачивая энергию в звуковые волны, чтобы компенсировать трение и помочь волнам достичь целевых точек. Точное количество энергии и постоянные корректировки критически важны для способности человека слышать.
В расширенном наборе режимов улитки большая часть мембраны реагирует и движется совместно, даже для одного тона. Такая реакция ограничивает ответ волосковых клеток на звук и процесс накачки энергии в мембрану. Новые режимы проявляют себя на низких частотах, подчеркивают ученые.
