Вухо жаби здатне посилювати звук
Здатність людських вух чудово чути і розрізняти звуки - постійний предмет деякого здивування. Ми дуже добре - з точки зору відомих науці принципів - робимо і те й інше. Принаймні спроби створення штучних аналогів вказують саме на це, так само як і експерименти з піддослідними добровольцями.
Однією з головних проблем залишаються поки волоски внутрішнього вуха, що містять тисячі волоскових клітин, в складі кожної з яких - пучок з 30-50 стереоцилій, ниток, висовуються з волосових пучка на верхній поверхні волоскової клітини.
Відео: Снегодяі - Царівна-жаба - Уральські пельмені
Пучки стереоцилій внутрішнього вуха жаби одночасно виконують функції, які в нашому вусі покладені на равлика. (Фото Bechara Kachar / Wikimedia Commons.)
Відео: iPhone 4: Слабкий звук розмовного динаміка, що робити?
Ютта Роонгтумскул (Yuttana Roongthumskul) з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (США) разом з групою колег спробував проаналізувати, як саме ці волоски будуть сприймати сигнал дуже низькою порогової величини. Дослідники працювали in vitro з волосовими пучками жаби-бика. Чому з жабою, а не з ссавцям? На жаль, еволюція зробила слухову систему ссавців набагато складніше, ніж у інших класів. Тому, щоб чітко розібратися в основах, довелося брати куди простіше влаштований слух, що не володіє навіть равликом.
Експерименти підтвердили раннє спостереження: пучки стереоцилій час від часу спонтанно коливаються поза зв`язком із зовнішніми звуками. «Ці автоакустіческіе коливання ніколи не спостерігалися in vivo, але ми знаємо, що у внутрішнім вусі є щось активне, щось генерує звук», - пояснює дослідник. На його думку, спонтанні коливання пучків можуть використовуватися для синхронізації зі слабким входять сигналом, щоб створити свого роду активну посилення звуку, який юшку належить вловити.
Вчені використовували високошвидкісні камери, щоб зловити таку синхронізацію. З`ясувалося, що якщо входить звук сильний, то завжди присутній синхронізація по фазі коливань стереоцилій і звуку. А ось якщо звук слабкий, то, навпаки, спостерігається проковзування фази: періодично фаза стереоцилій і звуку збігаються, потім на якийсь час губляться, потім знову синхронізуються.
На жаль, спостерігати коливання стереоцилій in vivo поки надзвичайно складно.
Відео: Як доопрацювати навушники
Ці спостереження показують, що фазова динаміка коливань волоскових клітин і звуків базується не на тій групі рівнянь, якій вони описувалися досі. Нові рівняння, що застосовувалися дослідниками для моделювання, демонструють, що після отримання сигналу реакція вуха виявляється вельми швидкої і високочутливої.
Проте це лише початок шляху: в живому організмі (де спостереження за волосовими клітинами занадто складні) нічого такого ніхто поки не бачив, та й з розумінням джерела екстремальної чутливості є проблеми. «Ми поки не знаємо, чому людина чує звуки в 0 дБ, особливо ті з них, що викликають вібрації, що знаходяться нижче рівня теплових флуктуацій або фонового шуму самого вуха», - позначає наступні цілі групи пан Роонгтумскул.
