گروهی از فیزیکدانان دانشگاه ییل، مجموعه‌ای پیچیده و ناشناخته از «حالت‌ها» را در گوش انسان کشف کرده‌اند که می‌تواند به درک بهتر عملکرد شنوایی انسان و محدودیت‌های آن کمک کند.
به گزارش ایسنا، این کشف با استفاده از مدل‌های ریاضی روی یک مدل کلی از حلزون گوش انجام شده و لایه جدیدی از پیچیدگی این عضو حیاتی را نشان می‌دهد. این یافته‌ها درکی تازه در مورد ظرفیت و دقت قابل توجه شنوایی انسان فراهم می‌کند.
به گفته بنجامین ماچتا، استادیار فیزیک دانشگاه ییل، این تحقیق با هدف درک چگونگی تنظیم گوش برای تشخیص صداهای ضعیف آغاز شد، اما در نهایت منجر به کشف مجموعه‌ای جدید از حالت‌های مکانیکی فرکانس پایین در حلزون گوش شد.
در انسان، صدا به سیگنال‌های الکتریکی در حلزون گوش تبدیل می‌شود. انسان‌ها قادرند صداهایی را با فرکانس‌هایی در سه مرتبه بزرگی و بیش از یک تریلیون برابر قدرت تا ارتعاشات کوچک هوا تشخیص دهند.
هنگامی که امواج صوتی وارد حلزون می‌شوند، به امواج سطحی تبدیل می‌شوند که در امتداد غشای پایه‌ای پوشیده از موی حلزون حرکت می‌کنند. هر تُن خالص در یک نقطه در امتداد این اندام مارپیچی به صدا در می‌آید. سلول‌های مویی در آن مکان به مغز شما می‌گویند که چه صدایی می‌شنوید.
این موها کار دیگری نیز انجام می‌دهند. آنها به عنوان تقویت کننده‌های مکانیکی عمل می‌کنند و انرژی را به امواج صوتی پمپاژ می‌کنند تا با اصطکاک مقابله کنند و به آنها کمک کنند به مقصد مورد نظر خود برسند. به گفته محققان، پمپاژ درست مقدار انرژی و انجام تنظیمات مداوم، برای شنوایی دقیق بسیار مهم است.
اما این‌ها مجموعه‌ای از حالت‌های شنوایی در حلزون گوش هستند که به خوبی مستند شده‌اند و تیم ییل موفق به کشف مجموعه دوم و گسترده دیگری از این حالت‌ها در حلزون گوش شده‌اند.
در این حالت‌های توسعه‌یافته، بخش بزرگی از غشای پایه واکنش نشان می‌دهند و حتی برای یک تُن با هم حرکت می‌کنند. این پاسخ جمعی محدودیت‌هایی را در مورد نحوه واکنش سلول‌های مویی به صدای ورودی و نحوه پمپاژ انرژی سلول‌های مویی به غشای پایه ایجاد می‌کند.
از آنجایی که این حالت‌های تازه کشف‌شده فرکانس‌های پایینی را نشان می‌دهند، محققان معتقدند یافته‌های آنها ممکن است به درک بهتر شنوایی با فرکانس پایین که هنوز یک حوزه فعال تحقیقاتی است، نیز کمک کند.