Lassen Sie mich Ihnen ein Geheimnis verraten: wie Sie flüstern hören


Im Ohr ist eine verdrehte Organ, die aussieht wie ein Schneckenhaus. Es nennt sich der Cochlea und erfüllt die wichtige Funktion der Nervenimpulse, die an das Gehirn, so dass Sie hören den Kopf ab Klang verwandeln.

Wissenschaftler haben lange dachte, war der Cochlea Form nicht mehr als ein Mittel der Verpackung die notwendigen Stücke und Teile in Zugzwang.

Aber eine neue Studie legt nahe, dass die Spiralform verbessert die Töne im Frequenzbereich der menschlichen Sprache, vielleicht macht des Unterschied zwischen einem Flüstern oder nichts überhaupt zu hören. Der Befund könnte Designs der mechanischen Klang Empfänger, einschließlich besser Cochlea-Implantate für die rund 59.000 Menschen, die sie jedes Jahr bekommen verbessern.

Dies zu hören

Die Cochlea ist ein komplexes Organ tief in Ihr Ohr. Es ist im Wesentlichen ein langes Rohr in einer enger werdenden Spirale aufgerollt. Es funktioniert wie folgt:

Schallwellen dazu führen, dass das Trommelfell zum Schwingen. Kleine Knochen übertragen die Schwingungen auf die Flüssigkeit in der Cochlea. Wellen unterschiedlicher Frequenz Peak an verschiedenen Punkten entlang der Cochlea langes Rohr, die eigentlich in zwei Hälften durch eine Basilarmembran unterteilt ist. Haarzellen an das große Ende des Organs erkennen hohe Töne und Haar Zellen tief unten am schmalen Ende tieffrequente Geräusche zu erkennen.

Früheren Studien festgestellt, dass die Röhrenform keinen Effekt hatte auf wie der Ton erkannt wird. Aber Richard Chadwick und Emilios Dimitriadis von den National Institutes of Health beschlossen, die Möglichkeit auf jeden Fall verfolgen. Sie rekrutierten Daphne Manoussaki, ein Mathematiker an der Vanderbilt University, für ihre Fähigkeit, komplexe Modellstrukturen.

"Ich wusste nichts über Cochlea Mechanik und ich glaube, das zu meinem Vorteil war", sagte Manoussaki. "Ich betrachtete dieses Organ, das wie eine Schnecke geformt wurde, sondern dass jeder Modellierung war, als wäre es eine gerade Rohrleitung und die offensichtliche Frage."

Nur ein Flüstern

Manoussaki festgestellt, dass die Spiralform Wellenenergie akkumulieren gegen den äußeren Rand der Kammer führt.

Die ungleichmäßige Energieverteilung verursacht Flüssigkeit in der Cochlea, höher auf der einen Seite der Kammer zu schwappen. Dadurch kippt der Basilarmembran in die Richtung, die Haarzellen am empfindlichsten sind. Der Effekt ist am stärksten im Bereich wo die tiefsten Frequenzen erkannt werden.

Der Effekt ist vergleichbar mit dem "flüsternde Galeriemodus" in dem ein bloßes Flüstern kann Reisen entlang der geschwungenen Wände einer großen Kammer und stark genug, um auf der gegenüberliegenden Seite des Raumes deutlich hörbar bleiben.

Empfindlichkeit auf Ton von bis zu 20 Dezibel, einen Unterschied zwischen einem ruhigen Restaurant und einer belebten Straße, gleich erhöht wird, sagten die Forscher.

"Dies würde zeigen, wir müssen einen Schritt zurück aus der Zellbiologie und die Cochlea als integriertes System, funktioniert", sagte Karl Grosh, Experte für Ohr-Struktur an der University of Michigan in Ann Arbor.

"Je mehr wir verstehen, wie die Cochlea funktioniert wir in Gebäude Signalverarbeitung-Systeme, die ihre auditiven Merkmale imitieren... einen wichtigen Aspekt haben bei der Gestaltung von Cochlea-Implantaten und analoge Cochlea-Prozessoren, Grosh, sagte, mehr Erfolg, die selbst gestaltete Silizium Cochlea-Implantate.

Die Feststellung dieser Woche angekündigt, wurde in der Fachzeitschrift Physical Review Lettersveröffentlicht.

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