Физики обнаружили новый способ обработки звука в ухе человека.

Новости МирТесен

Ученые выявили ранее неизвестный, сложный комплекс способов обработки звука в человеческом ухе. Благодаря этому механизму человек способен переносить воздействие громких звуков и различать высокие частоты.

Человеческое ухо преобразует звуковые волны в электрические сигналы для обработки звука. Этот процесс осуществляется в улитке — спиралевидном органе внутреннего уха, чья мембранная поверхность усеяна чувствительными волосками.

Люди воспринимают звуки в диапазоне частот от 20 до 16 000 герц. Как только звуковые волны попадают в улитку, они начинают вести себя как механические поверхностные волны, распространяющиеся вдоль покрытой волосками поверхности органа.

Математическое моделирование распространения волн в улитке позволило физикам изучить новый механизм обработки звука в этом органе. Результаты опубликованы журнале PRX Life.

«Мы стремились выяснить, каким образом слух способен различать тихие звуки, сохраняя при этом стабильность. В ходе изучения физических процессов мы выявили новый механизм обработки низкочастотных звуков», — сообщил физик Бенджамин Махта ( Benjamin Machta).

До этого момента считалось, что обработка звука в ухе происходит следующим образом: каждый чистый тон воспринимается исключительно в определенной точке улитки. Затем волосковые клетки в этой области передают информацию о звуке в мозг.

Волоски также выполняют роль механических усилителей, увеличивая энергию, передаваемую звуковым волнам. Этот механизм компенсирует влияние силы трения и помогает звукам попасть к нужной точке улитки. Передача необходимого количества энергии волосками и основанная на этом постоянная корректировка имеют решающее значение для точности слуха, отметили исследователи.

Американские физики из Йельского университета выявили новый способ обработки звука в улитке. В рамках этого режима значительная доля мембраны, покрывающей внутреннюю поверхность улитки реагирует и движется целиком, даже для одного тона. Этот общий ответ на звук ограничивает то, как волосковые клетки отвечают на входящие волны и перераспределяют энергию во внутреннем ухе.

Обнаруженный учеными механизм реагирует на звуки низкой частоты. По мнению исследователей, их открытие может способствовать углублению знаний о слухе, связанном с низкими частотами.