研究連結低頻率聽證對耳蝸的形狀

塑造事態，甚而在聽證。 特別地，它是耳蝸 - 在轉換聲波成神經衝動腦子解密 - 證明驚奇地重要的中耳的蝸牛殼型機構的形狀。

在國家科學院的行動的一研究發布在線上星期比一十二隻不同哺乳動物設立耳蝸的曲度和更多的低頻率聽證限額的之間一個直接鏈接。

這個關係將是有用在守恆估計影響人類活動噪聲有在像不會為聽覺測驗坐直的東北虎、北極熊和海洋哺乳動物的動物。 它也關於聽說的绝種哺乳動物的新的情報，像龐然大物和劍齒虎，并且可能，這樣作，貢獻新的答案到聽覺如何演變。

「它結果它是耳蝸的曲度，沒有其範圍，與低頻率聽證限額高度關聯」，說 Daphne Manoussaki，在範德堡大學的數學助理教授，朝向與理查 S. Chadwick，國家學院的一位部長的新的研究聾的和其他通信紊亂 (其中一國家衛生研究所或者 NIH)。

螺旋型耳蝸是獨有的對哺乳動物。 鳥和爬行動物一般有此關鍵器官的板狀或輕微彎曲的版本，限制他們能聽到八音度的範圍。 與緊密地被盤繞的耳蝸的動物傾向於有更加了不起的聽力範圍，但是早先嘗試關聯這些聽覺作用耳蝸的物理特性證明令人不滿，因為他們沒有生效重要音響。

2006年 Manoussaki 和她的 NIH 合作者發表了論文建議耳蝸的螺線形狀通過作用提高低頻率聲音類似於著名的 「回音廊作用」在沿在一個大房間的彎曲的牆壁傳播的哪些軟的聲音请保持足够大聲他們能明顯地聽到另一邊這間屋子。

當聲波輸入耳朵時，他們碰撞這個鼓膜并且造成它振動。 在耳朵的微小的骨頭放大并且傳達這些振動給在耳蝸的流體，創建沿在捲起的管狀的機構的一條縮小的運河傳播的壓通知。 運河 是由一個有彈性膜創建的運行耳蝸的長度二個主要房間的之一。 當房間縮小，此 「頭蓋骨底部的」膜機械性能從非常僵硬變化在這個清楚，外面末端對越來越靈活往這個內端。 基底膜的被分級的屬性造成通知增長然後消失。 不同的頻率銳化在沿膜的不同的位置。

知覺細胞連接基底膜并且有停留到在運河的相鄰結構稱 stereocilia 的微小的頭髮的一束。 基底膜移動它掀動知覺細胞，造成 stereocilia 彎曲。 行動生成沿聽覺神經移動到腦子的電信號。 結果，在耳蝸附近的外面末端的知覺細胞檢測高聲調，像一支短笛的附註，而那些在這個螺旋的內端檢測低頻率聲音，像興旺一麵大鼓。

此機械預定回應從高到低頻率運作同一個方式匙形管是否是被計劃的平直或捲起的在螺旋。 但是 Manoussaki 的計算預計螺旋形狀在低頻率通知造成這個能源累計這個房間的外部邊緣。 此參差不齊的能源配電器，反過來，造成膜更移動朝這個房間的外壁，提高彎曲 stereocilia。 這種改進是最嚴格在這個螺旋的尖頂，檢測最低的頻率。 Manoussaki 和她的合作者計算在聲壓級的增量可以是多達 20 分貝耳，等同與在一家平靜的餐館的聽覺氣氛和一條擁擠的街之間的區別。

「想法耳蝸的曲度有對聽證的重大的作用是相當有爭議的許多年」，一位高級科學家說 Darlene R. Ketten，森林漏洞海洋學機構和助理教授的在哈佛醫學院，參加這個當前研究。 「曲度經常駁回了或，當檢查，原理不是完全地令人滿意的。 現在我們有我們確認了與一定數量的具體實例使用實際耳朵形狀和聽力的一個原理」。

Ketten 提供 Manoussaki 和她的合作者以地產和海洋哺乳動物的一定數量的另外種類的耳蝸的高分辨率 CT 掃描。 與她的生物物理學家同事一起， Manoussaki 分析了這些形狀并且發現範圍從鼠標的種類低頻率聽證限額到貓對母牛對鯨魚在步驟變化以麴率半徑的比在他們的耳蝸的基礎與那其尖頂。 此比例從大約二到九變化： 越大它越低的頻率動物能聽到。

「這有意義，因為越大比例，這個螺旋越緊密地受傷，并且更多在低頻率通知的聲波能源是牽強的對耳蝸的牆壁」， Manoussaki 說。

動物喜歡鼠標，有半徑比大約二，不能聽到在 1000 赫茲以下 (Hz)。 種類喜歡母牛，并且大象，有比例大約九，聽到聲音低到 20 Hz。 此途徑的功率是由貓、試驗品和海獅說明的。 這隻貓的耳蝸比那長這間試驗品，但是這間試驗品有比例 7.2 并且能聽到下來到 47 Hz，而貓，以一個更小的比例 6.2，有 55 Hz 一個更高的閾值。 同樣，海獅有一個基底膜三次，只要那這間試驗品。 但是其半徑比是 5.2，低於這隻貓或這間試驗品，并且它不可能做聲音在 180 Hz 以下。 (此限額是為在航空的海獅的聽證; 在水下它能聽到下來到 200 Hz。)

「什麼我喜歡關於此是耳朵的一個宏觀功能有對我們的聽證的這樣一個重大效果」， Manoussaki 說。 「因為同事指出了，研究今天非常完成在這個基因和蜂窩電話級別您經常沒看見像這樣的案件簡單的幾何證明很重要的地方」。

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