Фізики виявили новий спосіб обробки звуку в людському вусі.

Для обробки звуку людське вухо перетворює звукові хвилі на електричні сигнали. Цей процес відбувається в равлику — вистеленому мембраною спіральному органі внутрішнього вуха, поверхня якого покрита чутливими волосками.

Люди здатні уловлювати звуки в діапазоні приблизно від 20 до 16 000 герц. Як тільки звукові хвилі потрапляють в равлик, вони починають поводитися як механічні поверхневі хвилі, що розповсюджуються вздовж покритої волосками поверхні органу.

Фізики досліджували поширення хвиль у равлику за допомогою математичного моделювання. Вони відкрили новий механізм обробки звуку в цьому органі. Результати опубліковані в журналі PRX Life.

«Ми хотіли зрозуміти, як вухо налаштовується на розпізнавання слабких звуків, не ставлячи себе в нестабільне становище. Дослідивши фізичні процеси, ми натрапили на новий механізм обробки низькочастотних звуків», — розповів фізик Бенджамін Махта (Benjamin Machta).

Раніше відомі механізми обробки звуку в вусі такі: кожен чистий тон сприймається строго в одній точці равлика. Волоскові клітини в цьому місці потім повідомляють мозку, що він почув.

Також волоски діють як механічні підсилювачі, нагнітаючи енергію в звукові хвилі. Цей механізм компенсує вплив сили тертя і допомагає звукам потрапити до потрібної точки равлика. Передача необхідної кількості енергії волосками та постійна корекція на основі цього є вирішальними для точності слуху, зазначили дослідники.

Фізики з Єльського університету в США виявили новий режим обробки звуку в равлику. У цьому розширеному режимі більша частина вистилаючої поверхню равлика мембрани реагує і рухається цілком, навіть для одного тону. Цей загальний відповідь на звук обмежує те, як волоскові клітини реагують на вхідні хвилі і перераспреділяють енергію у внутрішньому вусі.

Виявлений вченими механізм працює зі звуками низької частоти. Дослідники вважають, що їхнє відкриття призведе до розвитку розуміння низькочастотного слуху.