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2023

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人体听觉结构获得新解析 有助于开发出更好的助听装置


 

  目前使用的助听器,尽管非常有效,但无法向使用者提供真实、自然的声音。以色列研究人员日前对听觉功能进行研究,研制出一种可以辨别不同声音频率的机械装置,对于从根本上改善助听器的声音效果,提高助听器的质量,将提供极大的帮助。

  负责该项研究的魏兹曼研究院结构生物系的以泰·罗索教授解释说,在耳朵的内部有一个非常细微的结构,称之为耳蜗(覆膜),是用来对各种声音频率做出反应的。该覆膜将外部毛细胞(其功能是以机械振动的形式对声音进行放大)与内部毛细胞(其功能是将机械振动转化为电子信号,并将它们通过听觉神经送到大脑)勾连起来。如果这个覆膜上的某些基因丢失和受到损害,那么,就会使人感到听不清或耳聋。

  为了弄清覆膜工作的原理,罗索及其同行使用一种原子显微镜,这种显微镜能够利用一种精细的显微针探测覆膜的表面。他们对像胶状物一样的覆膜的不同点进行测试,以便精确评估出它的刚性和柔韧性。令人感到惊奇的是,研究人员发现,覆膜的刚性程度沿着膜的长度发生着急剧变化:膜两端的刚性强度相差10倍之多。

  发生刚性变化的覆膜的部分与外部毛细胞直接接触。用电子显微镜扫描观察的结果显示,这个不同是由于蛋白质纤维排列方式的变化造成的:在一端它们形成一个稀松的网状结构,这个结构使得覆膜具有柔韧性;而在另一端,则充斥着稠密和均匀排列的蛋白质纤维,使覆膜的刚性强度大为提高。

  覆膜的刚性强度越大,它能够振动的频率越高;而柔韧性越大,其反应的声音频率越低。因此,覆膜的柔性端可以在传播低频的毛细胞附近找到,刚性端则可以在传播高频的毛细胞附近。这个空间上的隔离,解释了为什么耳朵具有分辩不同声音频率的能力。

  研究人员认为,对于听力结构的新理解,有助于开发出更好的助听装置。他们计划继续探索覆膜的刚性结构变化对听力的影响,以便对在不同生理学条件下的覆膜进行检测,了解它们是如何辨别如此之大声音频率范围的。同时,搞清某些听觉问题发生的原因。