محققان با منفعت گیری از مدل‌های ریاضی حاضر بر روی یک مدل کلی از حلزون گوش، لایه جدیدی از پیچیدگی حلزون را نشان داده‌اند. این یافته‌ها درکی تازه در رابطه ظرفیت و دقت قابل دقت شنوایی انسان فراهم می‌کند.

به نقل از ساینس‌دیلی، فیزیکدانان دانشگاه ییل مجموعه پیچیده و ناشناخته‌ای از «حالت‌ها» را در گوش انسان کشف کرده‌اند که محدودیت‌های مهمی را برای تحکیم صداهای ضعیف، تحمل انفجارهای پر سر و صدا و تشخیص طیف خیره‌کننده فرکانس‌های صدا در گوش تشکیل می‌کند.

بنجامین ماچتا (Benjamin Machta)، استادیار فیزیک در دانشکده علوم و هنر ییل و یکی از اساتید ارشد این دانشگاه می‌گوید: ما تصمیم گرفتیم بفهمیم که چطور گوش می‌تواند خود را تنظیم کند تا صداهای ضعیف را تشخیص دهد. اما برای رسیدن به انتهای این نوشته، به مجموعه جدیدی از حالت‌های مکانیکی فرکانس پایین برخورد کردیم که به گمان زیاد حلزون گوش از آنها حمایتمی‌کند.

در انسان، صدا به سیگنال‌های الکتریکی در حلزون گوش تبدیل می‌شود. انسان‌ها قادرند صداهایی را با فرکانس‌هایی در سه مرتبه بزرگی و بیشتر از یک تریلیون برابر قوت تا ارتعاشات کوچک هوا تشخیص دهند.

هنگامی که امواج صوتی داخل حلزون خواهد شد، به امواج سطحی تبدیل خواهد شد که در امتداد غشای پایه‌ای پوشیده از موی حلزون حرکت می‌کنند.

هر تُن خالص در یک نقطه در امتداد این اندام مارپیچی به صدا در می‌آید. سلول‌های مویی در آن مکان به مغز شما می‌گویند که چه صدایی می‌شنوید.

این موها کار فرد دیگر نیز انجام خواهند داد. آنها به گفتن تحکیم کننده‌های مکانیکی عمل می‌کنند و انرژی را به امواج صوتی پمپاژ می‌کنند تا با اصطکاک مقابله کنند و به آنها پشتیبانی کنند به مقصد مورد نظر خود برسند. به حرف های محققان، پمپاژ درست مقدار انرژی و انجام تنظیمات مداوم، برای شنوایی دقیق زیاد مهم است.

اما این‌ها مجموعه‌ای از حالت‌های شنوایی در حلزون گوش می باشند که به خوبی مستند شده‌اند و تیم ییل موفق به کشف مجموعه دوم و گسترده‌ فرد دیگر از این حالت‌ها در حلزون گوش شده‌اند.

در این حالت‌های گسترش‌یافته، قسمت بزرگی از غشای پایه عکس العمل نشان خواهند داد و حتی برای یک تُن با هم حرکت می‌کنند. این جواب جمعی محدودیت‌هایی را در رابطه نحوه عکس العمل سلول‌های مویی به صدای ورودی و نحوه پمپاژ انرژی سلول‌های مویی به غشای پایه تشکیل می‌کند.

از آنجایی که این حالت‌های تازه کشف‌شده فرکانس‌های پایینی را نشان خواهند داد، محققان اعتقاد دارند یافته‌های آنها امکان پذیر به فهمیدن بهتر شنوایی با فرکانس پایین که تا این مدت یک حوزه فعال تحقیقاتی است، نیز پشتیبانی کند.