Yale Üniversitesi’nden fizikçiler, insan kulağına gelen zayıf seslerin nasıl güçlendirilerek duyulabilir hale geldiğine dair önemli yeni bilgiler ortaya koydu.
Yale Üniversitesi’nden fizikçiler yeni bir araştırmayla, insan kulağında daha önce bilinmeyen ve oldukça karmaşık bir “mod” seti keşfetti. Bu keşif, kulağın zayıf sesleri nasıl yükselttiği, gürültülü seslere nasıl tolerans gösterdiği ve çok geniş bir frekans aralığını nasıl algıladığı konusunda önemli bilgiler içeriyor.
Araştırmacılar, iç kulaktaki spiral şeklindeki kokleanın bir modelini kullanarak mevcut matematiksel modellerle kıyasladı ve kokleanın yapısında yeni bir katman keşfetti. Bu bulgular, insan işitmesinin dikkat çekici kapasitesi ve hassasiyeti hakkında yeni bir bakış açısı sunuyor.
Çalışmanın yazarlarından Asistan Profesör Benjamin Machta Yale Üniversitesi bültenine verdiği demeçte “Amacımız, kulağın zayıf sesleri nasıl algılayıp, dışarıdan bir ses olmadan dahi tepkisiz kalmayı başararak kendini dengede tuttuğunu anlamaktı. Ancak bu süreçte, kokleanın desteklediği, düşük frekanslı mekanik bir mod setiyle karşılaştık,” ifadelerini kullandı.
Kokleada ses, elektrik sinyallerine dönüştürülüyor. İnsanlar, frekansı üç büyüklük mertebesine yayılan ve gücü trilyon katı aşkın titreşimleri dahi algılayabiliyor. Ses dalgaları kokleaya girdikten sonra, kokleanın tüylerle kaplı baziler zarı boyunca yüzey dalgaları olarak ilerliyor.
Çalışmanın başyazarı Asheesh Momi ise “Kokleanın spiral yapısında, her saf ton yalnızca belirli bir noktada titreşir. Bu konumdaki tüy hücreleri beyninize hangi tonu duyduğunuzu bildirir” sözlerini kaydetti.
Araştırmacılar, biyolojik sistemleri daha iyi anlamak için matematiksel modeller ve istatistiksel fizik kavramlarını bir arada analiz etti. Örneğin, engerek yılanlarının sıcaklık değişimlerine olan duyarlılığı üzerine araştırmalar yapıldı.
Bu tüy hücreleri aynı zamanda mekanik amplifikatör olarak da görev yapıyor. Sürtünmeyi dengelemek ve ses dalgalarının hedeflerine ulaşmasını sağlamak için enerji pompalıyorlar. Doğru miktarda enerji pompalamak ve bunu sürekli olarak ayarlamak, hassas işitme için kritik bir öneme sahip olarak biliniyor. Ancak bu, kokleanın bilinen işitme modlarından yalnızca biri. Yale ekibi, organın içinde ikinci bir mod seti daha keşfetti.
Bu yeni modlarda, tek bir tona karşılık ‘baziler’ zarın geniş bir kısmıyla birlikte hareket ediyor. Bu tepki, tüy hücrelerinin gelen sese nasıl yanıt verdiği ve zar boyunca enerji pompalama şekilleri üzerinde sınırlamalar getiriyor.
Araştırmacılardan Isabella Graf “Bu yeni keşfedilen modlar düşük frekans sergilediğinden, bulgularımızın düşük frekanslı işitmenin anlaşılmasına da katkıda bulunabileceğini düşünüyoruz,” şeklinde konuştu.
Bu önemli keşif, insan işitme sisteminin karmaşıklığını ve hassasiyetini daha derinlemesine anlamamıza katkı sağlıyor. Kokleanın bilinmeyen bu yeni mekanizmalarını çözmek, yalnızca temel bilimsel bilgiye ışık tutmakla kalmayıp, işitme bozukluklarının teşhisi ve tedavisi için de yenilikçi yaklaşımlar geliştirilmesine olanak sağlayabilir. Yale araştırmacıları, bu bulguların düşük frekanslı işitme üzerine yapılan çalışmalara rehberlik edeceğini ve insan biyolojisinin bu eşsiz yönünün gizemlerini çözmeye devam edeceğini belirtiyor.
Kaynak: Yale University
