Ученые из Университета Линчепинга (Швеция) и Орегонского университета здоровья и науки (США) получили новые данные о том, как устроен человеческий слух. Они обнаружили, что многие сенсорные клетки уха способны одновременно реагировать на низкочастотный звук. Если одни клетки повреждаются, остаются другие, которые могут посылать нервные импульсы в мозг. Открытие позволит разработать более совершенные кохлеарные импланты — протезы для людей с нарушениями слуха. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Наша ушная улитка сопоставляет тона различной частоты с определенными анатомическими местами. Например, у морской свинки слабый 5000-герцовый тон вызывает оживленный ответ в области, расположенной примерно в 8 миллиметрах от входа в этот костный лабиринт, но слабо реагирует в других местах. При этом области, отвечающие за низкочастотные звуки (меньше 1000 Гц) ранее систематически не изучались. В этот диапазон попадают, например, звуки человеческой речи и многие музыкальные звуки. Например, нота до первой октавы звучит на частоте 262 Гц. В новом исследовании ученые показали, что низкочастотный слух работает по уникальному принципу, не связанному с определенной частью уха. Эти результаты опровергают теории, считавшиеся доказанными в течение ста лет, и имеют широкое значение для понимания обработки информации в мозге.
Эксперименты проводились на ушных улитках морских свинок. Их слух в низкочастотной области похож на человеческий. Ученые поместили 37 морских свинок-альбиносов в звукоизолирующей кабине со специальным препаратом на виброизолирующем столе. Для изучения ответа дальней части на низкочастотные звуки улитки авторы использовали инфракрасный свет, сфокусированный в зону интереса с помощью микрозеркала, что позволило избегать хирургического вмешательства.
Результаты исследования показали, что реакция сенсорных клеток уха на низкочастотные звуки не привязана к определенному месту. Это имеет большое значение для людей с тяжелыми нарушениями слуха, связанными с повреждением улитки или слухового нерва. «Дизайн современных кохлеарных имплантов основан на предположении, что каждый электрод должен давать нервную стимуляцию только на определенных частотах, таким образом пытаясь скопировать то, что считалось функцией нашей слуховой системы. Мы предполагаем, что изменение метода стимуляции на низких частотах будет более похожим на естественную стимуляцию и слуховой опыт пользователя таким образом должен быть улучшен», — рассказал Андерс Фридбергер, профессор департамента биомедицинских и клинических наук Университета Линчепинга.
Исследователи будут применять полученные знания на практике. Один из проектов ученых основан на новых методах стимуляции низкочастотных зон ушной улитки.
Автор: Мария Денисенко
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
