もつれた空気中の振動を認識できる音に変えるために、耳は骨、繊維、組織、神経のミニチュア組立ラインに依存しています。次に、「Jell-O」があります。
もちろん、耳には実際のゼラチンは含まれていません（衛生状態が適切であれば）。しかし、MITの客員教授であり、Physical Review Letters誌の新しい研究の筆頭著者であるJonathan Sellon氏によると、薄い "Jell-O-like"の組織の塊が、内耳を通り抜けて音波が届くのを助けています。脳と接触するために必要な特定の神経受容体。この有用なブロブは、蓋膜として知られています。
「保護膜は、97％の水で構成されているゼラチン状の組織です」と、セロンはLive Scienceに語った。 「それは、音波を脳が解釈できる電気信号に変換する内耳（または蝸牛）の小さな感覚受容器の上にあります。」
それでは、なぜ耳の超高感度サウンドピックアップ機器をJell-Oの層で覆うのでしょうか。セロンは、8年前に蓋膜の研究を始めた時期を知りたがっていました。現在、彼らの新しい研究（1月16日公開）で、彼と彼の同僚は、彼らが答えを求めているのではないかと考えています。
先端が膜のねばねばした内臓に突き刺さると、内耳の感覚受容細胞（「有毛細胞」とも呼ばれます）が束になって蝸牛の全長にわたって走り、それぞれが異なる周波数範囲に最もよく反応するように構築されています。高周波は蝸牛の基部にある細胞によって最もよく変換されますが、低周波は蝸牛の上部で最もよく増幅します。一緒に、これらの毛深い受容体は、何千もの異なる周波数の音を聞くことを可能にします。
「蓋膜は、実際に蝸牛が低周波音を高周波音から分離するのを助けます」と、セロンは言いました。 「それを行う方法は、楽器の弦のような、独自の剛性を「調整」することです。」
セロンと彼の同僚は実験室のマウスからいくつかの蓋膜を抽出しました。研究者たちは小さなプローブを使用して、さまざまな速度で膜を揺らし、さまざまな周波数の音に応答してゲルが有毛細胞をどのように押すかをシミュレーションしました。チームは1ヘルツから3,000ヘルツまでの周波数の範囲をテストし、さらに高い周波数の結果を推定するためにいくつかの数学モデルを書きました（人間は通常20ヘルツから20,000ヘルツまで聞こえると、セロンは述べています）。
一般に、ゲルは、高周波が拾われる蝸牛の基部の近くでより硬く、低周波が記録される蝸牛の頂点ではより硬く見えました。まるで、膜自体が楽器のように動的にチューニングされているかのようだ」と、セロン氏は語った。
「それはギターやバイオリンのようなものだ」とセロンは語った。「演奏しようとしている周波数に応じて、弦を硬く調整することができます。」
このJell-Oはどの程度正確にチューニングされていますか？
水が膜内部の微細な孔を通って流れることがわかります。細孔の配置により、流体が膜を移動する方法が変化します。これにより、振動に応じて、さまざまな場所でその剛性と粘度が変化します。
この小さなJell-Oギターは、蝸牛に沿ったさまざまな位置で特定の周波数の振動を増幅するために重要であり、音波が機械的振動から神経インパルスへの音波の変換を最適化するのに役立ちます。
毛穴の配置により、有毛細胞は、スペクトルの下限と上限の音と比較して、中域の周波数（たとえば、人間の会話に使用される周波数）に効率的に応答できます。したがって、これらの中域の音波は、別個の神経信号に変換される可能性が高いと、セロン氏は語った。
メンブレンの感度は、気を散らすノイズを抑えながらかすかな音を増幅するのに役立つ自然のフィルターとしても機能する可能性があります。ただし、すべてのメンブレンの謎をより深く理解するには、生きている被験者のさらなる研究が必要です。
それでも、ゲルの調整能力は、哺乳動物が、彼らの蓋膜を通る水の流れ方を変える遺伝的欠陥で生まれたときに、重大な聴覚障害に直面する理由を説明するのに役立つかもしれません。著者によると、さらなる研究は科学者がそのような欠陥の修正に役立つ補聴器や医薬品の開発に役立つ可能性があります。その日が来るとき、私たちはすべての耳になります。
