Мы слышим благодаря слуховым рецепторам – волосковым клеткам во внутреннем ухе. Звуковые колебания через барабанную перепонку и слуховые косточки передаются в жидкую среду внутреннего уха, и уже колебания это жидкой среды заставляют перемещаться клеточные стереоцилии.
Волосковые клетки высвобождают нейромедиаторы, которые действуют на расположенные рядом нейроны, и дальше в мозг бежит уже нервный импульс, сообщающий о каком-то звуке.
До сих пор считалось, что у волосковых клеток есть специализация по частотам и что они группируются в определённых зонах. Например, есть клетки, лучше всего реагирующие на 5000 Герц, и они сидят во внутреннем ухе все вместе. Все нейроны, которые несут в мозг информацию о звуке в 5000 Гц, отходят от такого «пятитысячного» участка. Однако, как пишут в Science Advances сотрудники Орегонского университета наук о здоровье и Университета Линчёпинга, тонотопическая («частотно-зональная») теория распределения волосковых клеток появилась после экспериментов с высокими частотами. И вот сейчас исследователи решили проверить, как распределены волосковые клетки, реагирующие на частоты низкие.
Опыты ставили с морскими свинками, и оказалось, что на частоты ниже 1000 Гц реагируют одновременно очень много клеток, то есть специализации для таких частот, считай, что и нет. (На частотах ниже 1000 Гц звучат гласные обычной речи и, например, ноты от субконтроктавы до второй октавы.) Это значит, что такие частоты слышатся лучше – насчёт них мозг принимает намного больше сигналов, чем насчёт более высоких звуков. И если с возрастом чувствительные клетки будут погибать и слух будет ухудшаться, то слышимость низких частот будет слабеть не так быстро, как слышимость высоких – опять же потому, что на низкие частоты реагируют очень много клеток.
Морских свинок выбрали для экспериментов потому, что низкие частоты они слышат почти так же, как люди, и особенности слуховых волосковых клеток у свинок и у людей во многом схожи. Вероятно, новые данные пригодятся при разработке кохлеарных имплантатов, чей принцип работы – скомпенсировать гибель слуховых рецепторов, передавая звуковые колебания в виде электрических сигналов прямо на слуховой нерв.
Автор: Кирилл Стасевич