现代助听器,虽然相当复杂,仍然没有忠实地再现听力正常人士所听到的声音。魏茨曼(Weizmann)科学研究所的新发现为不同声音频率的区分揭开了新的曙光,意味着有可能设计出更好音质的助听器。
魏茨曼科学研究所结构生物学系的伊泰·罗素博士(Dr. Itay Rousso),最近出现在“国家科学院学报(PNAS)上。伊泰博士的研究表明,在内耳中有一个薄薄的结构,称做盖膜,其对不同的频率可做出响应。这层盖膜负责内耳的外毛细胞(放大声音的机械振动)和内毛细胞(将机械振动转换为电信号,并将电信号传递到大脑的听觉神经)之间的通信。如果这层盖膜的某些基因丢失或损坏,随之而来的便是全聋。
伊泰博士和其研究生雷切尔·古塔(Rachel Gueta),与内盖夫本 - 古里安(Ben-Gurion)大学的研究人员一起,探索了盖膜的力学性能。他们利用原子力显微镜精细的显微针以探测盖膜的表面,他们测试了这个凝胶样盖膜各个点的膜电阻,以精确评估盖膜的刚性或柔性。令他们吃惊的是,在此次研究中科学家们发现,盖膜的刚性程度沿着膜的长度有着显著的变化,盖膜一端的刚性比另一端强十倍。
这些差异发生在膜与外毛细胞直接接触的一部分。电子显微镜下的扫描观察发现,这种变化是由于蛋白质纤维排列方式的变化:在一端,他们形成了一个脆弱的网状结构,能让盖膜更加灵活;而在刚性的这端,蛋白质纤维排列的比较紧密和统一。
盖膜越紧密,则其振动的频就越高。因此,灵活这端的盖膜应该响应的是低频振动,它被发现位于传递低频的毛细胞附近。比较刚性的盖膜被发现在响应高频的毛细胞附近。科学家们说,这种空间上的分离,可以有助于区分不同频率的声音的能力。
这个对于听觉机制的新的认识可能有助于帮助开发更好的助听器。与此同时,伊泰博士计划继续探索盖膜刚度的变化对于听力的影响。他打算测试不同生理条件下的盖膜,以进一步了解我们是如何听到这样广泛的声音频率的(最高频率是最低频率的一千倍),以及某些听力问题的原因。
支持伊泰博士此次关于改善助听器的音质的研究的有:生物物理中心的Clore、海伦和马丁·金梅尔纳米科学研究中心(the Helen and Martin Kimmel Center for Nanoscale Science)、癌症分子遗传学Jeans-Jacques Brunschwig基金会、埃斯特尔(Estelle)恐惧研究基金会、以及生物医学研究总统基金。
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