První 3D mapa zvukové frekvence pro vnitřní ucho vytvořená pomocí pokročilé rentgenové technologie

Ušní boltce a sluchový nerv v hlemýždi. Pásma oktáv dostaly různé barvy. Lidé mohou pozorovat frekvence od 20 Hz (špička cívky) do 20 000 Hz (základna cívky). Obrázek také ukazuje kulaté okno, oválné okno, do kterého vstupuje zvuk, a lícní nerv. Uznání: Hao Li

Vědci z univerzity v Uppsale vytvořili první 3D mapu sluchového nervu, která ukazuje, kde jsou zachyceny různé frekvence zvuku. Pomocí takzvaného synchrotronového rentgenového zobrazování dokázali sledovat jemná nervová vlákna a vibrující sluchové orgány, hlemýžď ​​a přesně zjistit, jak jsou distribuovány frekvence přicházejícího zvuku. Studie byla publikována v Vědecké zprávy.

„Díky tomu může být léčba kochleárního implantátu pro sluchově postižené účinnější,“ říká Helge Rask-Andersen, profesor experimentální otologie na univerzitě v Uppsale.

Zvukové vlny mají různé frekvence – to znamená, že počet vibrací, které generují každou sekundu, se liší v závislosti na tom, zda se jedná o vysoký zvuk, který způsobuje více vibrací za sekundu, nebo nízký zvuk, což má za následek méně. Frekvence se měří v hertzích (Hz) a lidské ucho může snímat frekvence mezi 20 a 20 000 Hz.

Když jsou zvukové vlny zachyceny hlemýžďem vnitřního ucha, oddělují vláknitá pojivová tkáň a senzorické buňky různé frekvence. Vysokofrekvenční zvuky zasahují do vlasových buněk citlivých na zvuk ve spodní části kochle, zatímco nízkofrekvenční zvuky jsou vhodně absorbovány v horních částech kochley.

Vědci nyní studovali podrobnosti tohoto procesu, téměř na úroveň buňky. K tomu použili synchrotronové rentgenové paprsky, pokročilou a silnou formu tomografie. Vzhledem k tomu, že záření je příliš silné na to, aby ho bylo možné použít na živé lidské bytosti, byly místo toho vyšetřovány darované uši zemřelých lidí. Tento výzkum umožnil určit polohu různých frekvencí v kochleárním nervu a umožnil vytvoření trojrozměrné tonotopické frekvenční mapy.

„Tento typ mapy je srovnatelný s klavírem, přičemž klávesy jsou analogické všem podobným kódovaným frekvencím. Na rozdíl od klavíru, který má 88 kláves, máme asi 3 400 vnitřních sluchových vláskových buněk, které všechny kódují různé frekvence. Vlasové buňky jsou připojeny k 34 milimetrové bazilární membráně a jsou také upraveny 12 000 vnějšími vlasovými buňkami, abychom slyšeli každou úroveň hlasitosti. Tato informace se přenáší do mozku prostřednictvím 30 000 přesně vyladěných vláken v našem sluchovém nervu, “vysvětluje Helge Rask-Andersen.

Lidské zvukovody a nervy nemají zcela jednotný vzhled. Vědci se proto domnívají, že se nové poznatky mohou ukázat jako nesmírně důležité pro lidi, kteří měli kochleární implantáty (CI) kvůli vážnému poškození sluchu. CI je sluchadlo, kde jedna složka je umístěna v kochlei, aby poskytovala přímou elektrickou stimulaci sluchového nervu, zatímco druhá část je připevněna k vnější straně lebky. Přesné zobrazení toho, jak vypadá kochlea pacienta, umožňuje lepší individualizaci technologie a stimulaci každé oblasti se správnou frekvencí.

Odkaz: „Trojrozměrné tonotopické mapování lidské kochley na základě záznamu synchrotronového záření s fázovým kontrastem“, autor Hao Li a kol., 24. února 2021 Vědecké zprávy.
DOI: 10.1038 / s41598-021-83225-w

Studie je spoluprací mezi univerzitou v Uppsale, kanadskými vědci ze Western University a University of Saskatchewan a Canadian Light Source Inc.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Tající ledové listy způsobují, že hladiny moře vzrostou až na 18 metrů

Je dobře známo, že zvýšení hladiny moře způsobené klimatem je hlavní hrozbou. Nový výzkum zjistil, že předchozí události ztráty ledu by mohly způsobit...

Sledujte teplo a hledejte stopy k planetární evoluci

Kosmická loď NASA Galileo zachytila ​​Jupiterův měsíc Io, třetí největší satelit na Zemi, podstupující sopečnou erupci. Zkroucená oběžná dráha Io ji vrhá do neustálého...

Viry bez chřipky mají onemocnění podobné chřipce a úmrtnost

Non-chřipkové respirační virové infekce (NIRV) jsou spojeny s chřipkovými chorobami a úmrtností u hospitalizovaných dospělých, podle nové studie v CMAJ (Journal of Canadian Medical...

V období křídy se Severní Amerikou potulovalo 2,5 miliardy T. Rexes

Analýza toho, co je o dinosaurovi známo, vede k závěru, že jich bylo v průběhu času 2,5 miliardy. Jako mnoho Tyrannosaurů se Rexes potuloval v...

Vědci vizualizují pohyb vírů v kvantové supratekuté turbulenci

Obrázek ukazuje kvantové vírové trubice, které podléhají zjevné superdifúzi. Bílé tečky představují zachycené částice, které vědci sledovali, aby vizualizovali a sledovali pohyb trubic,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.