Звук для всех

Слуховые клетки слушают низкие частоты все вместе.

Мы слышим благодаря слуховым рецепторам — волосковым клеткам во внутреннем ухе. Звуковые колебания через барабанную перепонку и слуховые косточки (молоточек, наковальню и стремечко) передаются в жидкую среду внутреннего уха, и уже колебания этой жидкой среды заставляют перемещаться клеточные стереоцилии (волоски). 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 низкие частоты.

Электронная микрофотография волосковых клеток внутреннего уха мыши. (Фото: SNSF Scientific Image Competition / Flickr.com)

Опыты ставили с морскими свинками, и оказалось, что на частоты ниже 1000 Гц реагируют одновременно очень много клеток, то есть специализации для таких частот 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 многие клетки.

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.