Para convertir las vibraciones enredadas en el aire en sonidos reconocibles, su oído se basa en una línea de ensamblaje en miniatura de huesos, fibras, tejidos y nervios. Luego, está el "Jell-O".
No hay gelatina real en sus oídos, por supuesto (si está haciendo la higiene correctamente). Pero de acuerdo con Jonathan Sellon, profesor visitante en el MIT y autor principal de un nuevo estudio en la revista Physical Review Letters, hay una delgada capa de tejido "similar a la gelatina" en espiral a través del oído interno y ayuda a que las ondas de sonido lleguen los receptores nerviosos específicos que necesitan para hacer contacto con su cerebro. Este útil blob se conoce como membrana tectorial.
"La membrana tectorial es un tejido gelatinoso que se compone de 97 por ciento de agua", dijo Sellon a Live Science. "Y se encuentra encima de los pequeños receptores sensoriales en el oído interno (o cóclea) que traducen las ondas sonoras en una señal eléctrica que su cerebro puede interpretar".
Entonces, ¿por qué cubrir el equipo de captación de sonido hipersensible de tus oídos con una capa de gelatina? Sellon quería saber cuándo comenzó a investigar la membrana tectorial hace ocho años. Ahora, en su nuevo estudio (publicado el 16 de enero), él y sus colegas piensan que podrían encontrar una respuesta.
Con sus puntas metidas en las entrañas pegajosas de la membrana, las células receptoras sensoriales del oído interno (también conocidas como "células ciliadas") se agrupan a lo largo de la cóclea, cada una construida para responder mejor a un rango diferente de frecuencias; las frecuencias altas se traducen mejor por las células en la base de la cóclea, mientras que las frecuencias bajas se amplifican mejor en la parte superior de la cóclea. Juntos, estos receptores peludos le permiten escuchar miles de diferentes frecuencias de sonido.
"La membrana tectorial en realidad ayuda a la cóclea a separar los sonidos de baja frecuencia de los sonidos de alta frecuencia", dijo Sellon. "La forma en que lo hace es 'afinando' su propia rigidez, algo así como las cuerdas de un instrumento".
Sellon y sus colegas extrajeron varias membranas tectoriales de ratones de laboratorio. Usando pequeñas sondas, los investigadores movieron las membranas a varias velocidades para simular cómo el gel podría empujar contra las células ciliadas en respuesta a diferentes frecuencias de sonido. El equipo probó un rango de frecuencias entre 1 hertz y 3,000 hertz, luego escribió algunos modelos matemáticos para extrapolar los resultados para frecuencias aún más altas (los humanos pueden escuchar entre 20 hertz y 20,000 hertz, señaló Sellon).
En general, el gel parecía más rígido cerca de la base de la cóclea, donde se recogen las frecuencias altas, y menos rígido en el ápice de la cóclea, donde se registran las frecuencias bajas. Es casi como si la membrana misma se afinara dinámicamente "como un instrumento musical", dijo Sellon.
"Es como una guitarra o un violín", dijo Sellon, "donde puedes afinar las cuerdas para que sean más o menos rígidas dependiendo de la frecuencia con la que intentes tocar".
¿Cómo se sintoniza exactamente esta gelatina?
Resulta que el agua fluye a través de poros microscópicos dentro de la membrana. La disposición de los poros cambia la forma en que el fluido se mueve a través de la membrana, lo que cambia su rigidez y viscosidad en diferentes lugares en respuesta a las vibraciones.
Esta pequeña guitarra Jell-O podría ser crítica para amplificar ciertas vibraciones de frecuencia en diferentes posiciones a lo largo de la cóclea, dijo Sellon, ayudando a sus oídos a optimizar la conversión de ondas de sonido de vibraciones mecánicas a impulsos neuronales.
La disposición de poros permite que las células ciliadas respondan de manera más eficiente al rango medio de frecuencias, por ejemplo, las que se usan para el habla humana, en comparación con los sonidos en los extremos bajo y alto del espectro. Entonces, las ondas de sonido en esos rangos medios tienen más probabilidades de convertirse en señales neurales distintas, dijo Sellon.
La sensibilidad de la membrana podría incluso servir como un filtro natural que ayuda a amplificar los sonidos débiles mientras amortigua el ruido distractor; sin embargo, dijo Sellon, se necesita más investigación en sujetos vivos para comprender mejor todos los misterios de la membrana.
Aún así, la capacidad de ajuste del gel podría ayudar a explicar por qué los mamíferos pueden enfrentar una discapacidad auditiva significativa cuando nacen con defectos genéticos que alteran la forma en que el agua fluye a través de sus membranas tectoriales. Según los autores, la investigación adicional podría ayudar a los científicos a desarrollar audífonos o productos farmacéuticos que ayuden a corregir tales defectos. Cuando llegue ese día, seremos todos oídos.
