Untuk mengubah getaran yang terbelit dan terbawa ke udara menjadi suara yang dapat dikenali, telinga Anda mengandalkan jalur perakitan miniatur tulang, serat, jaringan, dan saraf. Lalu, ada "Jell-O."
Tidak ada gelatin yang sebenarnya di telinga Anda, tentu saja (jika Anda melakukan kebersihan dengan benar). Tetapi menurut Jonathan Sellon, seorang profesor tamu di MIT dan penulis utama studi baru di jurnal Physical Review Letters, ada gumpalan jaringan tipis seperti "Jell-O" yang berputar di telinga bagian dalam Anda dan membantu gelombang suara mencapai reseptor saraf spesifik yang mereka butuhkan untuk melakukan kontak dengan otak Anda. Gumpalan yang bermanfaat ini dikenal sebagai membran tectorial.
"Membran tectorial adalah jaringan agar-agar yang terdiri dari 97 persen air," kata Sellon kepada Live Science. "Dan itu berada di atas reseptor sensorik kecil di telinga bagian dalam (atau koklea) yang menerjemahkan gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat ditafsirkan oleh otak Anda."
Jadi, mengapa menutupi peralatan pendengar suara hipersensitif telinga Anda dengan lapisan Jell-O? Sellon ingin tahu kapan dia mulai meneliti membran tectorial delapan tahun lalu. Sekarang, dalam studi baru mereka (diterbitkan 16 Januari), dia dan rekan-rekannya berpikir mereka mungkin menjawab.
Dengan ujung-ujungnya masuk ke dalam selaput lengket membran, sel-sel reseptor sensorik telinga bagian dalam (juga dikenal sebagai "sel-sel rambut") berjalan dalam bundel di sepanjang koklea Anda, masing-masing dibangun untuk merespon yang terbaik untuk berbagai frekuensi yang berbeda; frekuensi tinggi paling baik diterjemahkan oleh sel di dasar koklea, sedangkan frekuensi rendah menguatkan paling baik di bagian atas koklea. Bersama-sama, reseptor berbulu ini memungkinkan Anda mendengar ribuan frekuensi suara yang berbeda.
"Membran tectorial sebenarnya membantu koklea memisahkan suara frekuensi rendah dari suara frekuensi tinggi," kata Sellon. "Cara melakukannya adalah dengan 'menyetel' kekakuannya sendiri, semacam senar pada instrumen."
Sellon dan rekan-rekannya mengekstraksi beberapa membran tectorial dari tikus lab. Dengan menggunakan probe kecil, para peneliti menggoncangkan membran dengan berbagai kecepatan untuk mensimulasikan bagaimana gel dapat mendorong sel-sel rambut dalam menanggapi frekuensi suara yang berbeda. Tim menguji serangkaian frekuensi antara 1 hertz dan 3.000 hertz, kemudian menulis beberapa model matematika untuk memperkirakan hasil untuk frekuensi yang lebih tinggi (manusia biasanya dapat mendengar antara 20 hertz dan 20.000 hertz, Sellon mencatat).
Secara umum, gel muncul lebih kaku di dekat pangkal koklea, di mana frekuensi tinggi diambil, dan kurang kaku di puncak koklea, di mana frekuensi rendah mendaftar. Ini hampir seolah-olah membran itu sendiri secara dinamis menyetel dirinya "seperti alat musik, kata Sellon.
"Ini seperti gitar atau biola," kata Sellon, "di mana kamu dapat menyetel senar menjadi lebih atau kurang kaku tergantung pada frekuensi kamu mencoba untuk bermain."
Bagaimana tepatnya Jell-O ini menyesuaikan diri?
Ternyata air mengalir melalui pori-pori mikroskopis di dalam membran. Susunan pori mengubah cara fluida bergerak melalui membran - dengan demikian mengubah kekakuan dan viskositasnya di lokasi yang berbeda sebagai respons terhadap getaran.
Gitar Jell-O mungil ini mungkin penting untuk memperkuat getaran frekuensi tertentu pada posisi yang berbeda di sepanjang koklea, kata Sellon, membantu telinga Anda mengoptimalkan konversi gelombang suara dari getaran mekanis ke impuls saraf.
Pengaturan pori memungkinkan sel-sel rambut untuk merespon lebih efisien pada rentang frekuensi menengah - misalnya, yang digunakan untuk bicara manusia - dibandingkan dengan suara di ujung spektrum yang rendah dan tinggi. Jadi, gelombang suara pada rentang menengah itu lebih mungkin dikonversi menjadi sinyal saraf yang berbeda, kata Sellon.
Sensitivitas membran bahkan dapat berfungsi sebagai filter alami yang membantu memperkuat suara samar sambil mengurangi kebisingan yang mengganggu - namun, Sellon mengatakan, penelitian lebih lanjut pada subjek hidup diperlukan untuk lebih memahami semua misteri membran.
Namun, kemampuan penyetelan gel mungkin membantu menjelaskan mengapa mamalia dapat menghadapi gangguan pendengaran yang signifikan ketika dilahirkan dengan cacat genetik yang mengubah cara air mengalir melalui membran tectorial mereka. Menurut penulis, penelitian lebih lanjut dapat membantu para ilmuwan mengembangkan alat bantu dengar atau obat-obatan yang membantu memperbaiki cacat tersebut. Ketika hari itu tiba, kita semua akan mendengar.
