用先进的x射线技术制作的内耳声频图
乌普萨拉大学的研究人员已经绘制了第一张听觉神经的3d地图,显示了各种声音频率被捕捉到的位置。利用所谓的同步x射线成像技术,他们能够追踪细小的神经线和振动的听觉器官——耳蜗,并准确地发现传入声音的频率是如何分布的。该研究发表于科学报告。
乌普萨拉大学(Uppsala University)实验耳科教授黑尔格·拉斯克-安德森(Helge Rask-Andersen)说:“这可以使人工耳蜗植入治疗听力受损更有效。”
声波有不同的频率,也就是说,它们每秒钟振动的次数取决于是高音调的声音导致每秒振动更多,还是低音调的声音导致每秒振动更少。频率以赫兹(Hz)为单位,而频率人耳可以感知20到20000赫兹之间的频率。
当声波内耳的耳蜗、纤维结缔组织和感觉细胞不同的频率。高频声音到达声音敏感的头发细胞在耳蜗的下部,低频声音在耳蜗的上部以相应的方式被吸收。
研究人员现在已经研究了这一过程的细节,几乎到了细胞水平。为此,他们使用了同步加速器x射线,这是一种先进而强大的层析成像技术。由于辐射强度太大,不能用于活人身上,所以研究人员转而研究了死者捐献的耳朵。这项研究使计算出频率在耳蜗中的位置成为可能神经,并能创建三维声频图。
“这种图谱类似于钢琴,琴键类似于所有相似的编码频率。与拥有88个琴键的钢琴不同,人类有大约3400个内部听觉毛细胞,它们都能编码不同的频率。这些毛细胞附着在34毫米长的基底膜上,并由12000个外毛细胞调节,这样我们就能听到每一个音量级别的声音。这一信息通过我们听觉神经中的3万根精确调谐的纤维介导到大脑,”黑格·拉斯克-安德森解释道。
人的耳道和神经在外观上并不完全一致。因此,研究人员认为,对于那些有严重听力障碍的人来说,这一新知识可能非常重要耳蜗植入设备(CIs)。CI是一种助听器,其中一部分放置在耳蜗内,对听觉神经提供直接的电刺激,而另一部分则附着在颅骨的外部。准确地显示出病人的情况耳蜗看起来能让技术更好地个性化,每个区域都能被正确的频率刺激。
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