Örats snäckform ger bättre basförstärkning

Ett av vetenskapens små mysterier – orsaken till att innerörat är snäckformat – kan vara på väg att få sin lösning. Forskare har upptäckt (med hjälp av matematisk modellering) att snäckformen bidrar till att ge bättre förstärkning av låga toner.

Cochlea eller öronsnäckan är den snäckformade delen av innerörat där sensorcellerna sitter. Ingenjörsmässigt sett är den en rätt snygg lösning: den är ett vätskefyllt rör som upptar ungefär en kubikcentimeter i volym och har ett känslighetsområde på 120 dB i området 20-20000 Hz. Ljud i olika frekvenser fokuseras på olika ställen i röret – ju lägre frekvens desto längre bakåt. Standardsvaret på frågan om varför (öronsnäckan) är spiralformad har hittills varit att det är en platsbesparing, och att den i princip lika gärna skulle kunna vara ett långt rakt rör. Nu finns det nya forskningsresultat som indikerar att örat kan vara mer sofistikerat än tidigare trott: snäckformen verkar bidra till att selektivt förstärka låga frekvenser, det vill säga bastoner. Ett lågfrekvent ljud kan förstärkas så mycket som 20 dB – det motsvarar till exempel skillnaden i volym mellan ett normalt samtal (ljudnivå 60 dB) och stadstrafik på en intensivt trafikerad gata (ljudnivå 80 dB).

Spiralformen får ljudvågorna att främst reflekteras mot öronsnäckans yttre vägg och inte så mycket mot den inre (riktningar från mitten räknat), istället för att vara jämnt utspridda. Effekten ser enligt analysen ut att öka med krökningen och blir således starkast längst in i öronsnäckan där de lägsta frekvenserna detekteras.

Resultaten har publicerats i Physics Review Letters. Förstaförfattaren Daphne Manoussaki är anställd vid Vanderbilt University och ingår i en biomatematik-forskargrupp där som verkar göra en hel del intressanta saker. Förhoppningsvis kommer den ökade kunskapen om örats funktion innebära att man kan ta fram bättre hörselimplantat.

Länkar
Nature News
PhysicsWeb
Physical Review Focus
artikeln (Physics Review Letters, pren. krävs)
DN
The Cochlea homepage (mer om innerörats anatomi)

Leave a Reply