hvordan forstærker hammeren, ambolten og stigbøjlen lyden ind i det indre øre?
Douglas E. Vetter, Assisterende Professor i Neurovidenskab ved Tufts University Sackler School of Biomedical Sciences, lyder et svar på denne forespørgsel.
hammeren, ambolten og stigbøjlen—også kendt som henholdsvis malleus, incus og stapes og samlet som “mellemøreørene”—er de mindste knogler i den menneskelige krop., Fundet i mellemøret er de en del af det auditive system mellem trommehinden og cochlea (de spiralformede ledningshushår celler, der er involveret i transmission af lyd til hjernen). For at forstå disse knogles rolle i hørelsen kræver en forståelse af håndtag. Dette skyldes, at mellemøret er arrangeret og interagerer med hinanden som et håndtagssystem.
alle håndtag genererer en mekanisk fordel. De bruges til at udøve en stor kraft over en lille Afstand i den ene ende af håndtaget ved at anvende en mindre kraft over en længere Afstand i den modsatte ende., Gearingsfunktionerne i mellemøret er nødvendige for at generere de store kræfter, der giver os mulighed for at høre.
som landdyr lever vi i et gasformigt miljø. Men vores indre øre er fyldt med væske, og dette repræsenterer et problem. Som et eksempel har de fleste mennesker førstehånds viden om at høre under vand. Hvis nogen skriger på dig fra over vandet”s overflade, lydene er uhyre dæmpet, hvilket gør det vanskeligt at forstå eller endda høre på alle. Det er simpelthen fordi det meste af lyden afspejles fra vandet ” s overflade.,
så hvordan tager vi luftbårne lyde, som simpelthen er vibrationer af luftmolekylerne, og får dem forbi luft-væskegrænsefladen mellem vores øregang og det indre øre? Vi har brug for et system til at bruge disse luftvibrationer til at skubbe mod overfladen af det indre ørevæske.
når trommehinden vibrerer, når lyden rammer dens overflade, sætter den knoglerne i bevægelse. Ossiklerne er arrangeret i en særlig rækkefølge for at udføre deres job. Direkte bag og forbundet til trommehinden—som i det væsentlige er en stor samler af lyd—er hammeren., Hammeren er arrangeret således, at den ene ende er fastgjort til trommehinden, mens den anden ende danner et håndtaglignende hængsel med ambolten. Den modsatte ende af ambolten smeltes sammen med stigbøjlen (så ambolten og stigbøjlen fungerer som en knogle). Stigbøjlen forbinder derefter med en særlig åbning i cochlea kaldet “ovalt vindue.”Stigbøjlens fodplade—den ovale, flade del af knoglen, der ligner den del, hvor man hviler sin fod i en faktisk stigbøjle—er løst fastgjort til cochleaens ovale vindue, så den kan bevæge sig ind og ud som et stempel., Den stempellignende handling genererer vibrationer i det væskefyldte indre øre, der bruges til at signalere hjernen om en lydhændelse. 0, 1 procent af lydenergien gøre det ind i det indre øre.
til at løse problemet med at få luftbårne lyd i de væskefyldte indre øre er løst ved at to primære mekanismer: den koncentration af energi fra store trommehinden på den lille stigbøjlen footplate beliggende i det ovale vindue, og armen-lignende handling, mellem hammer og ambolt-stigbøjlen komplekse., Hos katte øger for eksempel den enkle koncentration af kræfter fra trommehinden til stigbøjlen trykket ved det ovale vindue til cirka 35 gange, hvad der måles ved trommehinden. Håndtagets virkning af mellemørebenene giver en yderligere mekanisk fordel for systemet-der forekommer, fordi ambolten er kortere end hammeren—og øger trykket yderligere med omtrent 35 procent. På denne måde overvinder vi problemet med at få luftbårne vibrationer ind i det trykfyldte, væskefyldte indre øre.
ikke alle dyr har den samme mellemørebenkonfiguration., Faktisk har krybdyr, amfibier og fugle et mellemøre, der kun indeholder en knogle, kaldet columella, som forbinder trommehinden direkte til det ovale vindue i cochlea. Når vi undersøger den mest følsomme frekvens for hørelse hos disse dyr, gør de meget godt for lyde omkring 1.000 hert. (1 kh.), men mister hurtigt deres evne til at høre godt ved højere frekvenser. På den anden side har dyr med tre mellemøreben en tendens til at høre ved meget højere frekvenser. For mennesker, vores hørelse kan strække sig til 20 kh., selvom de fleste af vores liv bruges på at deltage i lyde mellem 4 og 8 kh..,