miten vasaran, alasimen ja jalustimen luut vahvistavat ääntä sisäkorvaan?
Douglas E. Vetter, Tuftsin yliopiston Sackler School of biolääketieteen apulaisprofessori, kuulostaa vastaukselta tähän kyselyyn.
vasara, alasin ja jalustin—joka tunnetaan myös nimellä malleus, alasimessa ja jalustin, vastaavasti, ja kollektiivisesti, kuten ”välikorvan kuuloluut”—ovat pienimpiä luita ihmiskehossa., Löytyy lähi-korva -, ne ovat osa kuulojärjestelmän välillä tärykalvon ja sisäkorvan (kierre-muotoinen putki asuntojen hiukset solut, jotka ovat mukana lähettää ääntä aivoihin). Näiden luiden merkityksen ymmärtäminen kuulossa vaatii vipujen ymmärtämistä. Tämä johtuu siitä, että välikorvan ossikkelit on järjestetty ja vuorovaikutuksessa keskenään vipujärjestelmänä.
kaikki vivut tuottavat mekaanisen edun. Niitä käytetään suuren voiman kohdistamiseen pienellä etäisyydellä vivun toisessa päässä soveltamalla pienempää voimaa pidemmällä etäisyydellä vastakkaisessa päässä., Sen vipuvaikutuksen valmiuksia välikorvan kuuloluut tarvitaan tuottamaan suuria voimia, joiden avulla voimme kuulla.
maaeläiminä elämme kaasumaisessa ympäristössä. Mutta sisäkorva on täynnä nestettä, ja tämä on ongelma. Esimerkiksi useimmilla ihmisillä on ensikäden tietoa kuulemisesta veden alla. Jos joku huutaa sinulle ylhäältä vesi”s pinta, äänet ovat hyvin hillityt, joten on vaikea ymmärtää, tai edes kuulla ollenkaan. Tämä johtuu yksinkertaisesti siitä, että suurin osa äänestä heijastuu veden pinnasta.,
Joten miten me ottaa ilmassa ääniä, jotka ovat yksinkertaisesti värähtelyt ilman molekyylejä, ja saada heidät ohi ilma-neste rajapinta korvakäytävään ja sisäkorvan? Tarvitsemme järjestelmän, joka käyttää näitä ilman värähtelyjä työntääkseen sisäkorvan nestettä pintaa vasten.
Kun tärykalvo värisee, kun ääni osuu sen pintaan, se asettaa kuuloluut liikkeelle. Ossikkelit on järjestetty erikoisjärjestykseen hoitamaan työnsä. Suoraan takana ja yhteydessä tärykalvo—joka on pohjimmiltaan suuri keräilijä äänen—on vasara., Vasara on järjestetty niin, että toinen pää on kiinnitetty tärykalvo, kun taas toinen pää muodostaa vipu-kuin sarana, jossa alasin. Alasimen vastakkainen pää fuusioituu jalustimeen (jolloin alasimet ja jalustimet toimivat yhtenä luutana). Jalustin sitten yhdistää erityinen avaaminen simpukka nimeltään ”soikea ikkuna.”Jalkatuki jalustin—soikea, litteä osa luun, joka muistuttaa osa, jossa voisi levätä niitä, jalka todellinen jalustin—on löyhästi kiinnitetty soikea ikkuna simpukka, jolloin se voi liikkua sisään ja ulos kuin mäntä., Mäntämäinen toiminta synnyttää nesteen täyttämässä sisäkorvassa värähtelyjä, joita käytetään äänitapahtuman aivojen signaalina. Ilman välikorvan kuuloluut, vain noin 0,1 prosenttia äänen energia olisi tehdä sisäkorvaan.
Voittaminen ongelma saada ilmaäänen osaksi nesteen täyttämä sisäinen korva on ratkaista kaksi pääasiallista mekanismia: pitoisuus energiaa suuri tärykalvo päälle pieni stirrup jalkatuki sijaitsee soikea ikkuna; ja vipu-toiminnan välillä vasara ja alasin-jalustin monimutkainen., Kissat, esimerkiksi, yksinkertainen pitoisuus voimat tärykalvon jalustin lisää painetta soikea ikkuna noin 35 kertaa, mitä mitataan tärykalvon. Vipu toiminta välikorvan luut luojana on edelleen mekaaninen etu järjestelmän—tapahtuu, koska alasin on lyhyempi kuin vasara—ja edelleen lisää painetta noin 35 prosenttia. Näin voitamme ongelman saada ilmassa värähtelyjä paineistettuun, nestetäytteiseen sisäkorvaan.
kaikilla eläimillä ei ole samaa välikorvan luun rakennetta., Itse asiassa, matelijat, sammakkoeläimet ja lintuja, on välikorvan, joka sisältää vain yhden luun, jota kutsutaan columella, joka yhdistää tärykalvon suoraan soikea ikkuna simpukka. Kun tarkastellaan herkin taajuus kuulo näitä eläimiä, he tekevät hyvin ääniä noin 1000 hertsiä (1 kHz), mutta nopeasti menettää niiden kyky kuulla hyvin korkeammilla taajuuksilla. Toisaalta eläimillä, joilla on kolme välikorvan luuta, on tapana kuulla paljon korkeampia taajuuksia. Ihmisille kuulomme voi ulottua 20 kHz: iin, vaikka suurin osa elämästämme kuluu äänien hoitamiseen 4-8 kHz: n välillä.,