گوش؛ مهندسی شگفتانگیز برای شنیدن دنیا
سفر یک موج صوتی به گوش داخلی
صدای شما چگونه از حنجرهتان به گوش دوستتان میرسد؟ صدا به شکل موجی از ذرات هوا منتقل میشود، مثل امواجی که هنگام انداختن سنگ در آب ایجاد میشود. این امواج وارد گوش خارجی میشوند، پرده گوش[1] را میلرزانند و سپس این لرزش توسط سه استخوان کوچک در گوش میانی تقویت میشود. اما همه این ماجرا فقط مقدمه است! نقطه اصلی تحول در گوش داخلی و بخشی مارپیچ به نام حلزون گوش رخ میدهد.
حلزون گوش پر از مایعی به نام مایع حلزونی است. وقتی لرزش استخوانها به این مایع منتقل میشود، درون آن موجی ایجاد میکند. این موج باعث حرکت یک غشاء مهم به نام غشاء پایه[2] میشود. روی این غشاء، نیروگاههای اصلی شنوایی ما یعنی یاختههای مژهدار قرار گرفتهاند.
| مرحله | محل وقوع | کارکرد اصلی | مثال مشابه |
|---|---|---|---|
| ۱ | گوش خارجی و میانی | جمعآوری و تقویت لرزش | قیف جمع کردن صدا (مانند قدیم) |
| ۲ | حلزون گوش (گوش داخلی) | تبدیل لرزش به موج در مایع | ایجاد موج در استخر بعد از پریدن |
| ۳ | غشاء پایه | جداکردن صداهای زیر و بم | سیمهای با طولهای مختلف در یک سنتور |
| ۴ | یاختههای مژهدار | تبدیل نهایی: حرکت به پیام عصبی | کلید برق که جریان را روشن میکند |
یاختههای مژهدار: مترجمان زبان صدا
یاختههای مژهدار سلولهای حساسی هستند که روی غشاء پایه قرار دارند. در رأس هر کدام از این سلولها، دستهای از رشتههای میکروسکوپی به نام مژههای گوشیاخته[3] وجود دارد. وقتی غشاء پایه بهخاطر موج مایع حرکت میکند، این مژهها نیز خم میشوند. همین خم شدنِ یک موی نازکتر از تار عنکبوت، جرقه شروع یک پیام عصبی است!
خم شدن مژهها باعث بازشدن دروازههای یونی[4] در سلول میشود. این امر مانند باز کردن شیر آب است. با بازشدن این دروازهها، یونهای مثبت به سرعت وارد سلول میشوند و یک سیگنال الکتریکی کوچک ایجاد میکنند. این سیگنال سبب میشود سلول، ماده شیمیایی خاصی را آزاد کند که سلولهای عصبی مجاور را تحریک میکند. به این ترتیب، سیگنال الکتریکی تبدیل به پیام عصبی میشود که از طریق عصب شنوایی به مغز فرستاده میشود تا تفسیر شود.
$(حرکت\ غشاء) \rightarrow (خم\ شدن\ مژهها) \rightarrow (جریان\ یونی) \rightarrow (پیام\ عصبی)$
موسیقی درون سرتان چگونه ساخته میشود؟
شاید بپرسید چگونه صدای بوق ماشین (بم) را از صدای جیرجیرک (زیر) تمایز میدهیم؟ این کار هوشمندانه توسط غشاء پایه و چینش یاختههای مژهدار انجام میشود. غشاء پایه در ابتدای حلزون (نزدیک گوش میانی) باریک و سفت و در انتهای آن پهن و نرم است. صداهای زیر (با فرکانس بالا) بیشتر قسمت ابتدایی و سفت غشاء را به لرزه درمیآورند. صداهای بم (با فرکانس پایین) قسمت انتهایی و نرم غشاء را مرتعش میکنند.
پس یاختههای مژهدار در هر ناحیه، مخصوص تشخیص یک محدوده خاص از زیروبم هستند. وقتی یک موسیقی پیچیده میشنوید، در واقع گروههای مختلفی از این یاختهها همزمان فعال میشوند و نقشهای کامل از تمام صداها را برای مغز میفرستند. مغز شما این نقشه را مانند یک رهبر ارکستر تفسیر کرده و شما معنای صداها را درک میکنید.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: آسیب کاملاً فیزیکی است. صداهای بسیار بلند (مثل انفجار یا موسیقی با هدفون با حداکثر صدا) میتوانند باعث حرکت شدید و غیرطبیعی مایع حلزون و در نتیجه خم شدن بیش از حد و شکستن مژههای یاختهها شوند. این مژهها در انسان به طور طبیعی ترمیم یا جایگزین نمیشوند. بنابراین آسیب آنها دائمی است و کاهش شنوایی را به دنبال دارد.
پاسخ: بله، مایع حلزونی همیشه در گوش داخلی وجود دارد. اما این مایع در محفظهای کاملاً بسته و پر شده قرار دارد. وقتی سر خود را تکان میدهید، کل این مایع با هم حرکت میکند، درست مثل آب داخل یک بطری دربسته که اگر بطری را بچرخانید، آب به یک سمت میرود اما صدای خاصی ایجاد نمیکند. برای ایجاد شنوایی، حرکت موجگونه و متفاوت در بخشهای مختلف این مایع لازم است که فقط توسط امواج صوتی ایجاد میشود.
پاسخ: یاختههای مژهدار مسئول شنیدن صداهای زیر، در ابتدای حلزون قرار دارند. این ناحیه به دلایل مختلف از جمله قرارگرفتن در معرض صداهای روزمره (حتی آلودگی صوتی شهر) در طول عمر، بیشتر در معرض آسیب و فرسودگی است. بنابراین با افزایش سن، معمولاً این یاختههای حساستر زودتر کارایی خود را از دست میدهند.
پاورقی
[1] پرده گوش (Tympanic Membrane): غشاء نازکی که گوش خارجی را از میانی جدا میکند و با امواج صوتی میلرزد.
[2] غشاء پایه (Basilar Membrane): غشایی در حلزون گوش که یاختههای مژهدار روی آن قرار گرفتهاند و بر اساس فرکانس صدا در نقاط مختلفی از آن مرتعش میشود.
[3] مژههای گوشیاخته (Stereocilia): رشتههای ریز و سخت روی یاختههای شنوایی که خم شدن آنها سرآغاز فرآیند تبدیل صدا به پیام عصبی است.
[4] دروازههای یونی (Ion Channels): پروتئینهای خاصی در غشاء سلول که مانند دروازه عمل کرده و عبور یونها (ذرات باردار) را کنترل میکنند.
