Para transformar vibrações emaranhadas no ar em sons reconhecíveis, seu ouvido conta com uma linha de montagem em miniatura de ossos, fibras, tecidos e nervos. Depois, há o "Jell-O".
Naturalmente, não há gelatina nos ouvidos (se você estiver fazendo a higiene certa). Mas, de acordo com Jonathan Sellon, professor visitante do MIT e principal autor de um novo estudo na revista Physical Review Letters, há uma fina bolha de tecido "semelhante a gelatina" em espiral no ouvido interno e ajudando as ondas sonoras a alcançar os receptores nervosos específicos de que precisam para entrar em contato com o cérebro. Essa bolha útil é conhecida como membrana tectorial.
"A membrana tectorial é um tecido gelatinoso composto por 97% de água", disse Sellon à Live Science. "E fica em cima dos minúsculos receptores sensoriais no ouvido interno (ou cóclea) que traduzem as ondas sonoras em um sinal elétrico que seu cérebro pode interpretar".
Então, por que cobrir o equipamento de captação de som hipersensível dos seus ouvidos com uma camada de gelatina? Sellon queria saber quando começou a pesquisar a membrana tectorial oito anos atrás. Agora, em seu novo estudo (publicado em 16 de janeiro), ele e seus colegas acham que podem ter uma resposta.
Com suas dicas cutucando as entranhas pegajosas da membrana, as células receptoras sensoriais do ouvido interno (também conhecidas como "células ciliadas") são agrupadas em toda a extensão da cóclea, cada uma construída para responder melhor a uma faixa diferente de frequências; as altas frequências são melhor traduzidas pelas células na base da cóclea, enquanto as baixas frequências amplificam melhor no topo da cóclea. Juntos, esses receptores cabeludos permitem ouvir milhares de diferentes frequências de som.
"A membrana tectorial realmente ajuda a cóclea a separar os sons de baixa frequência dos sons de alta frequência", disse Sellon. "A maneira como faz isso é 'afinando' sua própria rigidez, como as cordas de um instrumento."
Sellon e seus colegas extraíram várias membranas tectoriais de ratos de laboratório. Usando sondas minúsculas, os pesquisadores agitaram as membranas em várias velocidades para simular como o gel poderia empurrar as células ciliadas em resposta a diferentes frequências de som. A equipe testou uma faixa de frequências entre 1 hertz e 3.000 hertz e, em seguida, escreveu alguns modelos matemáticos para extrapolar resultados para frequências ainda mais altas (os seres humanos geralmente podem ouvir entre 20 e 20.000 hertz, observou Sellon).
Em geral, o gel parecia mais rígido perto da base da cóclea, onde as frequências altas são captadas e menos rígido no ápice da cóclea, onde as baixas frequências são registradas. É quase como se a própria membrana estivesse se ajustando dinamicamente "como um instrumento musical", disse Sellon.
"É como um violão ou violino", disse Sellon, "onde você pode afinar as cordas para ficarem mais ou menos rígidas, dependendo da frequência que você está tentando tocar".
Como exatamente essa gelatina se ajusta?
Acontece que a água flui através dos poros microscópicos dentro da membrana. O arranjo de poros altera a forma como o fluido se move através da membrana - alterando sua rigidez e viscosidade em diferentes locais em resposta a vibrações.
Essa pequena guitarra Jell-O pode ser crítica para amplificar certas vibrações de frequência em diferentes posições da cóclea, disse Sellon, ajudando seus ouvidos a otimizar a conversão de ondas sonoras de vibrações mecânicas em impulsos neurais.
O arranjo dos poros permite que as células ciliadas respondam com mais eficiência à faixa média de frequências - por exemplo, as usadas para a fala humana - em comparação com os sons nas extremidades baixa e alta do espectro. Portanto, é mais provável que as ondas sonoras nessas faixas médias sejam convertidas em sinais neurais distintos, disse Sellon.
A sensibilidade da membrana pode até servir como um filtro natural que ajuda a amplificar sons fracos enquanto atenua o ruído perturbador - no entanto, disse Sellon, são necessárias mais pesquisas em seres vivos para entender melhor todos os mistérios da membrana.
Ainda assim, a capacidade de sintonia do gel pode ajudar a explicar por que os mamíferos podem enfrentar uma deficiência auditiva significativa quando nascem com defeitos genéticos que alteram a maneira como a água flui através de suas membranas tectoriais. Segundo os autores, novas pesquisas podem ajudar os cientistas a desenvolver aparelhos auditivos ou farmacêuticos que ajudam a corrigir esses defeitos. Quando esse dia chegar, seremos todos ouvidos.
