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我们的耳朵为什么如此敏感？

从微细结构发现耳朵为什么如此敏感?研究人员解码了内耳结构的方式，使我们的听觉具

有非凡的灵敏度和选择性。与其他哺乳动物一样，人耳非常敏感，它可以检测到声波引起

的鼓膜振动，其振动小于原子的宽度。研究人员已经发现了重要的新细节，即耳朵如何实

现这种惊人的拾取微弱声音的能力。例如，这些新发现有助于解释我们的耳朵如何能够检

测出比我们通过触觉可以检测到的振动强一百万倍的振动。耳朵的灵敏度和选择性 – 它能

够区分不同频率的声音 – 主要取决于内耳中一种微小结构的行为，称为盖膜，在研究这种

结构十年后的今天，他们发现凝胶膜使我们的听觉具有极高的灵敏度的方式与该膜中纳米

级孔的大小，刚度和分布以及这些纳米孔控制凝胶内水的运动的方式有关。覆膜位于内耳

或耳蜗的微小毛发顶上。这些感觉受体被布置在簇中，每个簇对于不同的声音频率敏感，

沿着紧密卷曲的结构的长度方向发展。这些毛发的尖端嵌入覆盖膜的事实意味着它的行为

强烈地影响这些毛发对声音的响应方式。“机械地，它是Jell-O，”研究人员说，描述了比头

发更薄的微小覆盖膜。虽然它基本上是一种饱和的海绵状结构，主要由水组成，如果你尽

可能地用力挤压它，你就不能将水排出。它由静电力组合在一起，但是，尽管体内有许多

凝胶基材料，包括软骨，弹性蛋白和肌腱，但是覆盖膜是由不同的遗传指令组成的。坐在

敏感的拾音器结构的顶部，这种声音可以消除大多数类型的麦克风。这对于听力来说至关

重要，并且由基因变异引起的结构缺陷会严重降低人的听力。在对微观结构进行详细测试

后，研究小组发现其中孔隙的大小和排列，以及这些特性影响凝胶中水分如何在孔隙之间

来回移动以响应振动的方式，使得整个系统的响应高度选择性。进入耳朵的最高和最低音

调受到覆盖膜提供的放大的影响较小，而中频更强烈地放大。它能够恰到好处地获得你需

要的信号，放大最有用的声音。研究小组发现，覆膜的结构看起来像一个固体，但表现得

像液体一样，因为它主要由液体组成。我们发现的是，覆膜不如我们想象的那么坚固。对

于中频，结构像液体一样移动，但对于高频和低频，它只表现为固体。

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