El rompecabezas de la amplificación del sonido en el oído interno

Una de las características extraordinarias del sistema de detección de sonido para mamíferos es el rango en el que funciona. Esto se extiende desde 11 KHz en aves hasta 200 KHz en mamíferos marinos.

Esto solo es posible porque el oído interno amplifica los sonidos en un factor de hasta 4000. Esa es una gran cantidad de ganancia. Tanto, de hecho, que es difícil cuadrar con el pensamiento convencional sobre la amplificación mecánica. Así que hay muchos biólogos que se rascan la cabeza sobre cómo el oído logra esta amplificación.

Parte del rompecabezas es que la amplificación no es completamente pasiva. El oído interno es esencialmente un tubo lleno de líquido, dividido a lo largo de su longitud por una fina membrana elástica. Esta membrana está cubierta de células ciliadas, que son de dos tipos.

Las llamadas células ciliadas internas convierten las ondas de presión dentro del líquido en señales eléctricas que el cerebro puede interpretar. Sin embargo, las células ciliadas externas actúan como amplificadores mecánicos. Cuando son golpeadas por una onda de presión, las propias células comienzan a vibrar a la misma frecuencia, impulsando así la onda a medida que pasa.

El problema es que las mediciones que utilizan las células ciliadas externas indican que amplifican las ondas de presión en un factor de aproximadamente 10, una ganancia muy inferior a la requerida.

Hoy, sin embargo, Tobias Reichenbach y James Hudspeth de la Universidad Rockefeller en la ciudad de Nueva York dicen que han averiguado qué más está sucediendo para impulsar la señal.

El sonido ingresa al oído interno como una onda de presión que viaja a través de la cámara llena de líquido, haciendo que la membrana que lo divide a lo largo de su longitud vibre, como una lámina de goma. Dado que las células ciliadas se asientan sobre esta membrana, también se mueven.

Reichenbach y Hudspeth calculan que la vibración de las células ciliadas externas no solo amplifica la onda de presión, sino que también aumenta el desplazamiento de la membrana, como un niño que rebota en un trampolín.

Cuando estos efectos se combinan, dan como resultado un efecto de retroalimentación positiva, que crea una gran ganancia. Esto explica fácilmente la amplificación 4000x. De hecho, el equipo dice que la ganancia puede ser aún mayor: la ganancia coclear general, el producto de estos dos componentes, puede exceder los 10,000, dicen Reichenbach y Hudspeth.

Todo lo que queda es que los experimentadores ideen una forma de demostrar que este es en realidad el proceso que logra la ganancia, ciertamente no es la tarea más fácil. Pero uno que pronto podría llevar a que este enigma se resuelva de una vez por todas.

Ref: arxiv.org/abs/1009.2034 : Contribución doble a la amplificación en el oído interno de los mamíferos

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