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Uppsala University의 연구원들은 다양한 소리 주파수가 캡처되는 위치를 보여주는 청각 신경의 최초 3D지도를 만들었습니다. 싱크로트론 X 선 영상으로 알려진 것을 사용하여 미세한 신경 실과 진동하는 청각 기관인 달팽이관을 추적하고 들어오는 소리의 주파수가 어떻게 분포되어 있는지 정확하게 알아낼 수있었습니다. 연구 결과는 과학 보고서.
웁살라 대학의 실험이 과학 교수 인 Helge Rask-Andersen은“이는 청각 장애인을위한 달팽이관 임플란트를 사용한 치료를 더 효과적으로 만들 수 있습니다.
음파는 주파수가 다릅니다. 즉, 매초마다 발생하는 진동 수는 초당 더 많은 진동을 유발하는 고음인지 또는 더 적은 진동을 유발하는 저음인지에 따라 다릅니다. 주파수는 헤르츠 (Hz) 단위로 측정되며 사람의 귀는 20 ~ 20,000Hz 사이의 주파수를 인식 할 수 있습니다.
음파가 내이의 달팽이관에 포착되면 섬유질 결합 조직과 감각 세포가 다양한 주파수를 분리합니다. 고주파 소리는 달팽이관 하부의 소리에 민감한 유모 세포에 도달하는 반면, 저주파 소리는 달팽이관 상부에서 상응하는 방식으로 흡수됩니다.
연구자들은 이제 거의 세포 수준까지이 과정의 세부 사항을 연구했습니다. 이를 위해 그들은 첨단의 강력한 단층 촬영 영상 인 싱크로트론 X- 선을 사용했습니다. 방사능이 너무 강해서 살아있는 사람에게 사용할 수 없기 때문에 사망자로부터 기증 된 귀를 대신 조사했습니다. 이 연구는 달팽이관 신경에서 다양한 주파수의 위치를 알아내는 것을 가능하게하고 XNUMX 차원 토노 토피 주파수 맵을 만들 수있게했습니다.
“이런 종류의 맵은 피아노와 비슷하며 키가 비슷하게 코딩 된 모든 주파수와 유사합니다. 88 개의 건반이있는 피아노와 달리 약 3,400 개의 내부 청각 유모 세포가 있으며, 모두 고유 한 주파수를 인코딩합니다. 유모 세포는 34mm 길이의 기저막에 부착되어 있으며 모든 볼륨 레벨을들을 수 있도록 12,000 개의 외부 유모 세포에 의해 조정됩니다. 이 정보는 우리의 청각 신경에있는 30 만 개의 정밀하게 조정 된 섬유를 통해 뇌에 전달됩니다.”라고 Helge Rask-Andersen은 설명합니다.
인간의 외이도와 신경은 외형이 완전히 균일하지 않습니다. 따라서 연구원들은 심각한 청각 장애로 인해 인공 와우 (CI)를 삽입 한 사람들에게 새로운 지식이 매우 중요하다는 것이 입증 될 수 있다고 생각합니다. CI는 청각 신경의 직접적인 전기 자극을 제공하기 위해 달팽이관에 하나의 구성 요소가 배치되고 다른 부분은 두개골 외부에 부착되는 보청기입니다. 환자의 달팽이관이 어떻게 생겼는지 정확하게 보여 주면 기술을 더 잘 개별화하고 각 영역을 올바른 빈도로 자극 할 수 있습니다.
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이 연구는 Uppsala University, Western University 및 University of Saskatchewan의 캐나다 연구원, Canadian Light Source Inc.
Hao Li et al., 싱크로트론 방사선 위상차 영상에 기반한 인간 달팽이관의 XNUMX 차원 동위 원소 매핑, 과학 보고서. DOI : 10.1038 / s41598-021-83225-w
