Salud

Nuestro oído es como un ‘Flubber’ que se mueve con el sonido, y así es como el MIT lo está estudiando en detalle

Nuestros oídos pueden detectar vibraciones un millón de veces menos intensas que las que podemos detectar a través del sentido del tacto. Así lo hacen.

Nuestro oído es uno de los órganos más importantes en nuestro día a día: nos permite comunicarnos fácilmente, disfrutar del arte de la música o de la exquisita perfección de los sonidos de la naturaleza. Lo curioso es que, a fecha de hoy, todavía seguimos descubriendo nuevos detalles sobre el funcionamiento de esta valiosa pieza del increíble puzle que constituye el cuerpo humano.

Y es que, nuestro oído -al igual que los de otros mamíferos- es tan extraordinariamente sensible que puede detectar vibraciones del tímpano inducidas por ondas de sonido que se mueven menos del ancho de un átomo. Tanto es así que nuestros oídos pueden detectar vibraciones un millón de veces menos intensas que las que podemos detectar a través del sentido del tacto. Sonidos muy débiles que, ahora, sabemos cómo son detectados por nuestro oído.

Según una investigación del científico visitante y autor principal Jonathan Sellon, el profesor de ingeniería eléctrica y autor principal Dennis Freeman, el científico visitante Roozbeh Ghaffari y miembros del grupo Grodzinsky en el MIT, tanto la sensibilidad del oído como su selectividad (su capacidad para distinguir diferentes frecuencias de sonido) dependen fundamentalmente del comportamiento de una minúscula estructura gelatinosa en el oído interno llamada membrana tectoria, que Freeman y sus estudiantes han estado estudiando durante más de una década.

En concreto, la forma en que la membrana de gel proporciona a nuestra audición su extrema sensibilidad tiene que ver con el tamaño, la rigidez y la distribución de los poros a nanoescala en esa membrana y la forma en que esos nanoporos controlan el movimiento del agua dentro del gel.

Esta tecnología láser permite enviar sonidos a distancia hasta el oído del receptor

Un particular ‘Flubber’ en nuestros oídos, ubicado para ser exactos sobre los pequeños pelos que recubren el oído interno o cóclea. Estos receptores sensoriales están dispuestos en mechones que son sensibles a diferentes frecuencias de sonido, en una progresión a lo largo de la estructura estrechamente rizada. El hecho de que las puntas de esos pelos estén incrustados en la membrana tectoria significa que su comportamiento afecta fuertemente la forma en que esos pelos responden al sonido.

“Mecánicamente, es gelatina”, dice Freeman, describiendo la diminuta membrana tectoria, que es más delgada que un cabello. Aunque es esencialmente una estructura de esponja saturada hecha principalmente de agua, “si la aprietas tan fuerte como puedas, no puedes sacar el agua. Se mantiene unido por fuerzas electrostáticas”. Pero aunque hay muchos materiales a base de gel en el cuerpo, incluidos el cartílago, la elastina y los tendones, la membrana tectoria se desarrolla a partir de un conjunto diferente de instrucciones genéticas.

Sólido y líquido al mismo tiempo, según la frecuencia

De hecho, el equipo descubrió que la estructura de la membrana tectoria “parecía un sólido pero se comportaba como un líquido”, dice Freeman, lo que tiene sentido, ya que está compuesto principalmente de líquido. “Lo que estamos descubriendo es que la membrana tectoria es menos sólida de lo que pensábamos”. El hallazgo clave, que los científicos no habían previsto, es que “para las frecuencias medias, la estructura se mueve como un líquido, pero para las latas y bajas frecuencias, solo se comporta como un sólido”.

Y es que, después de pruebas detalladas de la estructura microscópica, el equipo encontró que el tamaño y la disposición de los poros dentro de ella, y la forma en que esas propiedades afectan la forma en que el agua dentro del gel se mueve de un lado a otro entre los poros en respuesta a la vibración, hace que la respuesta de todo el sistema sea altamente selectiva.

Así pues, tanto los tonos más altos como los más bajos que llegan al oído se ven menos afectados por la amplificación proporcionada por la membrana tectoria, mientras que las frecuencias medias están más fuertemente amplificadas. Dicho de otro modo: se potencian los sonidos más habituales (y más útiles) en nuestro día a día.

¿Para qué todo esto?

Los investigadores esperan que una mejor comprensión de estos mecanismos pueda ayudar a idear formas de contrarrestar varios tipos de deficiencias auditivas, ya sea mediante ayudas mecánicas como implantes cocleares mejorados o intervenciones médicas como medicamentos que pueden alterar los nanoporos o las propiedades del fluido en la membrana tectoria.

“Si el tamaño de los poros es importante para el funcionamiento de la audición, hay cosas que podría hacer”, anticipa Freeman.

*Este texto es una traducción interpretada del resumen de la investigación realizada por Jonathan Sellon, Dennis Freeman, Roozbeh Ghaffari y miembros del grupo Grodzinsky en el MIT, publicado en la MIT News Office a raíz del artículo aparecido en la revista científica Physical Review Letters.

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Sobre el autor

Alberto Iglesias Fraga

Periodista especializado en tecnología e innovación que ha dejado su impronta en medios como TICbeat, La Razón, El Mundo, ComputerWorld, CIO España, Business Insider, Kelisto, Todrone, Movilonia, iPhonizate o el blog Think Big, entre otros. También ha sido consultor de comunicación en Indie PR. Ganador del XVI Premio Accenture de Periodismo, ganador del Premio Día de Internet 2018 a mejor marca personal en RRSS y ganador del European Digital Mindset Award 2019.