..:::: انسان چگونه نجواها را میشنود؟ ::::..
محققان در جدیدترین مطالعاتشان به راز چگونگی شنود نجواها توسط انسانها و دیگر پستانداران پی بردند. دانشمندان به طور کامل نمیدانند که انسانها چگونه صداهای ضعیف را شناسایی میکنند زیرا این صداها باید در نویز پسزمینهای که خود گوش تولید میکنند، غرق شوند. هماکنون تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا سرنخهایی را در خصوص این فرایند بدست آوردهاند که چگونگی امکان شنود افتادن یک سنجاق یا درک یک صحبت نجواگونه را توضیح میدهد. این دانشمندان با استفاده از سلولهای موی گرفتهشده از قورباغهها و مطالعه آنها در شیشههای آزمایشگاهی، به نتایج کنونی دست یافتهاند.
تیم حاضر از یک میکروسکوپ نوری و یک دوربین با سرعت بالا استفاده کرد. آنها از این ابزار برای درک این نکته که چگونه رابطه بین سیگنالهای حاصل از اصوات ضعیف و خوشههای موی گوش قورباغهها متفاوت از رابطه بین سیگنالهای صداهای بلندتر و خوشههای مو است، بهره بردند. محققان این حوزه از پیش میدانستند که سلولهای مو با سیگنالهای صدای قوی همگام میشوند. آنها در فاز با صداهای ورودی نوسان میکنند و هر چه قدر صدا بلندتر باشد، درجه این همزمانی و همگامی بیشتر است. اما تیم تحقیقاتی دریافت که در حالت نرمترین صداها، سلولها به طور متناوبی همزمانی را در فرایندی به نام "لغزش فاز" (phase slip) از دست میدهند و دوباره آن را به دست میآورند. در واقع، این لغزشهاست که به سلولها اجازه کشف ضعیفترین صداها را از خلال سر و صدای محیط میدهند.
اما چرا دانشمندان از سلولهای موی قورباغهها به جای سلولهای موی انسان یا دیگر پستانداران استفاده کردند؟ آنها باید سلولهای مو را برای انجام تحقیقات و دریافت اندازهگیریهای دقیق بشکافند اما به خود سیستم آنها آسیبی نرسانند. سلولهای قورباغه ارگانهای بسیار محکم اما سلولهای پستانداران بسیار شکستنیتر هستند. در انسانها و سایر پستانداران، سیستم پردازش صدا در درون حلزون گوش قرار دارد. این حفره مارپیچی شکل واقع در گوش درونی، حاوی سلولهای موی شناور در مایع است. هزاران سلول ریز موی گوش ارتعاشات امواج صوتی ورودی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکنند که مغر آنها را پردازش میکند. ارتعاشات صوتی با دیگر ارتعاشات ناشی از دما در گوش درونی رقابت میکنند. قورباغهها فاقد حلزون هستند و به جای آن ارگانی به نام sacculus وظایف این عضو را انجام میدهد، این اندام نیز دارای سلولهای مو است. با این حال، سیستم شنوایی قورباغهها به سیستم شنوایی پستانداران شباهت دارد و به همان اندازه هم به صداهای ضعیف حساس است. علی رغم قوی بودن، سلولهای موی قورباغهها را نمیتوان در درون گوش مطالعه کرد و تکنیکهای کنونی امکان تصویربرداری از این سلولها را با دقت لازم نمیدهد.
بنابراین تیم تحقیقاتی از خوشههای سلولهای مو در یک ظرف استفاده کردند که به یک اسلاید شیشهای میکروسکوپی اصلاح شده شباهت داشت. به این دلیل که محققان موها را از قورباغهها جدا کرده بودند، نتوانستند از اصوات برای تحریک آنها استفاده کنند. آنها با استفاده از فیبرهای شیشهای ارتجاعپذیر که به نوکهای خوشههای مو متصل بودند، محرک مکانیکی را اعمال کردند. این فیبرها به ماشینی متصل بودند که ارتعاشات لازم را خلق میکرد. دانشمندان از سلولهای مو بر روی میکروسکوپ نوری تصویربرداری کردند و حرکات آنها را با یک دوربین سرعت بالا ضبط کردند. این تصاویر نشان دادند که لغزشهای فازی نزدیک ناحیه دارای بیثباتی پویا موسوم به شکافگاه (bifurcation) رخ دادند. شکافگاهها نقاطی هستند که در آنها رفتار سیستم تغییر میکند. در این حالت رفتار از همزمانی بین سلولهای مو و اصوات قوی تغییر کرد.
تیم تحقیقاتی دریافت که رخداد لغزشهای فازی به قویبودن یا بزرگی سیگنال بستگی دارد و نرخ لغزش فازی با افزایش بزرگی سیگنال کاهش مییابد. با این حال، این محققان هیچ سطح محرک تعریف شدهای را که پایینتر از آن همزمانی کامل بین محرک و ارتعاشات سلولهای مو جای خود را به لغزش فازی دهند، نیافتند. میزان لغزش فازی با افزایش دامنه کاهش مییابد اما هیچ آستانهای وجود ندارد. نتایج این تحقیق فرصتهایی را برای مطالعات بیشتر در اختیار دانشمندان قرار میدهد. تیم تحقیقاتی هم اکنون در حال بررسی این نکته است که چگونه سلولهای چندگانه متصل به یکدیگر به سیگنالها واکنش نشان می دهند و این که همزمانی بین سلول ها چگونه رخ میدهد. جزئیات این مطالعه در Physical Review Letters انتشار یافت.
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا برای اولین بار موفق به ساخت بلندگوی صوتی گرافنی شدند. محصولی که این گروه تولید کردند، نمونه اولیه بوده و هنوز هیچ بهینه سازی روی آن انجام نشده است. این دستگاه که در واقع نوعی سمعک به حساب میآید، دارای خواص فیزیکی و الکترونیکی ویژهای است که موجب شده این سمعک فرکانسهای بیشتری را نسبت به دستگاههای رایج بازار شنود کند.
دانشمندان مرکز مونل، موفق به شناسایی محل و ویژگیهای ژنتیکی خاص سلولهای بنیادی چشایی در زبان شدند.
محققان دانشگاه چالمرز سوئد ایمپلنت جدیدی طراحی کرده اند که از طریق ارسال ارتعاش بداخل استخوان جمجمه، میتواند شنوایی را به بیماران مبتلا به مشکلات گوش میانی باز گرداند. ایمپلنت انتقال استخوانی (BCI) برای مبتلایان به عفونت مزمن گوش خارجی یا میانی، بیماران دچار مشکلات استخوانی گوش، ناهنجاری مادرزادی گوش خارجی، کانال شنوایی یا گوش میانی کاربرد دارد. اندازه ایمپلنت BCI کمتر از شش سانتی متر است که در پشت گوش در زیر پوست سطح جمجمه قرار داده می شود. این دستگاه مجهز به پردازنده صدای خارجی است که صدا را از محیط اطراف دریافت می کند؛ یک سیم پیچ (کویل) القایی درون ایمپلنت امکان دریافت صدای منتقل شده از طریق پوست (از داخل پردازنده) را فراهم می کند. با استفاده از یک بلندگوی مینیاتوری، ارتعاشات صدا داخل استخوان جمجمه بازپخش شده و به گوش داخلی می رسد. آزمایش بالینی ایمپلنت BCI بر روی بیماران دچار مشکلات گوش میانی بزودی آغاز می شود و انتظار می رود که این محصول ظرف یک تا دو سال آینده در اختیار بیماران قرار گیرد.
پژوهش انجام شده توسط انجمن سرطان آمریکا رابطهای معکوس و مشهود را بین مصرف قهوه کافئیندار و مرگ و میر ناشی از سرطانهای حلق و دهان نشان میدهد. محققان میگویند نوشیدن روزانه بیش از چهار فنجان در روز قهوه خطر مرگ ناشی از سرطانهای اغلب کشنده دهانی را تا 50 درصد کاهش میدهد. محققان به منظور درک رابطه مصرف قهوه کافئین دار، قهوه بدون کافئین، چای و سرطان حلق و دهان کشنده، مطالعهای آینده نگر را از سال 1982 بر روی 968 هزار و 432 مرد و زن سالم انجام دادند. طی 26 سال مطالعه، 868 مورد مرگ ناشی از سرطان حلق و دهان رخ داد.
کشف دانشمندان انگلیسی در مورد حشرات میتواند به یک راهحل کلیدی برای ایجاد شنوایی به سبک سوپرمن منجر شود. محققان دانشگاه بریستول و لینکولن اخیرا توانستهاند یک اندام شنوایی را در گوش جیرجیرکها شناسایی کنند که میتواند الهامبخش تولید فناوریهای جدید در پژوهشهای حسگرهای صوتی مانند تصویربرداری پزشکی و سمعک باشد. این محققان توانستهاند بخش گمشده اره را در درک فرآیند انتقال انرژی در گوشهای غیر متعارف جیرجیرکها شناسایی کنند.
محققان دانشگاه هاروارد برای اولین بار توانستند نیروی یک دستگاه الکتریکی را با سلولهای گوش تامین کنند. این محققان از یک شیب الکتروشیمیایی طبیعی در سلولهای درون گوش داخلی یک خوکچه هندی برای تامین نیروی فرستنده بیسیم تا پنج ساعت استفاده کردند. این شیوه میتواند در آینده برای ارائه منبع نیروی مستقل در کاشتهای مغز و حلزون گوش مورد استفاده قرار گیرد. سلولهای عصبی از حرکت یونهای سدیم با بار مثبت و یونهای پتاسیم منفی در یک غشا برای ایجاد یک شیب الکتروشیمیایی هدایت کننده علائم عصبی استفاده میکنند. برخی سلولها در بخش حلزونی از شیب مشابه برخوردار بوده و در تبدیل نیروی مکانیکی ارتعاش پرده گوش به علائم الکتریکی قابل درک برای مغز مورد استفاده هستند.
مطالعات صورت گرفته توسط پژوهشگران هلندی نشان می دهد، احساسات از طریق بو قابل سرایت به دیگران بوده و انسان میتواند از طریق بو کشیدن، خطر را احساس کند. اکثر حیوانات از طریق بو با یکدیگر ارتباط بر قرار می کنند، اما دانشمندان تا مدت ها معتقد بودند که انسان به دلیل ضعف اندام بویایی از توانایی تشخیص خطر یا سایر احساسات برخوردار نیست. تیم تحقیقاتی دانشگاه اوترخت هلند در مطالعات خود دریافته اند که ارتباط رفتاری انسان ها از طریق بو شباهت زیادی به حیوانات دارد که این یافته بر خلاف فرضیه های متداول در خصوص ارتباطات انسانی تنها از طریق زبان یا کانال های بصری است. تحقیقات قبلی نشان می دهد که زنان بیشتر به بوی بدن مردان حساس هستند، به همین دلیل در این مطالعه از مردان به عنوان نمونه های اهدا کننده عرق استفاده شد و آزمایش تأثیر انتقال بو بر روی زنان انجام شد.
محققان مؤسسه تكنولوژي ماساچوست (MIT) موفق به ابداع تكنيك جديدي براي بازسازي و ترميم تارهاي صوتي آسيب ديده شدند. تارهاي صوتي بايد از قابليت ارتجاعي بالايي برخوردار باشند تا امكان هزاران بار ارتعاش در دقيقه و توليد صدا فراهم شود. تيم تحقيقاتي به سرپرستي پروفسور «رابرت لانگر» و دكتر «استيون سيتلس» در حال توسعه ژل جادويي هستند كه قابليت ارتجاعي را به تارهاي صوتي آسيب ديده باز مي گرداند.
محققان دانشگاه میسیسیپی موفق به ابداع یک دستگاه منحصربفرد شدهاند که میتواند زندگی افراد دچار لکنت زبان را تغییر دهد. این دستگاه پروتز به اندازه یک تلفن همراه بوده و توسط پل گوگانز، گرگ اسنایدر و دوایت وادل در پی تشخیص اسنایدر که خود از لکنت زبان رنج میبرد، از گفتار روانتر در زمان لمس گلو در زمان صحبت ابداع شده است. وی دریافت که با لمس لرزش گلو در زمان صحبت، یک بازخورد گفتار لمسی دریافت شده که به شکل قابل توجهی لکنت زبان را کاهش میدهد.
سوختن دهان در اثر غذا یا مایعات داغ تجربهای است که همه داشتهاند و اکنون محققان دانشگاه تگزاس موفق به یافتن راهحلی برای آن شدهاند که به سرعت درد را از بین میبرد. این چسب دهانی حل شدنی به طور مستقیم بر روی ناحیه سوخته قرار گرفته و به سرعت آن را التیام میدهد. این دستاورد اخیرا در نشست و نمایشگاه سالانه انجمن دانشمندان داروساز آمریکا در شیکاگو رونمایی شده است. به گفته سازندگان، چسب ساخته شده کاملا غیر سمی بوده و شبیه به نوارهای بوبر دهان است که امروزه در داروخانهها موجود است.
یک سمعک جدید با قابلیت نصب در پشت دندانها میتواند به افرادی که از ناحیه یک گوش دچار ناشنوایی شدهاند، کمک کند. سیستم «SoundBite» که در حال حاضر در انگلیس مورد آزمایش قرار گرفته، از طریق مسیریابی مجدد صداها از گوش غیر سالم به سالم کار میکند. حدود یک دهم از بزرگسالان از درجهای از کمشنوایی در یک گوش رنج برده و سالانه حدود 10 هزار مورد از ناشنوایی کامل در یک گوش تشخیص داده میشود. با این حال، کارشناسان بر این باورند که تعداد واقعی مبتلایان بسیار بیشتر بوده چرا که تعداد زیادی از آنها به دنبال درمان نمیروند. این شرایط ممکن است در اثر آسیب فیزیکی یا عفونت بوجود بیاید و در برخی موارد نیز علت آن نامعلوم است.
تحقيقات جديد نشان ميدهد كه مغز در شنيدن صداهاي جديد و در حال نزديك شدن موفقتر از تشخيص صداهاي در حال محو شدن عمل ميكند. محققان موسسه تحقيقات گوش در دانشگاه كالج لندن بدنبال بررسي و درك اين مسأله هستند كه چرا صداهاي خاص در مقايسه با ساير اصوات بهتر قابل شنيدن هستند. اصوات مصنوعي متشكل از صداهاي مختلف توليد شده و از شركت كنندگان در اين پژوهش خواسته شد كه زمان شروع يا ناپديد شدن صداهاي مختلف را مشخص كنند. محققان دريافتند كه شنوندگان بطور قابل ملاحظهاي قادر به تشخيص اصوات جديد هستند، درحالي كه قدرت شنوايي صداهاي در حال محو بسيار ضعيف است؛ يعني در محيط هاي شلوغ صوتي، شركتكنندگان قادر به شنيدن بيش از نيمي از تغييرات صوتي اطراف خود نيستند.
محققان دانشگاه سينسيناتي موفق به شناسايي جهش ژنتيكي جديد مسؤول بروز ناشنوايي و كم شنوايي مرتبط با سندرم آشر نوع يك شدند. سندرم آشر يك نقص ژنتيكي است كه باعث بروز ناشنوايي، شب كوري و از دست دادن ديد محيطي از طريق تخريب پيشرونده شبكيه مي شود. در اين تحقيق موفق به شناسايي ژن عامل بروز ناشنوايي در سندرم آشر نوع يك شديم. پروتئين موسوم به CIB2 كه به كلسيم داخل يك سلول متصل است، با ناشنوايي سندرم آشر نوع يك و از دست دادن شنوايي غير سندرمي در ارتباط است. در مدلهاي حيواني اين پروتئين در گوش داخلي وجود دارد كه باعث بروز تعادل و شنوايي ميشود و در سلولهاي گيرنده نوري شبكيه امكان ديدن را فراهم ميكند. جهش در پروتئين CIB2 يكي از علل شايع و قابل پيشگيري ژنتيكي ناشنوايي و كم شنوايي در پاكستان محسوب ميشود، اما محققان در اين مطالعه جهش ژنتيكي ديگري مرتبط با بروز ناشنوايي شايع در تركيه را نيز شناسايي كردند. اين پروتئين در سيگنال دهي كلسيم كه فرايند انتقال مكانيكي- الكترونيكي را تنظيم ميكند، دخالت دارد؛ در طي اين فرايند انرژي مكانيكي يا انرژي حركتي به نوعي از انرژي كه مغز را قادر به شنيدن صدا مي كند، تبديل ميشود.
دانشمندان براي نخستين بار با استفاده از سلولهاي بنيادي جنيني انسان موفق به بهبود شنوايي در حيوانات دچار اختلالات شنوايي شدند. اين آزمايش شامل يك شكل غيرمعمول از ناشنوايي است كه كمتر از يك درصد از 15 درصد اختلالات افت شنوايي را به خود اختصاص ميدهد و براي تمام اختلالات شنوايي كارايي ندارد. محققان دانشگاه «شفيلد» انگليس به سرپرستي دكتر «مارسلو ريولتا» براي ناشنوا كردن يك گوش موش صحرايي، سلولهاي عصبي انتقال دهنده اطلاعات از گوش به مغز را از بين بردند و سپس سلولهاي بنيادي جنيني جايگزين اين سلولها شدند.
محققان هلندي موفق به شناسايي پنج ژن تعيينكننده شكل صورت انسان شدندكه كاربردهاي فراواني در حوزه پزشكي قانوني خواهد داشت. محققان با استفاده از تصاوير تهيه شده از سر افراد توسط روش تصويربرداري رزونانس مغناطيسي (MRI) و عكس هاي پرتره، اقدام به تهيه نقشه نشانههاي صورت كردند. پروفسور «مانفرد كايسر» سرپرست تيم تحقيقاتي مركز پزشكي دانشگاه اراسموس تأكيد ميكند: بدست آمدن اين نتايج آغازي براي درك ژنتيكي موفولوژي صورت انسان است. شايد بتوان در آينده پرتره يك فرد را تنها با استفاده از DNA وي طراحي كرد كه اين دستاورد، كاربردهاي مهمي در حوزه پزشكي قانوني خواهد داشت.
دانشمندان در حال پرورش گوشهاي پروتز با استفاده از سلولهاي انسان براي سربازان كهنهكار و آسيبديده در جنگها هستند. يك گوش سازگار توليد شده از سلولهاي خود فرد ميتواند پيشرفت بسيار عظيمي براي اصلاح گوشهاي پروتزي گذشته محسوب شود كه شكل كامل يك گوش عادي را نداشتهاند. اين محققان در 20 سال گذشته به كار براي پرورش گوش مشغول بودهاند اما نتوانستهاند بر موانع موجود در ساخت نمونه كاربردي آن فائق آيند.
فناوري طراحي شده براي خودروهاي مسابقه فرمول يك توانسته يك درمان احتمالي را براي پرده گوش آسيبديده ارائه كند. اين فرآيند از يك پيوند كوچك از گوشت از پشت گوش براي ساخت يك نسخه بدل دقيق از پرده گوش استفاده كرده است. اگرچه اين عمل از دهه 70 تاكنون انجام ميشده، جراحان هميشه با مشكل ساخت پرده گوش جديد به شكل واقعي آن روبرو بودهاند.اما محققان بیمارستانهای دانشگاهی نورفولک و نورویچ و جراحان گوش كانادايي با استفاده از يك شيوه طراحي كه بخشهاي ايروديناميكي را براي خودروهاي مسابقه ميسازد، توانستهاند يك قالب كامل را براي يك پرده گوش ايجاد كنند.
نتایج مطالعات جدید نشان می دهد كه می توان باكتری های بزاق را كه موجب بوی بد دهان می شوند با تاباندن نورآبی از بین برد. محققان می گویند دو دقیقه قرار گرفتن در معرض این نور آبی برای كشتن باكتریهای عامل بوی بد دهان كافی است. نورآبی یكی از اجزای تشكیل دهنده نور مرئی است و در هنگام شكست نور در رویدادهایی مانند رنگین كمان قابل مشاهده است. اگرچه این نور آبی برای بافت انسان بی خطر است اما آن قدر قدرت دارد كه تاثیرات زیست شناختی در بدن به جا بگذارد و از این رو كاربردهای پزشكی متعددی دارد.
تحقيقات نشان ميدهد: تغييرات ايجاد شده در بوي بدن افراد ميتواند براي تشخيص سن آنها به كار برده شود. يافتههاي جديد مركز تحقيقاتي مونل در آمريكا حاكي از آن است انسانها ميتوانند بر اساس تغييرات ايجاد شده در بوي بدن افراد سن آنها را تشخيص دهند. قسمت اعظم اين توانايي مبتني بر توانايي شناسايي بوي بدن افراد سالخورده است و بر خلاف تصور عمومي، ميزان شدت و ناخوشايند بودن بوي بدن اين گروه سني از افراد جوان و ميانسال كمتر است.