Ny bild av hur vår hörsel fungerar

Vi människor är sociala varelser. Ljuden av andra människors röster är viktiga för oss och vår hörsel är inriktad på att uppfatta och urskilja röster och mänskligt tal. När ljud träffar ytterörat förs det via trumhinnan till det spiralformade innerörat, som också kallas snäckan. I spiralen finns hörselns sinnesceller: yttre och inre hårceller. När ljudvågorna får ”håren” på de inre hårcellerna att böjas, uppstår en signal som skickas via nerver upp till hjärnan som tolkar ljuden vi hör.

Trumhinnan rör sig när den nås av ljud. De tre hörselbenen skickar vågrörelsen vidare till snäckan. Hårcellerna i snäckan skickar nervsignaler till hörselcentrum i hjärnan. Bild: Kari Toverud, certifierad medicinsk illustratör. Källa: 1177.

De senaste hundra åren har man trott att varje enskild sinnescell har en ”bästa frekvens”, alltså ljudvågor per sekund, som cellen reagerar allra mest på. Enligt denna uppfattning skulle en sinnescell som har sin ”bästa frekvens” vid 1000 Hz svara mycket mindre på ljud som har en frekvens som är lite lägre eller högre än det. Man har också antagit att alla delar av snäckan fungerar på samma sätt. Men nu har ett forskarteam upptäckt att detta inte stämmer när det gäller sinnesceller som bearbetar ljud under 1000 Hz, vilket räknas som lågfrekventa ljud. Hit hör vokalljud i mänskligt tal.

Sinnesceller reagerar även på lågfrekventa ljud

­– Vår studie visar att en stor mängd sinnesceller i innerörat reagerar samtidigt på lågfrekventa ljud. Vi tror att det gör det lättare att uppfatta lågfrekventa ljud än vad det annars skulle vara, eftersom hjärnan får information från så många sinnesceller på samma gång, säger Anders Fridberger, professor vid Institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper vid Linköpings universitet.

Att hörselsystemet är uppbyggt på detta sätt innebär att det blir mer robust, menar forskarna. Om några av sinnescellerna skadas finns det fortfarande många andra sinnesceller kvar som kan skicka impulser till hjärnan.

Förutom vokalljuden i mänskligt tal ingår även många av ljuden i musik i det lågfrekventa området. Exempelvis har mitten-C på ett piano en frekvens på 262 Hz.

Forskarnas upptäckt kan på sikt få betydelse för personer med svår hörselnedsättning. Den mest framgångsrika behandlingen i dag vid grav hörselnedsättning innebär att elektroder placeras inne i hörselsnäckan (cochlean), ett så kallat *cochleaimplantat.

*För att ett cochleaimplantatet ska fungera behövs två delar, en yttre ljudprocessor och en inopererad del, själva implantatet. Den yttre delen påminner om en vanlig hörapparat men är förutom mikrofon försedd med en sändarspole som för över signalerna till implantatet. Den inre delen innehåller en elektrodrad som läggs i hörselsnäckan (cochlean) samt elektronik för att ta emot signalerna från den yttre delen och ge stimulering av hörselnerven. Bild: CC BY-SA 3.0. Källa: Wikipedia

– Dagens cochleaimplantat är konstruerade utifrån antagandet att varje elektrod bara ska stimulera vid vissa frekvenser, så man försöker efterlikna det som man trodde var sant för hörselorganets funktion. Vi tror att om man ändrar stimuleringsmetoden vid låga frekvenser kommer det att efterlikna den naturliga stimuleringen bättre och användaren borde kunna få ännu bättre tal- och musikuppfattning, säger Anders Fridberger.

Nu går forskarna vidare med att titta på praktisk tillämpning av de nya kunskaperna. Bland annat undersöker de nya metoder för att stimulera de lågfrekventa delarna av snäckan i örat.

Fynden är gjorda i snäcka från marsvin, vars hörsel i det lågfrekventa området liknar människans.

Vetenskaplig artikel:

Best frequencies and temporal delays are similar across the low-frequency regions of the guinea pig cochlea, (George Burwood, Pierre Hakizimana, Alfred Nuttall och Anders Fridberger), Science Advances.

Kontakt:

Anders Fridberger, professor, institutionen för biomedicinska och kliniska vetenskaper vid Linköpings universitet, anders.fridberger@liu.se

Fotnot:

Studien har gjorts med finansiellt stöd av National Institutes of Health i USA och Vetenskapsrådet.