|
Сохранили внутреннее ухо живым вне тела
|
|
|
|
Если вы посмотрите на биологическую характеристику внутреннего уха, то увидите, что этот маленький орган чувств - впечатляющий пример эволюции. Внутреннее ухо размером примерно с горошину содержит чрезвычайно важную улитку (которая преобразует вибрации в нервные импульсы) и вестибулярную систему, которая помогает в координации. Из-за того, что это особое достижение биологической инженерии имеет размеры пинты — внутреннее ухо является домом для самых маленьких костей и самых маленьких мышц в нашем теле — и из-за того, что оно защищено самой плотной костью в человеческом теле (каменистой частью височной кости), наблюдая за внутренним ухом в действии это чрезвычайно сложно. На самом деле это настолько сложно, что ученые до сих пор не понимают некоторых функций этого важного органа.
|
|
|
|
Теперь группа ученых из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке опубликовала две статьи о чрезвычайно сложном процессе поддержания жизни внутреннего уха млекопитающих вне тела, что позволяет более внимательно изучить процессы, происходящие в этом органе. В первой статье, опубликованной в журнале PNAS, подробно описываются открытия, касающиеся процесса усиления слуха во внутреннем ухе песчанок, чей слух находится в том же диапазоне, что и у людей. Во втором исследовании, посвященном исследованию слуха, подробно описывается процесс извлечения внутреннего уха и поддержания его жизни в ванне с богатыми питательными веществами жидкостями, называемыми эндолимфой и перилимфой.
|
|
|
|
|
|
|
Одним из ключевых открытий стало подтверждение того, что слух млекопитающих работает вблизи критической точки, известной как бифуркация Хопфа, — поворотной точки, которая преобразует механическую нестабильность в усиление звука. Старший автор исследования, покойный А. Джеймс Хадспет, впервые обнаружил это явление у улитки лягушки-быка несколько десятилетий назад, но оно никогда не наблюдалось у млекопитающих.
|
|
|
|
“Это показывает, что механизм слуха у млекопитающих удивительно похож на то, что было замечено во всей биосфере”, - сказал Родриго Алонсо, соавтор исследования из Рокфеллеровского университета, в заявлении для прессы.
|
|
|
|
Улитка содержит 16 000 волосковых клеток, увенчанных сотнями волоскоподобных стереоцилий, каждая из которых имеет длину всего от 10 до 50 микрометров. Именно эти специализированные реснички усиливают звук и преобразуют его в электрические импульсы, которые в конечном итоге интерпретируются мозгом. Чтобы проверить, функционируют ли эти “волоски” вблизи бифуркации Хопфа, что приводит к спонтанным колебаниям, значительно усиливающим слабые звуки, Алонсо и его команда осторожно вырезали 0,5-миллиметровую улитку у песчанок, прежде чем эта улитка срослась с височной костью в процессе развития. Затем они создали камеру, чтобы воссоздать сенсорную среду улитки, сохранив при этом первоначальную температуру и напряжение.
|
|
|
|
“Теперь мы можем контролировать первые этапы процесса слушания, что ранее было невозможно”, - сказал соавтор исследования Франческо Джаноли в заявлении для прессы. “Этот эксперимент потребовал необычайно высокого уровня точности и деликатности. На карту поставлены как механическая хрупкость, так и электрохимическая уязвимость”.
|
|
|
|
Ученые могли наблюдать, как пучки волос работают сообща, преобразуя энергию в вибрации и одновременно реагируя на изменения напряжения. Они также стали свидетелями “активного процесса”, который свидетельствует о работе в критической точке бифуркации Хопфа. Мы надеемся, что анализ мельчайших процессов слуха вне организма даст ученым беспрецедентное понимание того, как работают эти механизмы, в том числе как разработать методы лечения нейросенсорной тугоухости.
|
|
|
|
“До сих пор не было одобрено ни одно лекарственное средство для восстановления слуха при нейросенсорной потере, и одна из причин этого заключается в том, что у нас все еще есть неполное механистическое понимание активного процесса слуха”, - сказал Джаноли в заявлении для прессы. — Но теперь у нас есть инструмент, который мы можем использовать, чтобы понять, как работает система, как и когда она ломается, и, надеюсь, придумать способы вмешаться, пока не стало слишком поздно”.
|
|
|
|
Источник
|
