The beautiful, mysterious science of how you hear | Jim Hudspeth

109,002 views ・ 2020-04-15

TED


A videó lejátszásához kattintson duplán az alábbi angol feliratokra.

00:00
Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
Fordító: Andi Vida Lektor: Reka Lorinczy
00:15
Can you hear me OK?
1
15219
1160
Jól hallanak engem?
00:16
Audience: Yes.
2
16403
1166
Közönség (Nevetve): Igen!
00:17
Jim Hudspeth: OK. Well, if you can, it's really amazing,
3
17935
2659
Jim Hudspeth: Akkor jó. Ha így van, az igazán lenyűgöző,
00:20
because my voice is changing the air pressure where you sit
4
20618
4150
mert a hangom szinte érzékelhetetlen atmoszféraszinttel módosítja a légnyomást
00:24
by just a few billionths of the atmospheric level,
5
24792
3281
ott, ahol önök ülnek,
mégis magától értetődőnek vesszük,
00:28
yet we take it for granted
6
28097
1535
00:29
that your ears can capture that infinitesimal signal
7
29656
3375
hogy a fülünk képes felfogni azt az alig észlelhető jelet,
00:33
and use it to signal to the brain the full range of auditory experiences:
8
33055
4500
és teljes körű hallási élményt küld az agynak:
00:37
the human voice, music, the natural world.
9
37579
3870
emberi hangot, zenét, a természet világát.
00:42
How does your ear do that?
10
42349
1656
Hogyan képes erre a fül?
00:44
And the answer to that is:
11
44029
1758
A válasz: azokkal a sejtekkel,
00:45
through the cells that are the real hero of this presentation --
12
45811
3501
melyek mai előadásom igaz hősei –
00:49
the ear's sensory receptors,
13
49336
2197
a fül érzékelő receptoraival,
00:51
which are called "hair cells."
14
51557
2085
az úgynevezett szőrsejtekkel.
00:53
Now, these hair cells are unfortunately named,
15
53987
3665
Ez elég szerencsétlen elnevezés,
00:57
because they have nothing at all to do with the kind of hair
16
57676
2849
mivel semmi közük bármiféle szőrzethez,
01:00
of which I have less and less.
17
60549
1677
amiből itt nekem egyre kevesebb van.
01:02
These cells were originally named that by early microscopists,
18
62250
4947
A korai mikroszkopikus megfigyelések során kapta ezt a nevet,
01:07
who noticed that emanating from one end of the cell
19
67221
3400
akkoriban azt figyelték meg,
hogy a sejt egyik végéből sörtecsomó türemkedik ki.
01:10
was a little cluster of bristles.
20
70645
2215
01:13
With modern electron microscopy, we can see much better
21
73227
3447
Korszerű elektronmikroszkóppal sokkal jobban látjuk
01:16
the nature of the special feature that gives the hair cell its name.
22
76698
3814
a különleges jellegzetesség természetét, melyről a szőrsejt a nevét kapta.
01:20
That's the hair bundle.
23
80536
1624
Ez pedig a szőrköteg.
01:22
It's this cluster of 20 to several hundred fine cylindrical rods
24
82184
6344
Húsz, vagy néhány száz finom, hengeres szálat tartalmaz,
01:28
that stand upright at the top end of the cell.
25
88552
2883
melyek felfelé merednek a sejt tetején.
01:31
And this apparatus is what is responsible for your hearing me right this instant.
26
91874
5678
Ez a berendezés felel azért is, hogy önök hallják, amit most mondok.
01:38
Now, I must say that I am somewhat in love with these cells.
27
98283
3103
Be kell vallanom, már-már szinte szerelmes vagyok beléjük.
01:41
I've spent 45 years in their company --
28
101410
2992
Negyvenöt éve élek velük együtt –
01:44
(Laughter)
29
104426
1018
(Nevetés)
01:45
and part of the reason is that they're really beautiful.
30
105468
2625
és részben azért is, mert valóban gyönyörűek.
01:48
There's an aesthetic component to it.
31
108117
1934
Esztétikai pluszt ad hozzá.
01:50
Here, for example, are the cells
32
110075
2089
Itt vannak például a sejtek,
01:52
with which an ordinary chicken conducts its hearing.
33
112188
3229
melyek egy közönséges csirke hallását teszik lehetővé.
01:55
These are the cells that a bat uses for its sonar.
34
115441
3169
Ezek a denevér sejtjei, melyeket a szonárjához használ.
01:59
We use these large hair cells from a frog for many of our experiments.
35
119142
4455
A béka nagy szőrsejtjeit számos kísérletben alkalmazzuk.
02:03
Hair cells are found all the way down to the most primitive of fishes,
36
123621
4095
A szőrsejtek a legprimitívebb halakban is megtalálhatók,
02:07
and those of reptiles often have this really beautiful,
37
127740
3404
és a hüllőknél is gyakran találunk
ilyen elbűvölően szép, szinte kristályos elrendeződést.
02:11
almost crystalline, order.
38
131168
1868
02:13
But above and beyond its beauty,
39
133468
1941
Szépségén túl azonban
02:15
the hair bundle is an antenna.
40
135433
2738
a szőrköteg antenna is egyben.
02:18
It's a machine for converting sound vibrations into electrical responses
41
138195
5719
Olyan gépezet, mely a hangrezgéseket elektromos reakcióvá alakítja át,
02:23
that the brain can then interpret.
42
143938
1824
amit az agy képes értelmezni.
02:26
At the top of each hair bundle, as you can see in this image,
43
146707
3316
Minden egyes szőrköteg tetején, amint a képen látják,
02:30
there's a fine filament connecting each of the little hairs,
44
150047
3414
van egy finom szál, ami az összes kis szőrszálhoz kapcsolódik,
02:33
the stereocilia.
45
153485
1676
ez a sztereocília.
02:35
It's here marked with a little red triangle.
46
155185
2831
A képen kis piros háromszög jelöli.
02:38
And this filament has at its base a couple of ion channels,
47
158040
3759
A szál tövében egy csomó ioncsatorna található:
02:41
which are proteins that span the membrane.
48
161823
2688
proteinek, melyek áthidalják a membránt.
02:44
And here's how it works.
49
164535
1359
Megmutatom, hogyan működik.
02:47
This rat trap represents an ion channel.
50
167053
3347
Ez a patkánycsapda egy ioncsatornát jelképez.
02:50
It has a pore that passes potassium ions and calcium ions.
51
170424
3986
Van rajta egy pórus, melyen átjutnak a káliumionok és a kalciumionok.
02:54
It has a little molecular gate that can be open, or it can be closed.
52
174434
4413
Van egy kis molekuláris kapu rajta, mely vagy kinyílik, vagy bezárul.
02:58
And its status is set by this elastic band which represents that protein filament.
53
178871
5529
Ez a rugalmas szalag szabályozza, ami most a proteinszálat jelképezi.
03:05
Now, imagine that this arm represents one stereocilium
54
185242
3875
Most pedig képzeljék el, hogy ez a kar egy sztereocíliumot jelképez,
03:09
and this arm represents the adjacent, shorter one
55
189141
3082
ez pedig a szomszédos rövidebbet,
03:12
with the elastic band between them.
56
192247
2299
köztük a rugalmas szalaggal.
03:14
When sound energy impinges upon the hair bundle,
57
194570
3086
Amikor a hangenergia nekiütközik a szőrkötegnek,
03:17
it pushes it in the direction towards its taller edge.
58
197680
3159
a magasabb vége felé löki.
03:20
The sliding of the stereocilia puts tension in the link
59
200863
2798
A sztereocília csúszása megfeszíti a kapcsolódást,
03:23
until the channels open and ions rush into the cell.
60
203685
3067
így végül a csatornák megnyílnak, és az ionok a sejtbe özönlenek.
03:27
When the hair bundle is pushed in the opposite direction,
61
207255
2707
Amikor a szőrköteg az ellenkező irányba nyomódik,
03:29
the channels close.
62
209986
1410
a csatornák bezárulnak.
03:31
And, most importantly,
63
211420
1427
És ami a legfontosabb,
03:32
a back-and-forth motion of the hair bundle,
64
212871
2297
a szőrköteg előre-hátra hintázása
03:35
as ensues during the application of acoustic waves,
65
215192
4593
az akusztikus hullámok hatására
03:39
alternately opens and closes the channel,
66
219809
2521
felváltva nyitja és csukja a csatornát,
03:42
and each opening admits millions and millions of ions into the cell.
67
222354
4193
minden egyes megnyitásnál több millió ion áramlik be a sejtbe.
03:47
Those ions constitute an electrical current
68
227128
2496
Az ionok elektromos áramot gerjesztenek,
03:49
that excites the cell.
69
229648
1481
ami ingerli a sejtet.
03:51
The excitation is passed to a nerve fiber,
70
231453
2428
Az ingerület átjut egy idegrostra,
03:53
and then propagates into the brain.
71
233905
2195
aztán továbbterjed az agyba.
03:57
Notice that the intensity of the sound
72
237084
2008
Figyeljék meg, hogy a hangerő és a reakció nagysága
03:59
is represented by the magnitude of this response.
73
239116
2721
szorosan összefügg.
04:01
A louder sound pushes the hair bundle farther,
74
241861
2883
A hangosabb hang tovább tolja a szőrköteget,
04:04
opens the channel longer,
75
244768
1483
hosszabban marad nyitva a csatorna,
04:06
lets more ions in
76
246275
1505
több iont enged be,
04:07
and gives rise to a bigger response.
77
247804
2576
és nagyobb reakciót gerjeszt.
04:12
Now, this mode of operation has the advantage of great speed.
78
252944
3767
Ennek az operációs módnak az előnye a nagy sebességben rejlik.
04:16
Some of our senses, such as vision,
79
256735
2494
Némelyik érzékelésünk, például a látás
04:19
use chemical reactions that take time.
80
259253
2765
időigényes vegyi reakciókon alapul.
04:22
And as a consequence of that,
81
262042
1410
Ebből az következik,
04:23
if I show you a series of pictures at intervals of 20 or 30 per second,
82
263476
4330
hogy ha 20-30 másodpercenként mutatok egy képsorozatot,
04:27
you get the sense of a continuous image.
83
267830
2387
azt folyamatos képsorként érzékeljük.
04:30
Because it doesn't use reactions,
84
270714
2070
Mivel a szőrsejt működése nem vegyi reakciókra épül,
04:32
the hair cell is fully 1,000 times faster than our other senses.
85
272808
4363
ezerszer gyorsabb bármely más érzékelésünknél.
04:37
We can hear sounds at frequencies as great as 20,000 cycles per second,
86
277195
4899
Akár 20 000 Hz frekvencián is hallhatunk hangokat,
04:42
and some animals have ever faster ears.
87
282118
2561
egyes állatok még ennél is kifinomultabb hallásúak.
04:44
The ears of bats and whales, for example, can respond to their sonar pulses
88
284703
4802
A denevér és a bálna füle például
04:49
at 150,000 cycles a second.
89
289529
3352
150 000 Hz-es szonárimpulzusra is reagál.
04:53
But this speed doesn't entirely explain why the ear performs so well.
90
293905
5583
Ám a sebesség nem magyarázza meg teljesen a fülünk jó működését.
04:59
And it turns out that our hearing benefits from an amplifier,
91
299512
4300
Megesik, hogy a hallásunk erősítőként viselkedik,
05:03
something called the "active process."
92
303836
2263
amit úgy hívunk: "aktív folyamat".
05:07
The active process enhances our hearing
93
307004
2929
Az aktív folyamat élesíti a hallásunkat,
05:09
and makes possible all the remarkable features that I've already mentioned.
94
309957
4037
és lehetővé tesz minden valamirevaló funkciót, amit már említettem.
05:15
Let me tell you how it works.
95
315034
1679
Elmondom, hogyan működik.
05:17
First of all, the active process amplifies sound,
96
317658
3584
Először is, az aktív folyamat felerősíti a hangot,
05:21
so you can hear, at threshold, sounds that move the hair bundle
97
321266
5039
így a küszöbön olyan hangokat hallunk, melyek elmozdítják a szőrköteget,
05:26
by a distance of only about three-tenths of a nanometer.
98
326329
2694
úgy 0,3 nanométer távolságra.
05:29
That's the diameter of one water molecule.
99
329047
2529
Ez egyetlen vízmolekula átmérője.
05:31
It's really astonishing.
100
331600
1380
Igazán lenyűgöző.
05:33
The system can also operate
101
333883
4183
A rendszer hihetetlenül széles
05:38
over an enormously wide dynamic range.
102
338090
3020
dinamikus tartományban képes működni.
05:41
Why do we need this amplification?
103
341927
1934
Miért kell nekünk ez az erősítés?
05:43
The amplification, in ancient times, was useful
104
343885
3114
Az őskorban azért volt hasznos,
05:47
because it was valuable for us to hear the tiger before the tiger could hear us.
105
347023
4906
mert ezáltal meghallhattuk a tigrist, mielőtt ő hallott volna meg minket.
05:51
And these days, it's essential as a distant early warning system.
106
351953
4992
Manapság távoli, korai riasztóként nélkülözhetetlen.
05:56
It's valuable to be able to hear fire alarms
107
356969
2863
Meghallhatjuk a tűzriadót,
05:59
or contemporary dangerous such as speeding fire engines or police cars or the like.
108
359856
5916
vagy a mai veszélyforrásokat, a száguldó tűzoltóautót, rendőrautót satöbbi.
06:06
When the amplification fails, our hearing's sensitivity plummets,
109
366542
5364
Ha rossz az erősítő, hallásunk rohamosan leépül,
06:11
and an individual may then need an electronic hearing aid
110
371930
4291
és lehet, hogy nagyothalló készülék kell az egyénnek
06:16
to supplant the damaged biological one.
111
376245
2713
a biológiai hallás helyettesítésére.
06:19
This active process also enhances our frequency selectivity.
112
379559
4062
Ez az aktív folyamat frekvenciaszűrő képességünket is fejleszti.
06:24
Even an untrained individual can distinguish two tones
113
384022
3249
Még egy képzetlen személy is képes két hangszínt megkülönböztetni,
06:27
that differ by only two-tenths of a percent,
114
387295
2793
olyat, amit csak 0,2 százalékos eltérésű,
06:30
which is one-thirtieth of the difference between two piano notes,
115
390112
4293
ami két zongorahang közti egyharmincadnyi eltérés,
06:34
and a trained musician can do even better.
116
394429
2338
és a képzett zenészek még ennél is többre képesek.
06:37
This fine discrimination is useful
117
397270
2312
A finom megkülönböztetés jól jön ahhoz,
06:39
in our ability to distinguish different voices
118
399606
2530
hogy felismerjünk különböző hangokat,
06:42
and to understand the nuances of speech.
119
402160
2615
és hogy észrevegyük a beszédben megbúvó árnyalatokat.
06:44
And, again, if the active process deteriorates,
120
404799
2883
Mint mondtam, ha az aktív folyamat romlik,
06:47
it becomes harder to carry out verbal communication.
121
407706
2860
az a szóbeli kommunikáció rovására mehet.
06:51
Finally, the active process is valuable in setting the very broad range
122
411423
4377
Végül is az aktív folyamat segít nagyon széles skálán
06:55
of sound intensities that our ears can tolerate,
123
415824
3426
beállítani azt a hangerőt, amit még a fülünk el tud viselni,
06:59
from the very faintest sound that you can hear, such as a dropped pen,
124
419274
3799
a leghalkabb hallható hangtól, például ha leesik egy toll,
07:03
to the loudest sound that you can stand --
125
423097
2215
az elviselhető legerősebb hangig –
07:05
say, a jackhammer or a jet plane.
126
425336
2367
például légkalapács vagy sugárhajtású repülő zajáig.
07:07
The amplitude of sounds spans a range of one millionfold,
127
427727
5083
A hangok amplitúdója egymilliószoros tartományú,
07:12
which is more than is encompassed by any other sense
128
432834
2669
ez több, mint amit bármelyik más érzékszervünk felfogni képes,
07:15
or by any man-made device of which I'm aware.
129
435527
2800
és az általam ismert, ember alkotta egyetlen szerkezet sem képes erre.
07:18
And again, if this system deteriorates,
130
438831
2554
És mondom, ha ez a rendszer károsodik,
07:21
an affected individual may have a hard time
131
441409
2742
az érintett személyre nehéz idők jönnek,
07:24
hearing the very faintest sounds
132
444175
1848
nem fogja hallani a halk hangokat,
07:26
or tolerating the very loudest ones.
133
446047
3179
vagy rosszul tűri a nagy zajokat.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan működik a szőrsejt,
07:30
Now, to understand how the hair cell does its thing,
134
450122
2691
07:32
one has to situate it within its environment within the ear.
135
452837
3478
meg kell néznünk a fülben, vagyis saját környezetében.
07:36
We learn in school that the organ of hearing
136
456792
2352
Azt már tudjuk az iskolából,
07:39
is the coiled, snail-shaped cochlea.
137
459168
2752
hogy a hallás szerve a csavaros, csiga alakú cochlea.
07:41
It's an organ about the size of a chickpea.
138
461944
2327
Nem nagyobb egy szem csicseriborsónál.
07:44
It's embedded in the bone on either side of the skull.
139
464295
3284
A koponya mindkét oldalának csontjába épült be.
07:48
We also learn that an optical prism
140
468211
2826
Azt is tudjuk, hogy az optikai prizma
07:51
can separate white light into its constituent frequencies,
141
471061
4121
képes felbontani a fehér fényt az őt alkotó frekvenciákra,
07:55
which we see as distinct colors.
142
475206
2438
ezeket látjuk a spektrum színeinek.
07:58
In an analogous way,
143
478129
1671
Ugyanígy
07:59
the cochlea acts as sort of an acoustic prism
144
479824
3441
a cochlea egyfajta akusztikus prizmaként viselkedik,
08:03
that splits apart complex sounds into their component frequencies.
145
483289
4377
felbontja az összetett hangot az őt alkotó hullámhosszakra.
08:08
So when a piano is sounded,
146
488139
2074
Amikor tehát felcsendül a zongora,
08:10
different notes blend together into a chord.
147
490237
3236
a különböző hangok egyetlen akkordot alkotnak.
08:13
The cochlea undoes that process.
148
493497
1850
A cochlea visszafejti ezt a folyamatot.
08:15
It separates them and represents each at a different position.
149
495371
3568
Különválasztja a hangokat, és mindent más-más pozícióba helyezi.
08:19
In this picture, you can see where three notes --
150
499282
2322
A képen három hangot láthatnak:
08:21
middle C and the two extreme notes on a piano --
151
501628
2815
középen a C-t, valamint a zongora két szélső hangját,
08:24
are represented in the cochlea.
152
504467
1746
ezek jelennek meg a cochleán belül.
08:26
The lowest frequencies go all the way up to the top of the cochlea.
153
506610
3840
A legalacsonyabb frekvenciák egészen a cochlea csúcsáig behatolnak.
08:30
The highest frequencies, down to 20,000 Hz,
154
510474
2831
A legmagasabbak, úgy 20 000 Hz-ig,
08:33
go all the way to the bottom of the cochlea,
155
513329
2539
a cochlea alsó részét terítik be,
08:35
and every other frequency is represented somewhere in between.
156
515892
3834
és az összes többi a két véglet között valahol a két pont közé kerül.
08:40
And, as this diagram shows,
157
520171
1806
És amint az ábra mutatja,
08:42
successive musical tones are represented a few tens of hair cells apart
158
522001
4950
az egymást követő zenei hangok alig néhány szőrsesjtre kerülnek
08:46
along the cochlear surface.
159
526975
1852
a cochlea felszínén.
08:49
Now, this separation of frequencies
160
529442
1877
Ez a frekvenciafelbontás a kulcsa annak a képességünknek,
08:51
is really key in our ability to identify different sounds,
161
531343
3796
hogy felismerjük az eltérő hangokat,
08:55
because very musical instrument,
162
535163
1611
ugyanis minden hangszer
08:56
every voice,
163
536798
1217
és minden emberi hang
08:58
emits a distinct constellation of tones.
164
538039
3074
a hangok külön formációját bocsátja ki.
09:01
The cochlea separates those frequencies,
165
541523
2702
A cochlea szétválasztja ezeket a frekvenciákat,
09:04
and the 16,000 hair cells then report to the brain
166
544249
3782
aztán a 16 000 szőrsejt jelentést küld az agyba
09:08
how much of each frequency is present.
167
548055
1810
minden egyes frekvenciamennyiségről.
09:10
The brain can then compare all the nerve signals
168
550213
3007
Az agy így már képes összevetni az összes idegi jelet,
09:13
and decide what particular tone is being heard.
169
553244
3173
és eldönti, milyen hangot hallunk.
09:17
But this doesn't explain everything that I want to explain.
170
557623
4189
Ezzel azonban még korántsem magyaráztam meg mindent.
09:21
Where's the magic?
171
561836
1153
Hol a varázslat?
09:23
I told you already about the great things that the hair cell can do.
172
563013
3894
Azt már mondtam, milyen nagyszerű dolgokra képes a szőrsejt.
09:27
How does it carry out the active process
173
567463
2407
Hogyan hajtja végre az aktív folyamatot,
09:29
and do all the remarkable features that I mentioned at the outset?
174
569894
3669
hogyan teszi meg mindazt, amit az elején elmondtam?
09:33
The answer is instability.
175
573587
1999
A válasz az ingadozás.
09:36
We used to think that the hair bundle was a passive object,
176
576046
3134
Általában úgy hisszük, a szőrköteg valami passzív tárgy,
09:39
it just sat there, except when it was stimulated.
177
579204
3281
csak ül a fülben, addig, míg valami inger nem éri.
09:42
But in fact, it's an active machine.
178
582509
2220
Valójában azonban egy aktív gépezet.
09:44
It's constantly using internal energy to do mechanical work
179
584753
3741
Állandó belső energia működteti, ezáltal mechanikusan dolgozik,
09:48
and enhance our hearing.
180
588518
1739
és élesíti a hallásunkat.
09:50
So even at rest, in the absence of any input,
181
590281
3331
Tehát még nyugalmi állapotban is, amikor nem éri külső inger,
09:53
an active hair bundle is constantly trembling.
182
593636
2237
az aktív szőrköteg folyamatosan rezeg.
09:55
It's constantly twitching back and forth.
183
595897
2224
Folyamatosan előre-hátra hajladozik.
09:58
But when even a weak sound is applied to it,
184
598145
2419
De elég egy leheletnyi hang,
10:00
it latches on to that sound and begins to move very neatly
185
600588
3137
máris bekapcsol, fürgén beindul,
10:03
in a one-to-one way with it,
186
603749
1593
egy irányba mozdul a hanggal,
10:05
and by so doing, it amplifies the signal about a thousand times.
187
605366
4455
ezáltal mintegy ezerszeresére erősíti fel a jelet.
10:10
This same instability also enhances our frequency selectivity,
188
610984
4756
Ugyanez az ingadozás fokozza a frekvenciafelbontásunkat is,
10:15
for a given hair cell tends to oscillate best
189
615764
2717
mert egy adott szőrsejt legjobban azon a frekvencián hajlamos rezegni,
10:18
at the frequency at which it normally trembles
190
618505
2850
melyen akkor rezeg,
10:21
when it's not being stimulated.
191
621379
1885
amikor nem éri semmilyen inger.
10:25
So, this apparatus not only gives us our remarkably acute hearing,
192
625216
5382
Ez a berendezés nemcsak csodálatosan éles hallást biztosít nekünk,
10:30
but also gives us the very sharp tuning.
193
630622
2787
de nagyon precíz hangolást is lehetővé tesz.
10:37
I want to offer you a short demonstration
194
637139
2550
Hadd tartsak önöknek
10:39
of something related to this.
195
639713
1719
ehhez kapcsolódóan egy rövid bemutatót.
10:41
I'll ask the people who are running the sound system
196
641456
3057
Kérésemre a segítőim, akik a hangosítást kezelik,
10:44
to turn up its sensitivity at one specific frequency.
197
644537
3550
egy bizonyos frekvenciára tekerik fel az érzékenységét.
10:48
So just as a hair cell is tuned to one frequency,
198
648111
3620
És ahogy egy szőrsejt egyetlen frekvenciára hangolódik,
10:51
the amplifier will now enhance a particular frequency in my voice.
199
651755
4661
az erősítő ki tud emelni a hangomból egyetlen frekvenciát.
10:56
Notice how specific tones emerge more clearly from the background.
200
656440
5034
Figyeljék meg, hogyan emelkednek ki bizonyos hangok a háttérből!
11:02
This is exactly what hair cells do.
201
662157
2660
Pontosan ezt teszik a szőrsejtek.
11:04
Each hair cell amplifies and reports one specific frequency
202
664841
4608
Minden egyes szőrsejt egy-egy bizonyos frekvenciát erősít fel és jelez,
11:09
and ignores all the others.
203
669473
1887
az összes többiről tudomást sem vesz.
11:11
And the whole set of hair cells, as a group, can then report to the brain
204
671384
4079
Aztán a szőrsejtek csoportosan küldhetik a jelet az agyba
11:15
exactly what frequencies are present in a given sound,
205
675487
3057
az adott hang összes lehetséges frekvenciájáról,
11:18
and the brain can determine what melody is being heard
206
678568
2727
az agy pedig meghatározhatja, milyen dallam szól,
11:21
or what speech is being intended.
207
681319
2479
vagy milyen beszéd hallatszik.
11:25
Now, an amplifier such as the public address system
208
685775
3361
Namármost, egy olyan erősítő, mint mondjuk, egy hangosbemondó,
11:29
can also cause problems.
209
689160
1891
szintén gondot okozhat.
11:31
If the amplification is turned up too far,
210
691075
2238
Ha túlvezérlik,
11:33
it goes unstable and begins to howl
211
693337
2479
ingatag lesz, és sípolni kezd,
11:35
or emit sounds.
212
695840
1306
vagy más hangokat ad ki.
11:37
And one wonders why the active process doesn't do the same thing.
213
697170
3183
Felmerülhet a kérdés, miért nem teszi ugyanezt az aktív folyamat.
11:40
Why don't our ears beam out sounds?
214
700377
2601
Miért nem "gerjed be" a fülünk?
11:43
And the answer is that they do.
215
703396
1823
Márpedig, bizony, ezt teszi.
11:45
In a suitably quiet environment, 70 percent of normal people
216
705577
4419
Megfelelően csendes környezetben az átlagemberek 70 százaléka
11:50
will have one or more sounds coming out of their ears.
217
710020
3463
kiad a füléből egy vagy több hangot.
11:54
(Laughter)
218
714008
1350
(Nevetés)
11:55
I'll give you an example of this.
219
715382
2014
Mutatok egy példát.
11:59
You will hear two emissions at high frequencies
220
719811
3184
Két magas frekvenciájú hangot fognak hallani,
melyeket egy átlagos emberi fül ad ki.
12:03
coming from a normal human ear.
221
723019
1774
12:04
You may also be able to discern background noise,
222
724817
2899
Az is lehet, hogy el tudják különíteni a háttérzajtól,
12:07
like the microphone's hiss,
223
727740
1362
mint amilyen a mikrofon recsegése,
12:09
the gurgling of a stomach, the heartbeat, the rustling of clothes.
224
729126
3800
gyomorkorgás, szívdobogás, ruhák suhogása.
12:14
(Hums, microphone hiss, dampened taps, clothes rustling)
225
734951
6925
(Búgás, mikrofonrecsegés, csöpögő csap, ruhasuhogás)
12:29
This is typical.
226
749941
1152
Ez jellemző.
12:31
Most ears emit just a handful of tones,
227
751117
1912
A legtöbb fül csak néhány hangot ad ki,
12:33
but some can emit as many as 30.
228
753053
2192
de van olyan, ami harmincnál is többet.
12:35
Every ear is unique, so my right ear is different from my left,
229
755634
3282
Minden fül egyedi, még a jobb fülem is eltér a bal fülemtől,
12:38
my ear is different from your ear,
230
758940
2038
más, mint az önök füle,
12:41
but unless an ear is damaged,
231
761002
1448
de hacsak nem károsodik,
12:42
it continues to emit the same spectrum of frequencies
232
762474
3536
a fül folyamatosan sugározza ugyanazt a frekvenciaspektrumot
12:46
over a period of years or even decades.
233
766034
2488
éveken, sőt évtizedeken át.
12:49
So what's going on?
234
769031
1748
Mi is történik?
12:50
It turns out that the ear can control its own sensitivity,
235
770803
5092
A fül történetesen képes szabályozni saját érzékenységét,
12:55
its own amplification.
236
775919
1740
saját erősítését.
12:57
So if you're in a very loud environment, like a sporting event
237
777683
3280
Amikor tehát túl zajos környezetbe kerülünk,
13:00
or a musical concert,
238
780987
1689
például meccsre vagy koncertre,
13:02
you don't need any amplification,
239
782700
1772
nincs szükségünk erősítésre,
13:04
and the system is turned down all the way.
240
784496
2190
és a rendszer kikapcsol.
13:07
If you are in a room like this auditorium,
241
787177
2225
Ha olyan teremben vagyunk, mint amilyen ez,
13:09
you might have a little bit of amplification,
242
789426
2143
valószínűleg van némi erősítésünk,
13:11
but of course the public address system does most of the work for you.
243
791593
3616
de persze a hangosítás megteszi ezt helyettünk.
13:15
And finally, if you go into a really quiet room
244
795233
2250
Ha pedig igazán csendes helyiségbe megyünk,
13:17
where you can hear a pin drop,
245
797507
1455
ahol a légy zümmögése is hallható,
13:18
the system is turned up almost all the way.
246
798986
2416
a rendszerünk szinte teljes hangerőre kapcsol.
13:21
But if you go into an ultraquiet room such as a sound chamber,
247
801839
3488
Extrém hangszigetelt szobában azonban, például egy süketszobában
13:25
the system turns itself up to 11,
248
805351
2407
a rendszer felmegy egészen 11-ig,
13:27
it goes unstable
249
807782
1381
ingataggá válik,
13:29
and it begins to emit sound.
250
809187
2309
és hangokat kezd kibocsátani.
13:31
And these emissions constitute a really strong demonstration
251
811520
3196
Ez pedig igen erősen érzékelteti,
13:34
of just how active the hair cell can be.
252
814740
3055
mennyire aktív lehet a szőrsejt.
13:39
So in the last minute, I want to turn to another question that might come up,
253
819141
4536
Előadásom végén hadd tegyek fel még egy kérdést:
13:43
which is: Where do we go from here?
254
823701
1725
Hogyan tovább?
13:45
And I would say that there are three issues
255
825450
2042
Hadd mondjam el, három téma van,
13:47
that I would really like to address in the future.
256
827516
2777
amit tényleg szeretnék megérni a jövőben.
13:50
The first is: What is the molecular motor
257
830317
2383
Egy: mi az a molekuláris motor,
13:52
that's responsible for the hair cell's amplification?
258
832724
3276
ami a szőrsejt erősítését vezérli?
13:56
Somehow, nature has stumbled across a system
259
836024
3069
A természet valahogy átbotladozott egy rendszeren,
13:59
that can oscillate or amplify at 20,000 cycles per second,
260
839117
5221
ami 20 000 ciklus per másodperces rezgésre vagy erősítésre képes,
vagy akár még ennél is többre.
14:04
or even more.
261
844362
1324
14:06
That's much faster than any other biological oscillation,
262
846078
3183
Ez sokkal gyorsabb, mint bármi más biológiai oszcilláció,
14:09
and we would like to understand where it comes from.
263
849285
2689
és jó lenne megérteni, honnan ered.
14:12
The second issue is how the hair cell's amplification is adjusted
264
852538
3838
Kettő: Hogyan igazodik a szőrsejt erősítője
14:16
to deal with the acoustic circumstances.
265
856400
2202
az akusztikus körülményekhez?
14:19
Who turns the knob to increase or decrease the amplification
266
859051
4069
Ki az, aki csavargatja a hangerő-gombot ide-oda,
14:23
in a quiet or in a loud environment?
267
863144
2520
a csendes vagy zajos környezettől függően?
14:26
And the third issue is one that concerns all of us,
268
866665
2684
Három: ami mindannyiunkat aggaszt:
14:29
which is what we can do about the deterioration of our hearing.
269
869373
4721
Hogyan akadályozhatjuk meg a hallásromlást?
14:34
Thirty million Americans,
270
874118
1353
Amerikában 30 millióan,
14:35
and more than 400 million people worldwide,
271
875495
2802
a világ többi részén 400 milliónál is többen
14:38
have significant problems on a daily basis
272
878321
2563
napi szinten küzdenek jelentős gondokkal,
14:40
with understanding speech in a noisy environment
273
880908
2688
hogy zajos környezetben hallják
a beszédet vagy a telefonbeszélgetést.
14:43
or over the telephone.
274
883620
1417
14:45
Many have even worse deficits.
275
885553
2176
Sokaknak még ennél is rosszabb.
14:47
Moreover, these deficits tend to get worse with time,
276
887753
2976
Mi több, ezek a károsodások idővel még tovább is romlanak,
14:50
because when human hair cells die,
277
890753
1977
mert amikor elpusztulnak az emberi szőrsejtek,
14:52
they're not replaced by cell division.
278
892754
2871
nincs sejtosztódás, ami pótolja.
14:56
But we know that nonmammalian animals can replace their cells,
279
896045
3948
De tudjuk, hogy a nem emlősök képesek helyettesíteni a sejtjeiket,
15:00
and those creatures' cells are dying and being replaced throughout life,
280
900017
3406
sejtjeik egész életükben pusztulnak és pótlódnak,
15:03
so the animals maintain normal hearing.
281
903447
2375
így az állatok hallása nem romlik.
15:06
Here's an example from a little zebra fish.
282
906587
2409
Itt van például a kis zebrahal esete.
15:09
The cell at the top will undergo a division
283
909020
2625
A kép tetején a sejt éppen osztódik,
15:11
to produce two new hair cells.
284
911669
2560
így két új szőrsejt keletkezik.
15:14
They dance for a little bit,
285
914253
2182
Kicsit táncikálnak,
15:16
and then settle down and go to work.
286
916459
2130
aztán letelepednek, és munkába állnak.
Ezért hiszünk benne, hogy ha vissza tudjuk fejteni azokat a molekuláris jeleket,
15:19
So we believe that if we can decode the molecular signals that are used
287
919126
3549
15:22
by these other animals to regenerate their hair cells,
288
922699
3475
melyekkel a többi állatfaj regenerálja a szőrsejtjeit,
15:26
we'll be able to do the same thing for humans.
289
926198
2491
akkor ugyanezt emberre is alkalmazhatjuk majd.
15:29
And our group and many other groups are now engaged in research
290
929048
3489
Csoportunk másokkal együtt most azt kutatja,
15:32
trying to resurrect these amazing hair cells.
291
932561
2659
hogyan kelthetnénk új életre csodálatos szőrsejtjeinket.
15:35
Thank you for your attention.
292
935998
1484
Köszönöm a figyelmüket.
15:37
(Applause)
293
937506
3113
(Taps)
Erről a weboldalról

Ez az oldal olyan YouTube-videókat mutat be, amelyek hasznosak az angol nyelvtanuláshoz. A világ minden tájáról származó, kiváló tanárok által tartott angol leckéket láthatsz. Az egyes videók oldalán megjelenő angol feliratokra duplán kattintva onnan játszhatja le a videót. A feliratok a videó lejátszásával szinkronban gördülnek. Ha bármilyen észrevétele vagy kérése van, kérjük, lépjen kapcsolatba velünk ezen a kapcsolatfelvételi űrlapon.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7