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

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TED


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Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez
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7000
Traduttore: Chiara Polesinanti Revisore: Nicoletta Pedrana
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Can you hear me OK?
1
15219
1160
Riuscite a sentirmi bene?
00:16
Audience: Yes.
2
16403
1166
Pubblico: Sì.
00:17
Jim Hudspeth: OK. Well, if you can, it's really amazing,
3
17935
2659
Jim Hudspeth: Il fatto che ci riusciate è davvero sorprendente,
00:20
because my voice is changing the air pressure where you sit
4
20618
4150
perché la mia voce sta modificando la pressione dell'aria intorno a voi,
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by just a few billionths of the atmospheric level,
5
24792
3281
solo di alcuni miliardesimi rispetto alla pressione atmosferica,
00:28
yet we take it for granted
6
28097
1535
tuttavia, diamo per scontato
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that your ears can capture that infinitesimal signal
7
29656
3375
che le nostre orecchie possano catturare quel segnale infinitesimale
00:33
and use it to signal to the brain the full range of auditory experiences:
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33055
4500
e usarlo per trasmettere al cervello l'intero spettro dell'esperienza uditiva:
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the human voice, music, the natural world.
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37579
3870
la voce umana, la musica, la natura.
00:42
How does your ear do that?
10
42349
1656
Coma riesce l'orecchio a farlo?
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And the answer to that is:
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44029
1758
La risposta è:
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through the cells that are the real hero of this presentation --
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45811
3501
grazie a delle cellule, gli eroi di questa presentazione:
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the ear's sensory receptors,
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49336
2197
i recettori sensoriali dell'orecchio,
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which are called "hair cells."
14
51557
2085
ovvero le "cellule ciliate".
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Now, these hair cells are unfortunately named,
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53987
3665
Il nome "cellule ciliate" è un nome infelice,
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because they have nothing at all to do with the kind of hair
16
57676
2849
perché non hanno niente a che fare con ciglia, o capelli,
01:00
of which I have less and less.
17
60549
1677
che nel mio caso sono sempre meno.
01:02
These cells were originally named that by early microscopists,
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62250
4947
A dare un nome a queste cellule, all'inizio, furono i primi microscopisti,
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who noticed that emanating from one end of the cell
19
67221
3400
i quali avevano notato
che da un lato della cellula emergeva un piccolo ciuffo di peli.
01:10
was a little cluster of bristles.
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70645
2215
01:13
With modern electron microscopy, we can see much better
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73227
3447
Con la moderna microscopia elettronica, possiamo vedere molto meglio
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the nature of the special feature that gives the hair cell its name.
22
76698
3814
la natura di quelle strutture particolari che danno il nome alle cellule ciliate.
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That's the hair bundle.
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80536
1624
Quello è il ciuffo di ciglia.
01:22
It's this cluster of 20 to several hundred fine cylindrical rods
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82184
6344
Questo ammasso fatto da 20 a diverse centinaia di sottili filamenti cilindrici
01:28
that stand upright at the top end of the cell.
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88552
2883
che stanno diritti all'estremità superiore della cellula.
01:31
And this apparatus is what is responsible for your hearing me right this instant.
26
91874
5678
È questo apparato che vi permette di sentirmi in questo momento.
01:38
Now, I must say that I am somewhat in love with these cells.
27
98283
3103
Ammetto di essere innamorato, in un certo senso, di queste cellule.
01:41
I've spent 45 years in their company --
28
101410
2992
Ho passato 45 anni in loro compagnia.
01:44
(Laughter)
29
104426
1018
(Risate)
01:45
and part of the reason is that they're really beautiful.
30
105468
2625
Uno dei motivi è che sono davvero bellissime.
C'è una componente estetica in tutto questo.
01:48
There's an aesthetic component to it.
31
108117
1934
01:50
Here, for example, are the cells
32
110075
2089
Qui, per esempio, vediamo le cellule
01:52
with which an ordinary chicken conducts its hearing.
33
112188
3229
del condotto uditivo di un comune pollo.
01:55
These are the cells that a bat uses for its sonar.
34
115441
3169
Queste sono le cellule del sonar del pipistrello.
01:59
We use these large hair cells from a frog for many of our experiments.
35
119142
4455
Queste sono le grandi cellule ciliate di rana che usiamo nei nostri esperimenti.
02:03
Hair cells are found all the way down to the most primitive of fishes,
36
123621
4095
Ci sono cellule ciliate in tutta la linea evolutiva, fino ai pesci più primitivi.
02:07
and those of reptiles often have this really beautiful,
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127740
3404
Quelle dei rettili spesso hanno questa disposizione bellissima,
02:11
almost crystalline, order.
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131168
1868
quasi come in un cristallo.
02:13
But above and beyond its beauty,
39
133468
1941
Al di là della sua bellezza,
02:15
the hair bundle is an antenna.
40
135433
2738
il fascio di ciglia è un'antenna.
02:18
It's a machine for converting sound vibrations into electrical responses
41
138195
5719
È una macchina che converte le vibrazioni sonore in una risposta elettrica
02:23
that the brain can then interpret.
42
143938
1824
che il cervello possa interpretare.
02:26
At the top of each hair bundle, as you can see in this image,
43
146707
3316
In cima a ogni gruppo di ciglia, come si vede in questa immagine,
02:30
there's a fine filament connecting each of the little hairs,
44
150047
3414
c'è un sottile filamento, che connette tra loro tutte le piccole ciglia,
02:33
the stereocilia.
45
153485
1676
le stereociglia.
02:35
It's here marked with a little red triangle.
46
155185
2831
Eccolo qui, evidenziato da una piccola freccia rossa.
02:38
And this filament has at its base a couple of ion channels,
47
158040
3759
Alla base di questo filamento ci sono dei canali ionici,
02:41
which are proteins that span the membrane.
48
161823
2688
che sono proteine che attraversano la membrana.
02:44
And here's how it works.
49
164535
1359
Ed ecco come funziona.
02:47
This rat trap represents an ion channel.
50
167053
3347
Questa trappola per topi rappresenta un canale ionico.
02:50
It has a pore that passes potassium ions and calcium ions.
51
170424
3986
C'è un poro che fa passare ioni potassio e ioni calcio.
02:54
It has a little molecular gate that can be open, or it can be closed.
52
174434
4413
C'è un piccolo cancello molecolare che può essere aperto o chiuso.
02:58
And its status is set by this elastic band which represents that protein filament.
53
178871
5529
Il suo stato è determinato da questa banda elastica
che rappresenta quel filamento proteico.
03:05
Now, imagine that this arm represents one stereocilium
54
185242
3875
Immaginate che questo braccio rappresenti uno stereociglio
03:09
and this arm represents the adjacent, shorter one
55
189141
3082
e questo braccio rappresenti quello adiacente, più corto,
03:12
with the elastic band between them.
56
192247
2299
con la banda elastica che li collega.
03:14
When sound energy impinges upon the hair bundle,
57
194570
3086
Quando l'energia sonora urta contro il fascio di ciglia,
03:17
it pushes it in the direction towards its taller edge.
58
197680
3159
lo spinge verso la parte più alta.
03:20
The sliding of the stereocilia puts tension in the link
59
200863
2798
Lo spostamento delle stereociglia tende il filamento proteico
03:23
until the channels open and ions rush into the cell.
60
203685
3067
così il canale si apre e gli ioni corrono dentro la cellula.
03:27
When the hair bundle is pushed in the opposite direction,
61
207255
2707
Quando il fascio di ciglia è spinto nella direzione opposta,
03:29
the channels close.
62
209986
1410
i canali si chiudono.
03:31
And, most importantly,
63
211420
1427
E, cosa più importante,
03:32
a back-and-forth motion of the hair bundle,
64
212871
2297
un movimento avanti e indietro del fascio di ciglia,
03:35
as ensues during the application of acoustic waves,
65
215192
4593
come quello che avviene durante l'applicazione delle onde sonore,
03:39
alternately opens and closes the channel,
66
219809
2521
apre e chiude il canale alternativamente,
03:42
and each opening admits millions and millions of ions into the cell.
67
222354
4193
e ogni volta che si apre, entrano diversi milioni di ioni nella cellula.
03:47
Those ions constitute an electrical current
68
227128
2496
Questi ioni stabiliscono una corrente elettrica
03:49
that excites the cell.
69
229648
1481
che eccita la cellula.
03:51
The excitation is passed to a nerve fiber,
70
231453
2428
L'eccitazione è trasmessa a una fibra nervosa,
03:53
and then propagates into the brain.
71
233905
2195
e quindi si propaga fino al cervello.
03:57
Notice that the intensity of the sound
72
237084
2008
L’intensità del suono è rappresentata dall’ampiezza di questa risposta.
03:59
is represented by the magnitude of this response.
73
239116
2721
04:01
A louder sound pushes the hair bundle farther,
74
241861
2883
Un suono di volume più alto spinge più in là il fascio di ciglia,
04:04
opens the channel longer,
75
244768
1483
apre i canali più a lungo,
04:06
lets more ions in
76
246275
1505
lascia entrare più ioni
04:07
and gives rise to a bigger response.
77
247804
2576
e dà origine a una risposta più grande.
04:12
Now, this mode of operation has the advantage of great speed.
78
252944
3767
Questo modello di azione ha il vantaggio dell'alta velocità.
04:16
Some of our senses, such as vision,
79
256735
2494
Alcuni dei nostri sensi, come la vista,
04:19
use chemical reactions that take time.
80
259253
2765
si basano sulle reazioni chimiche, che richiedono tempo.
04:22
And as a consequence of that,
81
262042
1410
Questo è il motivo per cui,
04:23
if I show you a series of pictures at intervals of 20 or 30 per second,
82
263476
4330
se vi mostrassi una serie di immagini al ritmo di 20 o 30 al secondo,
04:27
you get the sense of a continuous image.
83
267830
2387
avreste una sensazione di continuità.
04:30
Because it doesn't use reactions,
84
270714
2070
Non usando le reazioni per la sua funzione,
04:32
the hair cell is fully 1,000 times faster than our other senses.
85
272808
4363
la cellula ciliata è 1.000 volte più veloce rispetto agli altri sensi.
04:37
We can hear sounds at frequencies as great as 20,000 cycles per second,
86
277195
4899
Possiamo sentire suoni con frequenze fino a 20.000 cicli al secondo.
Alcuni animali hanno orecchi per frequenze anche maggiori.
04:42
and some animals have ever faster ears.
87
282118
2561
04:44
The ears of bats and whales, for example, can respond to their sonar pulses
88
284703
4802
L’orecchio di pipistrelli e balene, può rispondere a impulsi sonar
04:49
at 150,000 cycles a second.
89
289529
3352
a 150.000 cicli al secondo.
04:53
But this speed doesn't entirely explain why the ear performs so well.
90
293905
5583
Ma questa velocità non spiega del tutto perché l’orecchio è così efficiente.
04:59
And it turns out that our hearing benefits from an amplifier,
91
299512
4300
Si è scoperto che il nostro udito beneficia di un amplificatore,
05:03
something called the "active process."
92
303836
2263
qualcosa chiamato “processo attivo”.
05:07
The active process enhances our hearing
93
307004
2929
Il processo attivo potenzia il nostro udito
05:09
and makes possible all the remarkable features that I've already mentioned.
94
309957
4037
e rende possibili tutte le straordinarie funzionalità menzionate prima.
05:15
Let me tell you how it works.
95
315034
1679
Lasciate che vi descriva come funziona.
05:17
First of all, the active process amplifies sound,
96
317658
3584
Prima di tutto, il processo attivo amplifica il suono,
05:21
so you can hear, at threshold, sounds that move the hair bundle
97
321266
5039
così potete sentire, alla soglia uditiva, suoni che muovono il ciuffo di ciglia
05:26
by a distance of only about three-tenths of a nanometer.
98
326329
2694
di soli tre decimi di nanometro.
05:29
That's the diameter of one water molecule.
99
329047
2529
Questo è il diametro di una molecola d’acqua.
05:31
It's really astonishing.
100
331600
1380
È davvero sbalorditivo.
05:33
The system can also operate
101
333883
4183
Inoltre, il sistema può operare
05:38
over an enormously wide dynamic range.
102
338090
3020
su una gamma dinamica enormemente ampia.
05:41
Why do we need this amplification?
103
341927
1934
Perché ci serve questa amplificazione?
05:43
The amplification, in ancient times, was useful
104
343885
3114
L’amplificazione, anticamente, era utile
05:47
because it was valuable for us to hear the tiger before the tiger could hear us.
105
347023
4906
perché era importante riuscire a sentire una tigre, prima che questa sentisse noi.
05:51
And these days, it's essential as a distant early warning system.
106
351953
4992
Al giorno d’oggi, è essenziale come primo sistema d’allarme a distanza.
05:56
It's valuable to be able to hear fire alarms
107
356969
2863
È molto utile riuscire a sentire gli allarmi antincendio
05:59
or contemporary dangerous such as speeding fire engines or police cars or the like.
108
359856
5916
o pericoli come camion dei pompieri, auto della polizia, in arrivo a tutta velocità.
06:06
When the amplification fails, our hearing's sensitivity plummets,
109
366542
5364
Quando manca questa amplificazione, la nostra sensibilità uditiva precipita,
06:11
and an individual may then need an electronic hearing aid
110
371930
4291
e potrebbe diventare necessario l’uso di un apparecchio acustico
06:16
to supplant the damaged biological one.
111
376245
2713
per sostituire quello biologico compromesso.
06:19
This active process also enhances our frequency selectivity.
112
379559
4062
Questo processo attivo aumenta anche la nostra selettività alle frequenze.
06:24
Even an untrained individual can distinguish two tones
113
384022
3249
Anche un individuo inesperto può distinguere due toni
06:27
that differ by only two-tenths of a percent,
114
387295
2793
che differiscano solo dello 0,2%,
06:30
which is one-thirtieth of the difference between two piano notes,
115
390112
4293
ossia un trentesimo della differenza tra due note di pianoforte.
06:34
and a trained musician can do even better.
116
394429
2338
E un musicista esperto può fare anche meglio.
06:37
This fine discrimination is useful
117
397270
2312
Questa sottile distinzione è utile
06:39
in our ability to distinguish different voices
118
399606
2530
perché ci permette di distinguere voci diverse
06:42
and to understand the nuances of speech.
119
402160
2615
e comprendere sfumature di pronuncia.
06:44
And, again, if the active process deteriorates,
120
404799
2883
Se il processo attivo si deteriora
06:47
it becomes harder to carry out verbal communication.
121
407706
2860
diventa più difficile portare avanti una conversazione.
06:51
Finally, the active process is valuable in setting the very broad range
122
411423
4377
Infine, il processo attivo è importante nel determinare l’ampio intervallo
06:55
of sound intensities that our ears can tolerate,
123
415824
3426
di intensità dei suoni percebili dalle nostre orecchie,
06:59
from the very faintest sound that you can hear, such as a dropped pen,
124
419274
3799
dal suono più debole udibile, come quello di una penna che cadendo tocca terra,
07:03
to the loudest sound that you can stand --
125
423097
2215
al suono più forte sopportabile,
07:05
say, a jackhammer or a jet plane.
126
425336
2367
come quello di un martello pneumatico o un jet.
07:07
The amplitude of sounds spans a range of one millionfold,
127
427727
5083
L’ampiezza dei suoni copre un range costituito da un milione di livelli,
07:12
which is more than is encompassed by any other sense
128
432834
2669
range più ampio di quello coperto da tutti gli altri sensi
07:15
or by any man-made device of which I'm aware.
129
435527
2800
o qualsiasi dispositivo medico che io conosca.
07:18
And again, if this system deteriorates,
130
438831
2554
Se questo sistema si deteriora
07:21
an affected individual may have a hard time
131
441409
2742
l'individuo interessato potrebbe avere difficoltà
07:24
hearing the very faintest sounds
132
444175
1848
a sentire i suoni molto deboli o a tollerare quelli molto forti.
07:26
or tolerating the very loudest ones.
133
446047
3179
07:30
Now, to understand how the hair cell does its thing,
134
450122
2691
Per capire come le cellule ciliate svolgano il proprio compito
07:32
one has to situate it within its environment within the ear.
135
452837
3478
dobbiamo collocarle nel loro ambiente all’interno dell’orecchio.
07:36
We learn in school that the organ of hearing
136
456792
2352
A scuola abbiamo imparato che l’organo dell’udito è la coclea,
07:39
is the coiled, snail-shaped cochlea.
137
459168
2752
la cui forma ricorda una chiocciola.
07:41
It's an organ about the size of a chickpea.
138
461944
2327
È un organo più o meno delle dimensioni di un pisello.
07:44
It's embedded in the bone on either side of the skull.
139
464295
3284
È incorporata nell’osso a entrambi i lati del cranio.
07:48
We also learn that an optical prism
140
468211
2826
Abbiamo anche imparato che un prisma ottico
07:51
can separate white light into its constituent frequencies,
141
471061
4121
può scomporre la luce bianca nelle frequenze che la compongono,
07:55
which we see as distinct colors.
142
475206
2438
visibili come colori distinti.
07:58
In an analogous way,
143
478129
1671
In un modo analogo,
07:59
the cochlea acts as sort of an acoustic prism
144
479824
3441
la coclea si comporta come una sorta di prisma acustico
08:03
that splits apart complex sounds into their component frequencies.
145
483289
4377
che divide i suoni complessi nelle frequenze che li compongono.
08:08
So when a piano is sounded,
146
488139
2074
Quando si suona un pianoforte,
08:10
different notes blend together into a chord.
147
490237
3236
note diverse si fondono in un accordo.
08:13
The cochlea undoes that process.
148
493497
1850
La coclea inverte questo processo.
08:15
It separates them and represents each at a different position.
149
495371
3568
Separa le note e le rappresenta ciascuna in una posizione differente.
08:19
In this picture, you can see where three notes --
150
499282
2322
In questa figura, si può vedere dove le note --
08:21
middle C and the two extreme notes on a piano --
151
501628
2815
il do centrale e le due note all’estremità del pianoforte --
08:24
are represented in the cochlea.
152
504467
1746
vengono rappresentate nella coclea.
08:26
The lowest frequencies go all the way up to the top of the cochlea.
153
506610
3840
Le frequenze più basse si localizzano vicino all’apice della coclea.
08:30
The highest frequencies, down to 20,000 Hz,
154
510474
2831
Le frequenze più alte, fino ai 20.000 Hz,
08:33
go all the way to the bottom of the cochlea,
155
513329
2539
si localizzano vicino alla base della coclea,
08:35
and every other frequency is represented somewhere in between.
156
515892
3834
e tutte le altre frequenze sono rappresentate da qualche parte nel mezzo.
08:40
And, as this diagram shows,
157
520171
1806
Come mostra questa immagine,
08:42
successive musical tones are represented a few tens of hair cells apart
158
522001
4950
note successive sono rappresentate a poche decine di cellule l'una dall'altra
08:46
along the cochlear surface.
159
526975
1852
sulla superficie della coclea.
08:49
Now, this separation of frequencies
160
529442
1877
Questa separazione delle frequenze
08:51
is really key in our ability to identify different sounds,
161
531343
3796
è la vera chiave della nostra capacità di identificare suoni diversi,
08:55
because very musical instrument,
162
535163
1611
perché ogni strumento musicale,
08:56
every voice,
163
536798
1217
ogni voce,
08:58
emits a distinct constellation of tones.
164
538039
3074
emette una distinta costellazione di toni.
09:01
The cochlea separates those frequencies,
165
541523
2702
La coclea separa queste frequenze,
09:04
and the 16,000 hair cells then report to the brain
166
544249
3782
e le 16.000 cellule ciliate riportano al cervello
09:08
how much of each frequency is present.
167
548055
1810
in che misura è presente ogni frequenza.
09:10
The brain can then compare all the nerve signals
168
550213
3007
Il cervello poi può confrontare tutti i segnali nervosi
09:13
and decide what particular tone is being heard.
169
553244
3173
e decidere quale tono specifico si è udito.
09:17
But this doesn't explain everything that I want to explain.
170
557623
4189
Ma questo non spiega tutto.
09:21
Where's the magic?
171
561836
1153
Dov’è la magia?
09:23
I told you already about the great things that the hair cell can do.
172
563013
3894
Vi ho già raccontato le grandi cose che possono fare le cellule ciliate.
09:27
How does it carry out the active process
173
567463
2407
Ma come attuano il processo attivo
09:29
and do all the remarkable features that I mentioned at the outset?
174
569894
3669
e svolgono tutte quelle funzioni straordinarie che ho citato all’inizio?
09:33
The answer is instability.
175
573587
1999
La risposta è nell’instabilità.
09:36
We used to think that the hair bundle was a passive object,
176
576046
3134
Si pensava che il fascio di ciglia fosse passivo,
09:39
it just sat there, except when it was stimulated.
177
579204
3281
che se ne stesse semplicemente lì, in attesa di venire stimolato.
09:42
But in fact, it's an active machine.
178
582509
2220
In realtà, è un apparato attivo.
09:44
It's constantly using internal energy to do mechanical work
179
584753
3741
Usa continuamente l’energia interna per compiere lavoro meccanico
09:48
and enhance our hearing.
180
588518
1739
e migliorare il nostro udito.
09:50
So even at rest, in the absence of any input,
181
590281
3331
Anche a riposo, in assenza di qualsiasi input,
09:53
an active hair bundle is constantly trembling.
182
593636
2237
un fascio di ciglia attivo oscilla di continuo.
09:55
It's constantly twitching back and forth.
183
595897
2224
Si muove continuamente avanti e indietro.
09:58
But when even a weak sound is applied to it,
184
598145
2419
Ma appena viene applicato un suono, anche debole,
10:00
it latches on to that sound and begins to move very neatly
185
600588
3137
lo afferra e inizia a muoversi in modo ordinato
10:03
in a one-to-one way with it,
186
603749
1593
in sintonia con quel suono,
10:05
and by so doing, it amplifies the signal about a thousand times.
187
605366
4455
e così facendo, amplifica il segnale di circa un migliaio di volte.
10:10
This same instability also enhances our frequency selectivity,
188
610984
4756
La stessa instabilità migliora anche la capacità di distinguere le frequenze,
10:15
for a given hair cell tends to oscillate best
189
615764
2717
poiché una data cellula ciliata tende a oscillare meglio
10:18
at the frequency at which it normally trembles
190
618505
2850
alla frequenza a cui oscilla normalmente
10:21
when it's not being stimulated.
191
621379
1885
quando non è stimolata.
10:25
So, this apparatus not only gives us our remarkably acute hearing,
192
625216
5382
Quindi, questo apparato ci dà non solo un udito eccezionalmente acuto,
10:30
but also gives us the very sharp tuning.
193
630622
2787
ma anche una sintonizzazione molto precisa.
10:37
I want to offer you a short demonstration
194
637139
2550
Vorrei offrivi una breve dimostrazione
10:39
of something related to this.
195
639713
1719
relativa a questo aspetto.
10:41
I'll ask the people who are running the sound system
196
641456
3057
Chiederò a chi si sta occupando del sistema audio
10:44
to turn up its sensitivity at one specific frequency.
197
644537
3550
di aumentare la sua sensibilità a una specifica frequenza.
10:48
So just as a hair cell is tuned to one frequency,
198
648111
3620
Proprio come una cellula ciliata, che è sintonizzata su una frequenza,
10:51
the amplifier will now enhance a particular frequency in my voice.
199
651755
4661
l’amplificatore ora potenzierà una particolare frequenza della mia voce.
10:56
Notice how specific tones emerge more clearly from the background.
200
656440
5034
Notate come un tono specifico emerga più distintamente dal sottofondo.
11:02
This is exactly what hair cells do.
201
662157
2660
Questo è esattamente ciò che fanno le cellule ciliate.
11:04
Each hair cell amplifies and reports one specific frequency
202
664841
4608
Ogni cellula ciliata amplifica e trasmette una frequenza specifica
11:09
and ignores all the others.
203
669473
1887
e ignora tutte le altre.
11:11
And the whole set of hair cells, as a group, can then report to the brain
204
671384
4079
Un’intera serie di cellule ciliate, come un tutt’uno, può trasmettere al cervello
11:15
exactly what frequencies are present in a given sound,
205
675487
3057
esattamente le frequenze presenti in un dato suono,
11:18
and the brain can determine what melody is being heard
206
678568
2727
e il cervello può determinare la melodia che si sta sentendo
11:21
or what speech is being intended.
207
681319
2479
o quale parola viene detta.
11:25
Now, an amplifier such as the public address system
208
685775
3361
Ora, un amplificatore come quello di un impianto di diffusione sonora
11:29
can also cause problems.
209
689160
1891
può anche causare dei problemi.
11:31
If the amplification is turned up too far,
210
691075
2238
Se l’amplificazione è eccessiva,
11:33
it goes unstable and begins to howl
211
693337
2479
diventa instabile e inizia a “fischiare”
11:35
or emit sounds.
212
695840
1306
o a emettere suoni.
11:37
And one wonders why the active process doesn't do the same thing.
213
697170
3183
Potreste chiedervi perché il processo attivo non faccia lo stesso.
11:40
Why don't our ears beam out sounds?
214
700377
2601
Perché le nostre orecchie non emettono suoni?
11:43
And the answer is that they do.
215
703396
1823
E la risposta è che lo fanno.
11:45
In a suitably quiet environment, 70 percent of normal people
216
705577
4419
In un ambiente adeguatamente silenzioso,
le orecchie emetteranno uno o più suoni nel 70% delle persone.
11:50
will have one or more sounds coming out of their ears.
217
710020
3463
11:54
(Laughter)
218
714008
1350
(Risate)
11:55
I'll give you an example of this.
219
715382
2014
Ve ne darò un esempio.
11:59
You will hear two emissions at high frequencies
220
719811
3184
Sentirete due emissioni ad alta frequenza
provenienti da un orecchio umano normale.
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
Potreste anche riconoscere il rumore di sottofondo,
12:07
like the microphone's hiss,
223
727740
1362
come il sibilo del microfono,
12:09
the gurgling of a stomach, the heartbeat, the rustling of clothes.
224
729126
3800
il gorgoglio di uno stomaco, il battito cardiaco, il fruscio di vestiti
12:14
(Hums, microphone hiss, dampened taps, clothes rustling)
225
734951
6925
(Ronzii, fischio del microfono, battiti smorzati, fruscio di vestiti)
12:29
This is typical.
226
749941
1152
È un evento tipico.
La maggior parte emette una manciata di toni,
12:31
Most ears emit just a handful of tones,
227
751117
1912
12:33
but some can emit as many as 30.
228
753053
2192
ma alcuni orecchi possono emettere fino a 30 toni.
12:35
Every ear is unique, so my right ear is different from my left,
229
755634
3282
Ogni orecchio è unico: il mio orecchio destro è diverso dal sinistro,
12:38
my ear is different from your ear,
230
758940
2038
il mio orecchio è diverso dal vostro.
12:41
but unless an ear is damaged,
231
761002
1448
Ma un orecchio sano continua a emettere la stessa gamma di frequenze
12:42
it continues to emit the same spectrum of frequencies
232
762474
3536
12:46
over a period of years or even decades.
233
766034
2488
per diversi anni o persino decenni.
12:49
So what's going on?
234
769031
1748
Quindi cosa succede?
12:50
It turns out that the ear can control its own sensitivity,
235
770803
5092
Si è scoperto che l’orecchio può controllare la propria sensibilità,
12:55
its own amplification.
236
775919
1740
la propria amplificazione.
12:57
So if you're in a very loud environment, like a sporting event
237
777683
3280
Se siete in un ambiente molto rumoroso, come a un evento sportivo
13:00
or a musical concert,
238
780987
1689
o a un concerto,
13:02
you don't need any amplification,
239
782700
1772
non vi serve nessuna amplificazione,
13:04
and the system is turned down all the way.
240
784496
2190
e il sistema è completamente abbassato.
13:07
If you are in a room like this auditorium,
241
787177
2225
Se siete in una stanza come questo auditorium,
13:09
you might have a little bit of amplification,
242
789426
2143
potreste avere un po’ di amplificazione,
13:11
but of course the public address system does most of the work for you.
243
791593
3616
ma ovviamente sarà l'impianto audio a fare il più del lavoro per voi.
13:15
And finally, if you go into a really quiet room
244
795233
2250
Se entrate in una stanza molto silenziosa
13:17
where you can hear a pin drop,
245
797507
1455
dove si sente uno spillo cadere,
13:18
the system is turned up almost all the way.
246
798986
2416
il sistema è quasi completamente alzato.
13:21
But if you go into an ultraquiet room such as a sound chamber,
247
801839
3488
E se siete in una stanza ultrasilenziosa, come una camera anecoica,
13:25
the system turns itself up to 11,
248
805351
2407
il sistema si setta a 11,
13:27
it goes unstable
249
807782
1381
diventa instabile
13:29
and it begins to emit sound.
250
809187
2309
e comincia a emettere suoni.
13:31
And these emissions constitute a really strong demonstration
251
811520
3196
E queste emissioni rappresentano una straordinaria dimostrazione
13:34
of just how active the hair cell can be.
252
814740
3055
di quanto le cellule ciliate possano essere attive.
13:39
So in the last minute, I want to turn to another question that might come up,
253
819141
4536
In questi ultimi minuti, vorrei affrontare un’altra domanda,
13:43
which is: Where do we go from here?
254
823701
1725
ossia: "Dove ci porta tutto questo?"
13:45
And I would say that there are three issues
255
825450
2042
Ci sono tre questioni
13:47
that I would really like to address in the future.
256
827516
2777
che vorrei affrontare nel futuro.
13:50
The first is: What is the molecular motor
257
830317
2383
La prima è: "Qual è il motore molecolare
13:52
that's responsible for the hair cell's amplification?
258
832724
3276
responsabile dell’amplificazione da parte delle cellule ciliate?"
13:56
Somehow, nature has stumbled across a system
259
836024
3069
In qualche modo, la natura ha scoperto per caso un sistema
13:59
that can oscillate or amplify at 20,000 cycles per second,
260
839117
5221
che può oscillare o amplificare a 20.000 cicli al secondo,
14:04
or even more.
261
844362
1324
o anche più.
14:06
That's much faster than any other biological oscillation,
262
846078
3183
È molto più veloce di qualsiasi altra oscillazione biologica,
14:09
and we would like to understand where it comes from.
263
849285
2689
e vorremmo capire la sua origine.
14:12
The second issue is how the hair cell's amplification is adjusted
264
852538
3838
La seconda questione è come viene modulata l’amplificazione delle cellule ciliate
14:16
to deal with the acoustic circumstances.
265
856400
2202
per adattarsi alle condizioni sonore.
14:19
Who turns the knob to increase or decrease the amplification
266
859051
4069
Chi ruota la manopola per aumentare o diminuire l’amplificazione
14:23
in a quiet or in a loud environment?
267
863144
2520
in un ambiente silenzioso o rumoroso?
14:26
And the third issue is one that concerns all of us,
268
866665
2684
E la terza è una questione che ci riguarda tutti,
14:29
which is what we can do about the deterioration of our hearing.
269
869373
4721
ossia cosa possiamo fare riguardo al deterioramento del nostro udito.
14:34
Thirty million Americans,
270
874118
1353
Trenta milioni di americani,
14:35
and more than 400 million people worldwide,
271
875495
2802
e più di 400 milioni di persone nel mondo,
14:38
have significant problems on a daily basis
272
878321
2563
incontrano quotidianamente grandi difficoltà
14:40
with understanding speech in a noisy environment
273
880908
2688
nel comprendere una conversazione in un ambiente rumoroso
14:43
or over the telephone.
274
883620
1417
o al telefono.
14:45
Many have even worse deficits.
275
885553
2176
Molti hanno deficit ancora più gravi.
14:47
Moreover, these deficits tend to get worse with time,
276
887753
2976
Inoltre, questi deficit tendono a peggiorare col tempo,
14:50
because when human hair cells die,
277
890753
1977
perché quando le cellule ciliate dell'uomo muoiono
14:52
they're not replaced by cell division.
278
892754
2871
non vengono rimpiazzate con la divisione cellulare.
14:56
But we know that nonmammalian animals can replace their cells,
279
896045
3948
Ma sappiamo che animali non mammiferi possono rimpiazzare queste cellule,
e in quegli animali queste cellule muoiono e sono sostituite durante tutta la vita,
15:00
and those creatures' cells are dying and being replaced throughout life,
280
900017
3406
15:03
so the animals maintain normal hearing.
281
903447
2375
così quegli animali mantengono un udito normale.
15:06
Here's an example from a little zebra fish.
282
906587
2409
Ecco l’esempio di un piccolo pesce zebra.
15:09
The cell at the top will undergo a division
283
909020
2625
Le cellule in alto stanno per dividersi
15:11
to produce two new hair cells.
284
911669
2560
per produrre due nuove cellule ciliate.
15:14
They dance for a little bit,
285
914253
2182
Si agitano per un po',
15:16
and then settle down and go to work.
286
916459
2130
poi si calmano e iniziano a lavorare.
15:19
So we believe that if we can decode the molecular signals that are used
287
919126
3549
Crediamo che se riuscissimo a decodificare i segnali molecolari
15:22
by these other animals to regenerate their hair cells,
288
922699
3475
utilizzati da questi altri animali per rigenerare le cellule ciliate,
15:26
we'll be able to do the same thing for humans.
289
926198
2491
saremmo in grado di ottenere lo stesso per gli uomini.
15:29
And our group and many other groups are now engaged in research
290
929048
3489
Il nostro gruppo e molti altri sono ora impegnati nella ricerca
15:32
trying to resurrect these amazing hair cells.
291
932561
2659
per tentare di risuscitare queste straordinarie cellule ciliate.
15:35
Thank you for your attention.
292
935998
1484
Grazie per l'attenzione.
15:37
(Applause)
293
937506
3113
(Applausi)
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