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

109,002 views ・ 2020-04-15

TED


Dubbelklik op de Engelse ondertitels hieronder om de video af te spelen.

00:00
Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
Vertaald door: Esther van Driel Nagekeken door: Rik Delaet
00:15
Can you hear me OK?
1
15219
1160
Kunnen jullie me goed horen?
00:16
Audience: Yes.
2
16403
1166
Publiek: Ja.
00:17
Jim Hudspeth: OK. Well, if you can, it's really amazing,
3
17935
2659
Jim Hudspeth: Als jullie dat kunnen is dat wonderbaarlijk,
00:20
because my voice is changing the air pressure where you sit
4
20618
4150
want mijn stem verandert de luchtdruk waar jullie zitten
00:24
by just a few billionths of the atmospheric level,
5
24792
3281
met slechts een paar miljardsten van het atmosferische niveau.
00:28
yet we take it for granted
6
28097
1535
Toch vinden we het vanzelfsprekend
00:29
that your ears can capture that infinitesimal signal
7
29656
3375
dat onze oren dat oneindig kleine signaal kunnen opvangen
00:33
and use it to signal to the brain the full range of auditory experiences:
8
33055
4500
en zo het volledige bereik aan auditieve ervaringen aan de hersenen door te geven:
00:37
the human voice, music, the natural world.
9
37579
3870
de menselijke stem, muziek, de natuur.
00:42
How does your ear do that?
10
42349
1656
Hoe doen je oren dat?
00:44
And the answer to that is:
11
44029
1758
Het antwoord daarop is:
00:45
through the cells that are the real hero of this presentation --
12
45811
3501
via de cellen die de echte helden van deze presentatie zijn --
00:49
the ear's sensory receptors,
13
49336
2197
de zintuiglijke receptoren van het oor,
00:51
which are called "hair cells."
14
51557
2085
die 'haarcellen' worden genoemd.
00:53
Now, these hair cells are unfortunately named,
15
53987
3665
Deze benaming van haarcellen is wat ongelukkig,
00:57
because they have nothing at all to do with the kind of hair
16
57676
2849
omdat ze niets te maken hebben met het soort haren
01:00
of which I have less and less.
17
60549
1677
waar ik er steeds minder van heb.
01:02
These cells were originally named that by early microscopists,
18
62250
4947
Deze cellen zijn zo genoemd door vroege microscopisten,
01:07
who noticed that emanating from one end of the cell
19
67221
3400
die opmerkten dat er uit één kant van de cel
01:10
was a little cluster of bristles.
20
70645
2215
een klein groepje borstels kwam.
01:13
With modern electron microscopy, we can see much better
21
73227
3447
Met moderne elektronenmicroscopie kunnen we veel beter zien
01:16
the nature of the special feature that gives the hair cell its name.
22
76698
3814
hoe het kenmerk dat de haarcel haar naam geeft er echt uitziet.
01:20
That's the hair bundle.
23
80536
1624
Dat is de haarbundel.
01:22
It's this cluster of 20 to several hundred fine cylindrical rods
24
82184
6344
Het is dit cluster van 20 tot enkele honderden dunne cilindrische staven
01:28
that stand upright at the top end of the cell.
25
88552
2883
die rechtop staan op het bovenste uiteinde van de cel.
01:31
And this apparatus is what is responsible for your hearing me right this instant.
26
91874
5678
Dit apparaat is er verantwoordelijk voor dat je me op dit moment kan verstaan.
01:38
Now, I must say that I am somewhat in love with these cells.
27
98283
3103
Ik moet zeggen dat ik een beetje verliefd ben op deze cellen.
01:41
I've spent 45 years in their company --
28
101410
2992
Ik breng al 45 jaar in hun gezelschap door --
01:44
(Laughter)
29
104426
1018
(Gelach)
01:45
and part of the reason is that they're really beautiful.
30
105468
2625
dat is gedeeltelijk omdat ze erg mooi zijn.
Er zit een esthetisch aspect aan.
01:48
There's an aesthetic component to it.
31
108117
1934
01:50
Here, for example, are the cells
32
110075
2089
Dit zijn bijvoorbeeld de cellen
01:52
with which an ordinary chicken conducts its hearing.
33
112188
3229
waardoor een gewone kip kan horen.
01:55
These are the cells that a bat uses for its sonar.
34
115441
3169
Dit zijn de cellen die een vleermuis gebruikt voor zijn sonar.
01:59
We use these large hair cells from a frog for many of our experiments.
35
119142
4455
Deze grote haarcellen van een kikker gebruiken we voor veel experimenten.
02:03
Hair cells are found all the way down to the most primitive of fishes,
36
123621
4095
Haarcellen worden gevonden in zelfs de meest primitieve vissen
02:07
and those of reptiles often have this really beautiful,
37
127740
3404
en die van reptielen hebben vaak dit prachtige,
02:11
almost crystalline, order.
38
131168
1868
bijna kristallijne uiterlijk.
02:13
But above and beyond its beauty,
39
133468
1941
Maar naast haar schoonheid
02:15
the hair bundle is an antenna.
40
135433
2738
is de haarbundel een antenne.
02:18
It's a machine for converting sound vibrations into electrical responses
41
138195
5719
Het is een machine die geluidstrillingen omzet naar elektrische responsen
02:23
that the brain can then interpret.
42
143938
1824
die de hersenen kunnen interpreteren.
02:26
At the top of each hair bundle, as you can see in this image,
43
146707
3316
Bovenop elke haarbundel, zoals je op dit plaatje kan zien,
02:30
there's a fine filament connecting each of the little hairs,
44
150047
3414
zit een dunne vezel die elk van de kleine haartjes verbindt:
02:33
the stereocilia.
45
153485
1676
de trilhaartjes.
02:35
It's here marked with a little red triangle.
46
155185
2831
Ze is hier gemarkeerd met een kleine rode driehoek.
02:38
And this filament has at its base a couple of ion channels,
47
158040
3759
En deze vezel heeft een paar ionkanalen in haar basis.
02:41
which are proteins that span the membrane.
48
161823
2688
Dit zijn proteïnen die om het membraan heen zitten.
02:44
And here's how it works.
49
164535
1359
Zo werkt het.
02:47
This rat trap represents an ion channel.
50
167053
3347
Deze rattenval stelt een ionkanaal voor.
02:50
It has a pore that passes potassium ions and calcium ions.
51
170424
3986
Hij heeft een porie waar kaliumionen en calciumionen door kunnen.
02:54
It has a little molecular gate that can be open, or it can be closed.
52
174434
4413
Hij heeft een kleine moleculaire poort die open kan zijn of dicht kan zijn.
02:58
And its status is set by this elastic band which represents that protein filament.
53
178871
5529
Zijn toestand is vastgesteld
door dit elastiek dat de proteïnevezel representeert.
03:05
Now, imagine that this arm represents one stereocilium
54
185242
3875
Stel je eens voor dat deze arm een trilhaar voorstelt
03:09
and this arm represents the adjacent, shorter one
55
189141
3082
en deze arm de kortere trilhaar daarnaast,
03:12
with the elastic band between them.
56
192247
2299
met het elastiek ertussenin.
03:14
When sound energy impinges upon the hair bundle,
57
194570
3086
Als geluidsenergie tegen de haarbundel komt,
03:17
it pushes it in the direction towards its taller edge.
58
197680
3159
duwt het deze in de richting van de langste zijde.
03:20
The sliding of the stereocilia puts tension in the link
59
200863
2798
Het verschuiven van de trilhaartjes zet druk op de verbinding
03:23
until the channels open and ions rush into the cell.
60
203685
3067
totdat de kanalen openen en ionen de cel binnenstromen.
03:27
When the hair bundle is pushed in the opposite direction,
61
207255
2707
Wanneer de haarbundel de andere kant op wordt geduwd,
03:29
the channels close.
62
209986
1410
sluiten de kanalen.
03:31
And, most importantly,
63
211420
1427
Het belangrijkste is
03:32
a back-and-forth motion of the hair bundle,
64
212871
2297
de heen-en-weer-beweging van de haarbundel,
03:35
as ensues during the application of acoustic waves,
65
215192
4593
die ontstaat door de akoestische golven,
03:39
alternately opens and closes the channel,
66
219809
2521
die het kanaal afwisselend opent en sluit
03:42
and each opening admits millions and millions of ions into the cell.
67
222354
4193
en elke opening laat miljoenen ionen toe in de cel.
03:47
Those ions constitute an electrical current
68
227128
2496
Deze ionen vormen een elektrische stroom
03:49
that excites the cell.
69
229648
1481
die de cel exciteert.
03:51
The excitation is passed to a nerve fiber,
70
231453
2428
De excitatie wordt doorgestuurd naar een zenuwvezel
03:53
and then propagates into the brain.
71
233905
2195
en dan naar de hersenen doorgegeven.
03:57
Notice that the intensity of the sound
72
237084
2008
De intensiteit van het geluid
03:59
is represented by the magnitude of this response.
73
239116
2721
wordt weergegeven door de grootte van deze respons.
04:01
A louder sound pushes the hair bundle farther,
74
241861
2883
Een harder geluid duwt de haarbundel verder,
04:04
opens the channel longer,
75
244768
1483
opent het kanaal langer,
04:06
lets more ions in
76
246275
1505
laat meer ionen binnen
04:07
and gives rise to a bigger response.
77
247804
2576
en zorgt voor een sterkere respons.
04:12
Now, this mode of operation has the advantage of great speed.
78
252944
3767
Het voordeel van deze manier van werken is grote snelheid.
04:16
Some of our senses, such as vision,
79
256735
2494
Sommige zintuigen, zoals zicht,
04:19
use chemical reactions that take time.
80
259253
2765
gebruiken chemische reacties die tijd kosten.
04:22
And as a consequence of that,
81
262042
1410
Als gevolg daarvan,
04:23
if I show you a series of pictures at intervals of 20 or 30 per second,
82
263476
4330
als ik je een aantal plaatjes laat zien met tussenpozen van 20 of 30 per seconde,
04:27
you get the sense of a continuous image.
83
267830
2387
lijkt het alsof je een plaatje ziet.
04:30
Because it doesn't use reactions,
84
270714
2070
Omdat ze geen reacties gebruikt
04:32
the hair cell is fully 1,000 times faster than our other senses.
85
272808
4363
is de haarcel 1.000 keer sneller dan onze andere zintuigen.
04:37
We can hear sounds at frequencies as great as 20,000 cycles per second,
86
277195
4899
We kunnen geluiden horen van frequenties tot 20.000 cycli per seconde
04:42
and some animals have ever faster ears.
87
282118
2561
en sommige dieren hebben nog snellere oren.
04:44
The ears of bats and whales, for example, can respond to their sonar pulses
88
284703
4802
De oren van vleermuizen en walvissen kunnen reageren op sonarpulsen
04:49
at 150,000 cycles a second.
89
289529
3352
van 150.000 cycli per seconde.
04:53
But this speed doesn't entirely explain why the ear performs so well.
90
293905
5583
Deze snelheid verklaart niet helemaal waarom het oor zo goed functioneert.
04:59
And it turns out that our hearing benefits from an amplifier,
91
299512
4300
Het blijkt dat ons gehoor profiteert van een versterker,
05:03
something called the "active process."
92
303836
2263
iets dat het 'actieve proces' genoemd wordt.
05:07
The active process enhances our hearing
93
307004
2929
Het actieve proces verbetert ons gehoor
05:09
and makes possible all the remarkable features that I've already mentioned.
94
309957
4037
en maakt alle opmerkelijke kenmerken die ik al noemde mogelijk.
05:15
Let me tell you how it works.
95
315034
1679
Ik zal je vertellen hoe het werkt.
05:17
First of all, the active process amplifies sound,
96
317658
3584
Ten eerste versterkt het actieve proces geluid,
05:21
so you can hear, at threshold, sounds that move the hair bundle
97
321266
5039
zodat de ondergrens van wat je kan horen geluiden zijn die de haarbundel
05:26
by a distance of only about three-tenths of a nanometer.
98
326329
2694
zo'n drie tiende van een nanometer bewegen.
05:29
That's the diameter of one water molecule.
99
329047
2529
Dat is de diameter van een watermolecuul.
05:31
It's really astonishing.
100
331600
1380
Het is echt verbazingwekkend.
05:33
The system can also operate
101
333883
4183
Dit systeem kan ook werken
05:38
over an enormously wide dynamic range.
102
338090
3020
met een enorm breed dynamisch bereik.
05:41
Why do we need this amplification?
103
341927
1934
Waarom hebben we deze versterking nodig?
05:43
The amplification, in ancient times, was useful
104
343885
3114
De versterking was in vroegere tijden nuttig
05:47
because it was valuable for us to hear the tiger before the tiger could hear us.
105
347023
4906
omdat het belangrijk was dat wij de tijger hoorden voordat de tijger ons hoorde.
05:51
And these days, it's essential as a distant early warning system.
106
351953
4992
En tegenwoordig is het essentieel als waarschuwingssysteem op afstand.
05:56
It's valuable to be able to hear fire alarms
107
356969
2863
Het is belangrijk om brandalarmen te horen
05:59
or contemporary dangerous such as speeding fire engines or police cars or the like.
108
359856
5916
of hedendaagse gevaren zoals snel rijdende brandweer- of politiewagens en dergelijke.
06:06
When the amplification fails, our hearing's sensitivity plummets,
109
366542
5364
Als de versterking faalt, daalt de gevoeligheid van ons gehoor sterk
06:11
and an individual may then need an electronic hearing aid
110
371930
4291
en dan kan een individu een elektronisch hoorhulpmiddel nodig hebben
06:16
to supplant the damaged biological one.
111
376245
2713
om de biologische te vervangen.
06:19
This active process also enhances our frequency selectivity.
112
379559
4062
Dit actieve proces verbetert ook onze selectiviteit voor frequenties.
06:24
Even an untrained individual can distinguish two tones
113
384022
3249
Zelfs een ongeschoold individu kan twee tonen onderscheiden
06:27
that differ by only two-tenths of a percent,
114
387295
2793
die met slechts twee tiende van een procent verschillen,
06:30
which is one-thirtieth of the difference between two piano notes,
115
390112
4293
dat is een dertigste van het verschil tussen twee pianotoetsen,
06:34
and a trained musician can do even better.
116
394429
2338
en een geschoolde musicus kan dat zelfs nog beter.
06:37
This fine discrimination is useful
117
397270
2312
Dit onderscheidingsvermogen is nuttig
06:39
in our ability to distinguish different voices
118
399606
2530
bij ons vermogen om stemmen te onderscheiden
06:42
and to understand the nuances of speech.
119
402160
2615
en om nuances in spraak te begrijpen.
06:44
And, again, if the active process deteriorates,
120
404799
2883
Nogmaals, als het actieve proces verslechtert,
06:47
it becomes harder to carry out verbal communication.
121
407706
2860
wordt het moeilijker om verbaal te communiceren.
06:51
Finally, the active process is valuable in setting the very broad range
122
411423
4377
Tot slot is het actieve proces van belang in het vaststellen van het brede bereik
06:55
of sound intensities that our ears can tolerate,
123
415824
3426
van geluidssterkten die onze oren kunnen tolereren:
06:59
from the very faintest sound that you can hear, such as a dropped pen,
124
419274
3799
van het allerzwakste geluid dat je kan horen, zoals een pen die valt,
07:03
to the loudest sound that you can stand --
125
423097
2215
tot het luidste geluid dat je kan verdragen --
07:05
say, a jackhammer or a jet plane.
126
425336
2367
zoals een drilboor of een straaljager.
07:07
The amplitude of sounds spans a range of one millionfold,
127
427727
5083
Geluiden kunnen in sterkte verschillen van één op een miljoen,
07:12
which is more than is encompassed by any other sense
128
432834
2669
veel meer dan de andere zintuigen aankunnen,
07:15
or by any man-made device of which I'm aware.
129
435527
2800
en meer dan elk kunstmatig apparaat, voor zover ik weet.
07:18
And again, if this system deteriorates,
130
438831
2554
En nogmaals, als dit systeem verslechtert
07:21
an affected individual may have a hard time
131
441409
2742
kan een getroffen individu veel moeite hebben
07:24
hearing the very faintest sounds
132
444175
1848
met het horen van de zachtste geluiden
07:26
or tolerating the very loudest ones.
133
446047
3179
of met het tolereren van de hardste geluiden.
07:30
Now, to understand how the hair cell does its thing,
134
450122
2691
Om te begrijpen hoe de haarcel werkt
07:32
one has to situate it within its environment within the ear.
135
452837
3478
moet men weten waar ze zich bevindt in het oor.
07:36
We learn in school that the organ of hearing
136
456792
2352
Op school leren we dat het gehoororgaan
07:39
is the coiled, snail-shaped cochlea.
137
459168
2752
het opgerolde slakkenhuis is.
07:41
It's an organ about the size of a chickpea.
138
461944
2327
Het is een orgaan ter grootte van een kikkererwt.
07:44
It's embedded in the bone on either side of the skull.
139
464295
3284
Het zit ingesloten in het bot aan beide kanten van de schedel.
07:48
We also learn that an optical prism
140
468211
2826
We leren ook dat een optische prisma
07:51
can separate white light into its constituent frequencies,
141
471061
4121
wit licht kan splitsen in zijn aparte frequenties,
07:55
which we see as distinct colors.
142
475206
2438
die wij zien als aparte kleuren.
07:58
In an analogous way,
143
478129
1671
Op een soortgelijke manier
07:59
the cochlea acts as sort of an acoustic prism
144
479824
3441
werkt het slakkenhuis als een soort akoestisch prisma,
08:03
that splits apart complex sounds into their component frequencies.
145
483289
4377
dat complexe geluiden opsplitst in hun aparte frequenties.
08:08
So when a piano is sounded,
146
488139
2074
Dus als een piano bespeeld wordt,
08:10
different notes blend together into a chord.
147
490237
3236
vormen verschillende noten samen een akkoord.
08:13
The cochlea undoes that process.
148
493497
1850
Het slakkenhuis draait dat proces terug.
08:15
It separates them and represents each at a different position.
149
495371
3568
Het scheidt de noten en geeft ze elk op een andere locatie weer.
08:19
In this picture, you can see where three notes --
150
499282
2322
Op dit plaatje kan je zien dat drie noten --
08:21
middle C and the two extreme notes on a piano --
151
501628
2815
de centrale C en de twee uiterste noten op een piano --
08:24
are represented in the cochlea.
152
504467
1746
worden vertegenwoordigd in het slakkenhuis.
08:26
The lowest frequencies go all the way up to the top of the cochlea.
153
506610
3840
De laagste frequenties zitten helemaal bovenin het slakkenhuis.
08:30
The highest frequencies, down to 20,000 Hz,
154
510474
2831
De hoogste frequenties, tot 20.000 Hz,
08:33
go all the way to the bottom of the cochlea,
155
513329
2539
zitten helemaal onderin het slakkenhuis
08:35
and every other frequency is represented somewhere in between.
156
515892
3834
en elke andere frequentie zit er ergens tussenin.
08:40
And, as this diagram shows,
157
520171
1806
Zoals dit schema laat zien
worden opeenvolgende muzikale tonen met tientallen haren ertussen vertegenwoordigd
08:42
successive musical tones are represented a few tens of hair cells apart
158
522001
4950
08:46
along the cochlear surface.
159
526975
1852
langs het oppervlak van het slakkenhuis.
08:49
Now, this separation of frequencies
160
529442
1877
Deze scheiding van frequenties
08:51
is really key in our ability to identify different sounds,
161
531343
3796
is heel belangrijk bij ons vermogen om verschillende geluiden te identificeren,
08:55
because very musical instrument,
162
535163
1611
omdat elk muzikaal instrument,
08:56
every voice,
163
536798
1217
elke stem,
08:58
emits a distinct constellation of tones.
164
538039
3074
een constellatie van tonen uitzendt.
09:01
The cochlea separates those frequencies,
165
541523
2702
Het slakkenhuis scheidt deze frequenties
09:04
and the 16,000 hair cells then report to the brain
166
544249
3782
en de 16.000 haarcellen melden dan aan de hersenen
09:08
how much of each frequency is present.
167
548055
1810
hoeveel er van elke frequentie is.
09:10
The brain can then compare all the nerve signals
168
550213
3007
De hersenen vergelijken dan alle zenuwsignalen
09:13
and decide what particular tone is being heard.
169
553244
3173
en beslissen welke toon gehoord wordt.
09:17
But this doesn't explain everything that I want to explain.
170
557623
4189
Dit verklaart nog niet alles wat ik wil uitleggen.
09:21
Where's the magic?
171
561836
1153
Waar is de magie?
Ik vertelde jullie al over de geweldige dingen die de haarcel kan doen.
09:23
I told you already about the great things that the hair cell can do.
172
563013
3894
09:27
How does it carry out the active process
173
567463
2407
Hoe voert ze dat actieve proces uit
09:29
and do all the remarkable features that I mentioned at the outset?
174
569894
3669
en al die opmerkelijke kenmerken die ik in het begin noemde?
09:33
The answer is instability.
175
573587
1999
Het antwoord is instabiliteit.
09:36
We used to think that the hair bundle was a passive object,
176
576046
3134
We dachten eerst dat de haarbundel een passief voorwerp was,
09:39
it just sat there, except when it was stimulated.
177
579204
3281
dat hij daar gewoon stilzat, behalve als hij gestimuleerd werd.
09:42
But in fact, it's an active machine.
178
582509
2220
Maar hij is eigenlijk een actieve machine.
09:44
It's constantly using internal energy to do mechanical work
179
584753
3741
Hij gebruikt constant interne energie om mechanisch werk te verrichten
09:48
and enhance our hearing.
180
588518
1739
en ons gehoor te verbeteren.
09:50
So even at rest, in the absence of any input,
181
590281
3331
Zelfs in rusttoestand, zonder enige input,
09:53
an active hair bundle is constantly trembling.
182
593636
2237
is een haarbundel continu aan het trillen.
09:55
It's constantly twitching back and forth.
183
595897
2224
Hij is steeds heen en weer aan het schokken.
09:58
But when even a weak sound is applied to it,
184
598145
2419
Maar zelfs als er een zwak geluid binnenkomt,
10:00
it latches on to that sound and begins to move very neatly
185
600588
3137
pakt hij dat geluid vast en begint hij netjes te bewegen,
10:03
in a one-to-one way with it,
186
603749
1593
een-op-een met het geluid,
10:05
and by so doing, it amplifies the signal about a thousand times.
187
605366
4455
en versterkt op die manier het signaal zo'n 1000 keer.
10:10
This same instability also enhances our frequency selectivity,
188
610984
4756
Dezelfde instabiliteit verbetert ook onze frequentieselectiviteit,
10:15
for a given hair cell tends to oscillate best
189
615764
2717
want een haarcel neigt ernaar om het beste te trillen
10:18
at the frequency at which it normally trembles
190
618505
2850
op de frequentie waarop hij normaal gesproken trilt
10:21
when it's not being stimulated.
191
621379
1885
wanneer hij niet gestimuleerd wordt.
10:25
So, this apparatus not only gives us our remarkably acute hearing,
192
625216
5382
Dit apparaat geeft ons niet alleen een opmerkelijk scherp gehoor,
10:30
but also gives us the very sharp tuning.
193
630622
2787
maar geeft ons ook een scherpe afstemming.
10:37
I want to offer you a short demonstration
194
637139
2550
Ik wil jullie een korte demonstratie geven
10:39
of something related to this.
195
639713
1719
van iets dat hieraan gerelateerd is.
10:41
I'll ask the people who are running the sound system
196
641456
3057
Ik vraag de mensen verantwoordelijk voor het geluidsysteem
10:44
to turn up its sensitivity at one specific frequency.
197
644537
3550
om de gevoeligheid daarvan op een bepaalde frequentie te verhogen.
10:48
So just as a hair cell is tuned to one frequency,
198
648111
3620
Net zoals een haarcel is afgestemd op een frequentie,
10:51
the amplifier will now enhance a particular frequency in my voice.
199
651755
4661
zal de versterker nu een bepaalde frequentie in mijn stem versterken.
10:56
Notice how specific tones emerge more clearly from the background.
200
656440
5034
Let op hoe bepaalde tonen meer vanuit de achtergrond naar voren komen.
11:02
This is exactly what hair cells do.
201
662157
2660
Dit is precies wat haarcellen doen.
11:04
Each hair cell amplifies and reports one specific frequency
202
664841
4608
Elke haarcel versterkt een bepaalde frequentie en geeft die door
11:09
and ignores all the others.
203
669473
1887
en negeert alle andere.
11:11
And the whole set of hair cells, as a group, can then report to the brain
204
671384
4079
De hele set van haarcellen, als een groep, geeft dan aan de hersenen door
11:15
exactly what frequencies are present in a given sound,
205
675487
3057
welke frequenties precies in een bepaald geluid aanwezig zijn
11:18
and the brain can determine what melody is being heard
206
678568
2727
en de hersenen kunnen vaststellen welke melodie gehoord wordt
11:21
or what speech is being intended.
207
681319
2479
of welke spraak bedoeld wordt.
11:25
Now, an amplifier such as the public address system
208
685775
3361
Een versterker zoals een geluidsinstallatie
11:29
can also cause problems.
209
689160
1891
kan ook problemen veroorzaken.
11:31
If the amplification is turned up too far,
210
691075
2238
Als de versterking te hard staat,
11:33
it goes unstable and begins to howl
211
693337
2479
wordt het instabiel en begint het rond te zingen
11:35
or emit sounds.
212
695840
1306
of geluiden te maken.
11:37
And one wonders why the active process doesn't do the same thing.
213
697170
3183
Men vraagt zich af waarom het actieve proces niet hetzelfde doet.
11:40
Why don't our ears beam out sounds?
214
700377
2601
Waarom stralen onze oren geen geluiden uit?
11:43
And the answer is that they do.
215
703396
1823
Het antwoord is dat ze dat wel doen.
11:45
In a suitably quiet environment, 70 percent of normal people
216
705577
4419
In een geschikte stille omgeving komen bij 70 procent van normale mensen
11:50
will have one or more sounds coming out of their ears.
217
710020
3463
een of meer geluiden uit hun oren.
11:54
(Laughter)
218
714008
1350
(Gelach)
11:55
I'll give you an example of this.
219
715382
2014
Ik zal hier een voorbeeld van geven.
11:59
You will hear two emissions at high frequencies
220
719811
3184
Jullie horen twee geluiden van hoge frequenties
die uit een normaal menselijk oor komen.
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
Je kan misschien ook achtergrondgeluid onderscheiden,
12:07
like the microphone's hiss,
223
727740
1362
zoals het sissen van de microfoon, rommelen van een maag,
12:09
the gurgling of a stomach, the heartbeat, the rustling of clothes.
224
729126
3800
de hartslag, het ritselen van kleding.
12:14
(Hums, microphone hiss, dampened taps, clothes rustling)
225
734951
6925
(Gebrom, gesis van microfoon, gedempte tikken, ritselen van kleren)
12:29
This is typical.
226
749941
1152
Dit is normaal.
De meeste oren stralen een handvol tonen uit,
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
maar sommigen stralen er wel 30 uit.
12:35
Every ear is unique, so my right ear is different from my left,
229
755634
3282
Elk oor is uniek, dus mijn linkeroor verschilt van mijn rechteroor.
12:38
my ear is different from your ear,
230
758940
2038
Mijn oor is anders dan jouw oor.
12:41
but unless an ear is damaged,
231
761002
1448
Tenzij een oor beschadigd is,
12:42
it continues to emit the same spectrum of frequencies
232
762474
3536
blijft het hetzelfde spectrum aan frequenties uitstralen
12:46
over a period of years or even decades.
233
766034
2488
gedurende een periode van jaren of zelfs decennia.
12:49
So what's going on?
234
769031
1748
Dus wat is er aan de hand?
12:50
It turns out that the ear can control its own sensitivity,
235
770803
5092
Het blijkt dat het oor zijn eigen gevoeligheid kan controleren,
12:55
its own amplification.
236
775919
1740
zijn eigen versterking.
12:57
So if you're in a very loud environment, like a sporting event
237
777683
3280
Als je in een luidruchtige omgeving bent, zoals een sportevenement
13:00
or a musical concert,
238
780987
1689
of een muziekconcert,
13:02
you don't need any amplification,
239
782700
1772
heb je geen versterking nodig
13:04
and the system is turned down all the way.
240
784496
2190
en staat het systeem op zijn zachtst.
13:07
If you are in a room like this auditorium,
241
787177
2225
Als je in een ruimte bent zoals deze zaal,
13:09
you might have a little bit of amplification,
242
789426
2143
heb je misschien een beetje versterking,
13:11
but of course the public address system does most of the work for you.
243
791593
3616
maar natuurlijk doet de geluidsinstallatie het meeste werk voor je.
13:15
And finally, if you go into a really quiet room
244
795233
2250
En als je een heel stille ruimte ingaat,
13:17
where you can hear a pin drop,
245
797507
1455
waar je een speld kan horen vallen, staat het systeem bijna op z'n hardst.
13:18
the system is turned up almost all the way.
246
798986
2416
13:21
But if you go into an ultraquiet room such as a sound chamber,
247
801839
3488
Maar als je een ultrastille kamer binnengaat, zoals een geluidskamer,
13:25
the system turns itself up to 11,
248
805351
2407
zet het systeem zichzelf op 11,
13:27
it goes unstable
249
807782
1381
wordt het instabiel
13:29
and it begins to emit sound.
250
809187
2309
en begint het geluid uit te stralen.
13:31
And these emissions constitute a really strong demonstration
251
811520
3196
En deze geluiden vormen een zeer sterke demonstratie
13:34
of just how active the hair cell can be.
252
814740
3055
van hoe actief een haarcel kan zijn.
13:39
So in the last minute, I want to turn to another question that might come up,
253
819141
4536
In de laatste minuut wil ik een andere vraag behandelen,
13:43
which is: Where do we go from here?
254
823701
1725
namelijk: waar gaan we nu naartoe?
13:45
And I would say that there are three issues
255
825450
2042
Ik zou zeggen dat er drie kwesties zijn
13:47
that I would really like to address in the future.
256
827516
2777
die ik in de toekomst zou willen behandelen.
13:50
The first is: What is the molecular motor
257
830317
2383
De eerste is: wat is de moleculaire motor
13:52
that's responsible for the hair cell's amplification?
258
832724
3276
die verantwoordelijk is voor de versterking van de haarcel?
13:56
Somehow, nature has stumbled across a system
259
836024
3069
De natuur is op de een of andere manier op een systeem gestuit
13:59
that can oscillate or amplify at 20,000 cycles per second,
260
839117
5221
dat met 20.000 cycli per seconde kan trillen of versterken,
14:04
or even more.
261
844362
1324
of zelfs meer.
14:06
That's much faster than any other biological oscillation,
262
846078
3183
Dat is veel sneller dan elke andere biologische trilling
14:09
and we would like to understand where it comes from.
263
849285
2689
en we willen graag begrijpen waar het vandaan komt.
14:12
The second issue is how the hair cell's amplification is adjusted
264
852538
3838
De tweede kwestie is hoe de versterking van de haarcel wordt aangepast
14:16
to deal with the acoustic circumstances.
265
856400
2202
om met de akoestische omstandigheden om te gaan.
14:19
Who turns the knob to increase or decrease the amplification
266
859051
4069
Wie draait aan de knop om de versterking hoger of lager te zetten
14:23
in a quiet or in a loud environment?
267
863144
2520
in een zachte of luide omgeving?
14:26
And the third issue is one that concerns all of us,
268
866665
2684
En de derde kwestie is er een die ons allemaal aangaat,
14:29
which is what we can do about the deterioration of our hearing.
269
869373
4721
namelijk wat we kunnen doen tegen de achteruitgang van ons gehoor.
14:34
Thirty million Americans,
270
874118
1353
Dertig miljoen Amerikanen
14:35
and more than 400 million people worldwide,
271
875495
2802
en meer dan 400 miljoen mensen over de hele wereld
14:38
have significant problems on a daily basis
272
878321
2563
hebben dagelijks aanzienlijke problemen
14:40
with understanding speech in a noisy environment
273
880908
2688
met het begrijpen van spraak in een luidruchtige omgeving
14:43
or over the telephone.
274
883620
1417
of via de telefoon.
14:45
Many have even worse deficits.
275
885553
2176
Velen hebben zelfs ernstigere stoornissen.
14:47
Moreover, these deficits tend to get worse with time,
276
887753
2976
Bovendien worden deze stoornissen vaak erger met de tijd,
14:50
because when human hair cells die,
277
890753
1977
want wanneer menselijke haarcellen sterven
14:52
they're not replaced by cell division.
278
892754
2871
worden ze niet vervangen door celdeling.
14:56
But we know that nonmammalian animals can replace their cells,
279
896045
3948
Maar we weten dat niet-zoogdieren hun cellen kunnen vervangen
en dat hun cellen gedurende hun leven afsterven en worden vervangen,
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
waardoor ze een normaal gehoor houden.
15:06
Here's an example from a little zebra fish.
282
906587
2409
Dit is een voorbeeld van een kleine zebravis.
15:09
The cell at the top will undergo a division
283
909020
2625
De cel bovenin zal gesplitst worden
15:11
to produce two new hair cells.
284
911669
2560
om twee nieuwe haarcellen te maken.
15:14
They dance for a little bit,
285
914253
2182
Ze dansen eventjes
15:16
and then settle down and go to work.
286
916459
2130
en komen dan tot rust en gaan aan de slag.
We geloven dat als we de moleculaire signalen kunnen ontcijferen
15:19
So we believe that if we can decode the molecular signals that are used
287
919126
3549
die door deze andere dieren gebruikt worden om haarcellen te regeneren,
15:22
by these other animals to regenerate their hair cells,
288
922699
3475
15:26
we'll be able to do the same thing for humans.
289
926198
2491
we hetzelfde bij mensen kunnen doen.
15:29
And our group and many other groups are now engaged in research
290
929048
3489
En onze groep en vele andere groepen zijn bezig met onderzoek
15:32
trying to resurrect these amazing hair cells.
291
932561
2659
om deze geweldige haarcellen proberen te doen herrijzen.
15:35
Thank you for your attention.
292
935998
1484
Dank je voor je aandacht.
15:37
(Applause)
293
937506
3113
(Applaus)
Over deze website

Deze site laat u kennismaken met YouTube-video's die nuttig zijn om Engels te leren. U ziet Engelse lessen gegeven door topdocenten uit de hele wereld. Dubbelklik op de Engelse ondertitels op elke videopagina om de video af te spelen. De ondertitels scrollen synchroon met het afspelen van de video. Heeft u opmerkingen of verzoeken, neem dan contact met ons op via dit contactformulier.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7