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

106,315 views ・ 2020-04-15

TED


Vui lòng nhấp đúp vào phụ đề tiếng Anh bên dưới để phát video.

00:00
Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez
0
0
7000
Translator: Quế Anh Nguyễn Reviewer: Thuw Nguyen
00:15
Can you hear me OK?
1
15219
1160
Bạn nghe tôi rõ không?
00:16
Audience: Yes.
2
16403
1166
Khán giả: Có.
00:17
Jim Hudspeth: OK. Well, if you can, it's really amazing,
3
17935
2659
Jim Hudspeth: Vâng, nếu nghe rõ, nó thực sự rất tuyệt,
00:20
because my voice is changing the air pressure where you sit
4
20618
4150
bởi vì giọng tôi đang thay đổi áp lực không khí nơi bạn ngồi
00:24
by just a few billionths of the atmospheric level,
5
24792
3281
chỉ bằng vài phần tỉ áp suất khí quyển,
song chúng ta cho là hiển nhiên
00:28
yet we take it for granted
6
28097
1535
00:29
that your ears can capture that infinitesimal signal
7
29656
3375
rằng tai có thể thu nhận được cái tín hiệu nhỏ bé tẹo đó
00:33
and use it to signal to the brain the full range of auditory experiences:
8
33055
4500
và dùng nó để thông báo cho não tất tần tật những trải nghiệm âm thanh:
00:37
the human voice, music, the natural world.
9
37579
3870
giọng nói con người, âm nhạc, thế giới tự nhiên.
00:42
How does your ear do that?
10
42349
1656
Vậy tai hoạt động như thế nào?
00:44
And the answer to that is:
11
44029
1758
Và câu trả lời là:
00:45
through the cells that are the real hero of this presentation --
12
45811
3501
nhờ vào những tế bào - những anh hùng thực sự của bài diễn thuyết này -
00:49
the ear's sensory receptors,
13
49336
2197
cơ quan thụ cảm của tai,
00:51
which are called "hair cells."
14
51557
2085
được gọi là "tế bào lông".
00:53
Now, these hair cells are unfortunately named,
15
53987
3665
Những tế bào lông này không may được đặt tên như vậy,
00:57
because they have nothing at all to do with the kind of hair
16
57676
2849
dù nó không có liên quan gì tới cái dạng lông
01:00
of which I have less and less.
17
60549
1677
mà tôi đang mất dần dần.
01:02
These cells were originally named that by early microscopists,
18
62250
4947
Những tế bào này ban đầu được đặt tên như vậy bởi các nhà hiển vi học đầu tiên,
01:07
who noticed that emanating from one end of the cell
19
67221
3400
người đã quan sát được rằng thứ nhô ra ở một đầu tế bào
01:10
was a little cluster of bristles.
20
70645
2215
là một nhúm nhỏ những lông cứng.
01:13
With modern electron microscopy, we can see much better
21
73227
3447
Với kĩ thuật hiển vi điện tử hiện đại, chúng ta giờ có thể thấy rõ hơn
01:16
the nature of the special feature that gives the hair cell its name.
22
76698
3814
bản chất của đặc trưng đã làm nên cái tên của tế bào lông.
01:20
That's the hair bundle.
23
80536
1624
Đó là một bó lông.
01:22
It's this cluster of 20 to several hundred fine cylindrical rods
24
82184
6344
Nó chính là nhúm lông kể trên với từ 20 đến vài trăm que hình trụ đều
01:28
that stand upright at the top end of the cell.
25
88552
2883
dựng thẳng đứng ở mút đỉnh tế bào.
01:31
And this apparatus is what is responsible for your hearing me right this instant.
26
91874
5678
Và cơ quan này chịu trách nhiệm cho việc bạn đang nghe tôi ngay lúc này.
01:38
Now, I must say that I am somewhat in love with these cells.
27
98283
3103
Bây giờ, tôi phải nói là tôi khá yêu mấy tế bào này.
01:41
I've spent 45 years in their company --
28
101410
2992
Tôi đã dành 45 năm ở bên tụi nó --
01:44
(Laughter)
29
104426
1018
(Cười)
01:45
and part of the reason is that they're really beautiful.
30
105468
2625
và một phần lí do là chúng thật sự rất đẹp.
01:48
There's an aesthetic component to it.
31
108117
1934
Có một phần về thẩm mỹ trong đó.
01:50
Here, for example, are the cells
32
110075
2089
Ví dụ, đây là những tế bào
01:52
with which an ordinary chicken conducts its hearing.
33
112188
3229
mà một con gà bình thường thực hiện quá trình nghe của chúng.
01:55
These are the cells that a bat uses for its sonar.
34
115441
3169
Đây là những tế bào mà con dơi dùng cho hệ thống ra-đa của chúng.
01:59
We use these large hair cells from a frog for many of our experiments.
35
119142
4455
Ta sử dụng những tế bào lông cỡ lớn này từ ếch cho rất nhiều thí nghiệm.
02:03
Hair cells are found all the way down to the most primitive of fishes,
36
123621
4095
Tế bào lông thậm chí còn được tìm thấy ở những loài cá nguyên thuỷ nhất,
02:07
and those of reptiles often have this really beautiful,
37
127740
3404
và ở những loài bò sát còn thường có cấu tạo siêu đẹp
02:11
almost crystalline, order.
38
131168
1868
và trông giống pha lê, như thế này.
Nhưng trên cả vẻ đẹp như vậy,
02:13
But above and beyond its beauty,
39
133468
1941
02:15
the hair bundle is an antenna.
40
135433
2738
bó lông này là một cơ quan thụ cảm.
02:18
It's a machine for converting sound vibrations into electrical responses
41
138195
5719
Nó là một cỗ máy chuyển đổi những âm rung thành những tín hiệu điện
02:23
that the brain can then interpret.
42
143938
1824
để từ đó não có thể giải mã được.
02:26
At the top of each hair bundle, as you can see in this image,
43
146707
3316
Ở trên đỉnh mỗi bó lông như vậy, như bạn thấy trên hình này,
02:30
there's a fine filament connecting each of the little hairs,
44
150047
3414
có một cọng siêu mảnh liên kết mỗi sợi lông nhỏ xíu đó,
02:33
the stereocilia.
45
153485
1676
những sợi lông nối.
02:35
It's here marked with a little red triangle.
46
155185
2831
Nó ở ngay chỗ tam giác màu đỏ nhỏ xíu.
02:38
And this filament has at its base a couple of ion channels,
47
158040
3759
Và cái cọng này ở gốc có một vài kênh ion,
02:41
which are proteins that span the membrane.
48
161823
2688
bản chất là protein, trải trên lớp màng tế bào.
02:44
And here's how it works.
49
164535
1359
Và đây là cách nó hoạt động.
02:47
This rat trap represents an ion channel.
50
167053
3347
Cái bẫy chuột này tượng trưng cho một kênh ion.
02:50
It has a pore that passes potassium ions and calcium ions.
51
170424
3986
Nó có một lỗ hổng cho phép ion kali và ion canxi đi qua.
02:54
It has a little molecular gate that can be open, or it can be closed.
52
174434
4413
Nó có một cổng phân tử nhỏ có thể hoặc mở, hoặc đóng.
02:58
And its status is set by this elastic band which represents that protein filament.
53
178871
5529
Và trạng thái của nó được định bởi sợi dây đàn hồi này đại diện cho cọng protein đó.
03:05
Now, imagine that this arm represents one stereocilium
54
185242
3875
Bây giờ, tưởng tượng cánh tay này tượng trưng cho một sợi lông nối
03:09
and this arm represents the adjacent, shorter one
55
189141
3082
còn tay này tượng trưng cho sợi khác ngắn hơn, nằm liền kề nó
03:12
with the elastic band between them.
56
192247
2299
với một sợi dây đàn hồi giữa chúng.
03:14
When sound energy impinges upon the hair bundle,
57
194570
3086
Khi âm năng tác động lên bó lông,
03:17
it pushes it in the direction towards its taller edge.
58
197680
3159
nó sẽ đẩy bó lông theo chiều về phía bên rìa cao hơn.
03:20
The sliding of the stereocilia puts tension in the link
59
200863
2798
Những sợi lông nối cứ lướt làm căng liên kết giữa chúng
03:23
until the channels open and ions rush into the cell.
60
203685
3067
cho đến khi những kênh ion mở ra cho phép các ion rúc vào tế bào.
03:27
When the hair bundle is pushed in the opposite direction,
61
207255
2707
Khi bó lông bị đẩy theo chiều ngược lại,
03:29
the channels close.
62
209986
1410
những kênh này sẽ đóng.
03:31
And, most importantly,
63
211420
1427
Và, quan trọng nhất là,
03:32
a back-and-forth motion of the hair bundle,
64
212871
2297
chuyển động tới lui của bó lông,
03:35
as ensues during the application of acoustic waves,
65
215192
4593
là hệ quả của quá trình sóng âm chạm vào nó,
03:39
alternately opens and closes the channel,
66
219809
2521
thay phiên đóng mở kênh,
03:42
and each opening admits millions and millions of ions into the cell.
67
222354
4193
và mỗi lần mở lại cho phép hàng triệu ion vào tế bào.
03:47
Those ions constitute an electrical current
68
227128
2496
Những ion này tạo ra một dòng điện
03:49
that excites the cell.
69
229648
1481
kích thích tế bào này.
03:51
The excitation is passed to a nerve fiber,
70
231453
2428
Kích thích này được truyền qua sợi thần kinh,
03:53
and then propagates into the brain.
71
233905
2195
sau đó lan tới não bộ.
03:57
Notice that the intensity of the sound
72
237084
2008
Lưu ý là cường độ của âm thanh
03:59
is represented by the magnitude of this response.
73
239116
2721
được thể hiện bởi mức độ của phản ứng này.
04:01
A louder sound pushes the hair bundle farther,
74
241861
2883
Âm thanh to hơn đẩy bó lông ra xa hơn,
04:04
opens the channel longer,
75
244768
1483
mở rộng kênh ion hơn,
04:06
lets more ions in
76
246275
1505
để nhiều ion vào hơn
04:07
and gives rise to a bigger response.
77
247804
2576
và làm cho phản ứng trở nên mạnh mẽ hơn.
04:12
Now, this mode of operation has the advantage of great speed.
78
252944
3767
Vậy thì, cái kiểu hoạt động như vậy sẽ được lợi với tốc độ cao.
04:16
Some of our senses, such as vision,
79
256735
2494
Một vài giác quan của chúng ta, thị giác chẳng hạn,
04:19
use chemical reactions that take time.
80
259253
2765
cần tới phản ứng hoá học vốn sẽ tốn thời gian.
04:22
And as a consequence of that,
81
262042
1410
Và như một hệ quả,
04:23
if I show you a series of pictures at intervals of 20 or 30 per second,
82
263476
4330
nếu tôi cho bạn xem một chuỗi hình ảnh khoảng 20 hoặc 30 tấm một giây,
04:27
you get the sense of a continuous image.
83
267830
2387
bạn sẽ có cảm giác một cái hình đang chuyển động.
04:30
Because it doesn't use reactions,
84
270714
2070
Bởi vì không dùng phản ứng,
04:32
the hair cell is fully 1,000 times faster than our other senses.
85
272808
4363
tế bào lông sẽ nhanh hơn hẳn 1000 lần so với các giác quan khác.
04:37
We can hear sounds at frequencies as great as 20,000 cycles per second,
86
277195
4899
Chúng ta có thể nghe được âm thanh ở những tần số tận 20,000 lần một giây,
04:42
and some animals have ever faster ears.
87
282118
2561
và một vài loài vật còn có thể bắt âm nhanh hơn cả.
04:44
The ears of bats and whales, for example, can respond to their sonar pulses
88
284703
4802
Ví dụ, tai của dơi và cá voi có thể phản ứng với xung ra-đa của nó
04:49
at 150,000 cycles a second.
89
289529
3352
ở tần số 150,000 lần mỗi giây.
04:53
But this speed doesn't entirely explain why the ear performs so well.
90
293905
5583
Nhưng tốc độ này chưa giải thích hết được việc đôi tai có thể hoạt động tốt như vậy.
04:59
And it turns out that our hearing benefits from an amplifier,
91
299512
4300
Và hoá ra là việc chúng ta nghe được là nhờ vào một bộ khuếch đại,
05:03
something called the "active process."
92
303836
2263
được gọi là "quá trình hoạt hoá".
05:07
The active process enhances our hearing
93
307004
2929
Quá trình hoạt hoá tăng cường khả năng nghe của chúng ta
05:09
and makes possible all the remarkable features that I've already mentioned.
94
309957
4037
và cho phép mọi thứ tôi vừa đề cập được thực hiện.
05:15
Let me tell you how it works.
95
315034
1679
Để tôi nói về cách nó hoạt động.
05:17
First of all, the active process amplifies sound,
96
317658
3584
Đầu tiên, quá trình hoạt hoá khuếch đại âm thanh,
05:21
so you can hear, at threshold, sounds that move the hair bundle
97
321266
5039
bạn có thể ngay lập tức nghe thấy âm thanh làm cho bó lông di chuyển
05:26
by a distance of only about three-tenths of a nanometer.
98
326329
2694
từ một khoảng cách chỉ khoảng ba phần mười nanômét.
05:29
That's the diameter of one water molecule.
99
329047
2529
Đó là đường kính một phân tử nước.
05:31
It's really astonishing.
100
331600
1380
Nó thật sự rất vi diệu.
05:33
The system can also operate
101
333883
4183
Hệ thống này còn có thể hoạt động
05:38
over an enormously wide dynamic range.
102
338090
3020
được với một dải mức cường độ âm siêu rộng.
05:41
Why do we need this amplification?
103
341927
1934
Tại sao chúng ta cần sự khuếch đại này?
05:43
The amplification, in ancient times, was useful
104
343885
3114
Sự khuếch đại này, từ xa xưa, có ích
bởi vì nó cho phép ta nghe thấy hổ trước khi nó có thể nghe thấy ta.
05:47
because it was valuable for us to hear the tiger before the tiger could hear us.
105
347023
4906
05:51
And these days, it's essential as a distant early warning system.
106
351953
4992
Và ngày nay, nó đóng vai trò quan trọng như một hệ thống cảnh báo từ xa.
05:56
It's valuable to be able to hear fire alarms
107
356969
2863
Nó rất cần thiết trong việc giúp bạn nghe thấy chuông báo cháy
05:59
or contemporary dangerous such as speeding fire engines or police cars or the like.
108
359856
5916
hoặc những nguy hiểm đột ngột như tiếng xe cứu hỏa hay xe cảnh sát hay đại loại.
06:06
When the amplification fails, our hearing's sensitivity plummets,
109
366542
5364
Khi quá trình khuếch đại hoạt động kém, khả năng nhạy âm của ta sụt hẳn,
06:11
and an individual may then need an electronic hearing aid
110
371930
4291
và người ta sẽ cần đến máy trợ thính điện tử
06:16
to supplant the damaged biological one.
111
376245
2713
để thay thế cơ quan sinh học đã bị hỏng.
06:19
This active process also enhances our frequency selectivity.
112
379559
4062
Quá trình hoạt hoá này cũng tăng cường tính chọn lọc tần số.
06:24
Even an untrained individual can distinguish two tones
113
384022
3249
Ngay cả một người chưa qua đào tạo cũng có thể phân biệt hai tông âm
06:27
that differ by only two-tenths of a percent,
114
387295
2793
với sai khác chỉ hai phần mười phần trăm,
06:30
which is one-thirtieth of the difference between two piano notes,
115
390112
4293
tức là bằng một phần ba mươi sai khác giữa hai nốt trên đàn piano,
06:34
and a trained musician can do even better.
116
394429
2338
và một nhạc sĩ qua đào tạo còn có thể làm tốt hơn.
06:37
This fine discrimination is useful
117
397270
2312
Khả năng phân biệt tinh vi này hữu ích
06:39
in our ability to distinguish different voices
118
399606
2530
trong việc giúp ta phân biệt hai giọng nói khác nhau
06:42
and to understand the nuances of speech.
119
402160
2615
và để nhận ra những sắc thái của lời nói.
06:44
And, again, if the active process deteriorates,
120
404799
2883
Và một lần nữa, nếu quá trình hoạt hoá suy sút,
06:47
it becomes harder to carry out verbal communication.
121
407706
2860
việc giao tiếp bằng lời nói sẽ trở nên khó khăn hơn.
06:51
Finally, the active process is valuable in setting the very broad range
122
411423
4377
Sau cùng, quá trình hoạt hoá rất cần thiết trong việc thiết lập một quãng rộng
06:55
of sound intensities that our ears can tolerate,
123
415824
3426
cường độ âm thanh trong ngưỡng chịu đựng của tai,
06:59
from the very faintest sound that you can hear, such as a dropped pen,
124
419274
3799
từ âm thanh mỏng nhất bạn có thể nghe được, như tiếng cây bút rớt,
07:03
to the loudest sound that you can stand --
125
423097
2215
đến âm thanh lớn nhất bạn có thể chịu được --
07:05
say, a jackhammer or a jet plane.
126
425336
2367
như, cái búa khoan hay máy bay phản lực.
07:07
The amplitude of sounds spans a range of one millionfold,
127
427727
5083
Biên độ của âm trải dài trong một khoảng gấp một triệu lần
07:12
which is more than is encompassed by any other sense
128
432834
2669
nhiều hơn cả của những giác quan kia
07:15
or by any man-made device of which I'm aware.
129
435527
2800
hay của bất kì thiết bị nhân tạo nào mà tôi biết gộp lại.
07:18
And again, if this system deteriorates,
130
438831
2554
Và cũng vậy, nếu hệ thống này bị hỏng,
07:21
an affected individual may have a hard time
131
441409
2742
người bị bệnh sẽ gặp khó khăn
07:24
hearing the very faintest sounds
132
444175
1848
trong việc nghe được âm thanh nhỏ nhất
07:26
or tolerating the very loudest ones.
133
446047
3179
hay chịu được âm thanh ồn nhất.
07:30
Now, to understand how the hair cell does its thing,
134
450122
2691
Bây giờ, để hiểu được cách tế bào lông vận hành,
07:32
one has to situate it within its environment within the ear.
135
452837
3478
phải đặt nó vào môi trường của nó trong tai.
07:36
We learn in school that the organ of hearing
136
456792
2352
Chúng ta được học trong trường rằng cơ quan nghe
07:39
is the coiled, snail-shaped cochlea.
137
459168
2752
là ốc tai có dạng cuộn tròn, hình con ốc.
07:41
It's an organ about the size of a chickpea.
138
461944
2327
Đó là một cơ quan có kích cỡ một hạt đậu.
07:44
It's embedded in the bone on either side of the skull.
139
464295
3284
Nó nằm trong xương ở hai bên đầu xương sọ.
07:48
We also learn that an optical prism
140
468211
2826
Chúng ta cũng được học là lăng kính quang học
07:51
can separate white light into its constituent frequencies,
141
471061
4121
có thể tán sắc ánh sáng trắng thành những tần số cấu thành nó,
07:55
which we see as distinct colors.
142
475206
2438
mà như chúng ta thấy là những màu sắc khác nhau.
07:58
In an analogous way,
143
478129
1671
Tương tự,
07:59
the cochlea acts as sort of an acoustic prism
144
479824
3441
ốc tai hoạt động như một lăng âm học
08:03
that splits apart complex sounds into their component frequencies.
145
483289
4377
chia nhỏ âm thanh phức tạp thành những tần số cấu thành.
08:08
So when a piano is sounded,
146
488139
2074
Vậy nên khi đàn piano tạo ra âm thanh,
08:10
different notes blend together into a chord.
147
490237
3236
những nốt nhạc trộn vào nhau tạo thành giao hưởng.
08:13
The cochlea undoes that process.
148
493497
1850
Ốc tai hoàn tác quá trình đó.
08:15
It separates them and represents each at a different position.
149
495371
3568
Nó tách âm và đặt mỗi tông ở một vị trí khác nhau.
08:19
In this picture, you can see where three notes --
150
499282
2322
Trong bức hình này, bạn sẽ thấy nơi mà ba nốt --
08:21
middle C and the two extreme notes on a piano --
151
501628
2815
C trung và hai nốt cao và thấp nhất trên phím đàn --
08:24
are represented in the cochlea.
152
504467
1746
được đặt trong ốc tai.
08:26
The lowest frequencies go all the way up to the top of the cochlea.
153
506610
3840
Những tần số nhỏ nhất đều nằm ở đỉnh ốc tai.
08:30
The highest frequencies, down to 20,000 Hz,
154
510474
2831
Những tần số cao nhất, tới mức 20,000 Hz,
08:33
go all the way to the bottom of the cochlea,
155
513329
2539
đều nằm ở đáy ốc tai,
08:35
and every other frequency is represented somewhere in between.
156
515892
3834
và những tần số còn lại thì được đặt đâu đó ở giữa.
08:40
And, as this diagram shows,
157
520171
1806
Và, như trên biểu đồ,
những tông liền nhau nằm cách nhau vài chục tế bào lông
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
dọc trên bề mặt ốc tai.
08:49
Now, this separation of frequencies
160
529442
1877
Sự tách tần số
08:51
is really key in our ability to identify different sounds,
161
531343
3796
là mấu chốt cho khả năng nhận diện được những âm thanh khác nhau của chúng ta,
08:55
because very musical instrument,
162
535163
1611
bởi vì mỗi nhạc cụ,
08:56
every voice,
163
536798
1217
mỗi giọng nói,
08:58
emits a distinct constellation of tones.
164
538039
3074
đều phát ra những cụm tông rất riêng biệt.
09:01
The cochlea separates those frequencies,
165
541523
2702
Ốc tai phân tách tần số,
09:04
and the 16,000 hair cells then report to the brain
166
544249
3782
và 16,000 tế bào lông sẽ thông báo cho não
09:08
how much of each frequency is present.
167
548055
1810
mỗi tần số đang hiện diện có giá trị bao nhiêu.
09:10
The brain can then compare all the nerve signals
168
550213
3007
Não bộ từ đó có thể đối chiếu tất cả những tín hiệu thần kinh
09:13
and decide what particular tone is being heard.
169
553244
3173
và quyết định là tông nào đã được nghe.
09:17
But this doesn't explain everything that I want to explain.
170
557623
4189
Nhưng như vậy vẫn chưa giải thích hết điều tôi muốn giải thích.
09:21
Where's the magic?
171
561836
1153
Phép màu ở đâu?
09:23
I told you already about the great things that the hair cell can do.
172
563013
3894
Tôi đã kể bạn những điều tuyệt vời mà tế bào lông có thể làm.
09:27
How does it carry out the active process
173
567463
2407
Làm cách nào nó vận hành quá trình hoạt hoá
09:29
and do all the remarkable features that I mentioned at the outset?
174
569894
3669
và thực hiện tất tần tật những thứ đáng kể mà tôi nhắc tới từ đầu tới giờ?
09:33
The answer is instability.
175
573587
1999
Câu trả lời là nhờ sự biến đổi đột ngột.
09:36
We used to think that the hair bundle was a passive object,
176
576046
3134
Chúng ta từng cho rằng bó lông thụ động,
09:39
it just sat there, except when it was stimulated.
177
579204
3281
nó chỉ nằm đó, trừ khi có kích thích tác động lên.
09:42
But in fact, it's an active machine.
178
582509
2220
Nhưng thật sự là nó là một cỗ máy hoạt động tích cực.
09:44
It's constantly using internal energy to do mechanical work
179
584753
3741
Nó liên tục sử dụng năng lượng bên trong để làm việc cơ học
09:48
and enhance our hearing.
180
588518
1739
và khuếch đại khả năng nghe.
09:50
So even at rest, in the absence of any input,
181
590281
3331
Vậy nên dù đang nghỉ, không tiếp nhận bất cứ cái gì,
09:53
an active hair bundle is constantly trembling.
182
593636
2237
bó lông vẫn rung rinh không ngừng.
09:55
It's constantly twitching back and forth.
183
595897
2224
Nó liên tục dịch chuyển tới lui.
09:58
But when even a weak sound is applied to it,
184
598145
2419
Nhưng khi chỉ một âm thanh mỏng chạm vào nó,
10:00
it latches on to that sound and begins to move very neatly
185
600588
3137
nó sẽ bám lấy âm thanh đó và di chuyển nhịp nhàng
10:03
in a one-to-one way with it,
186
603749
1593
theo kiểu một kèm một với nó,
10:05
and by so doing, it amplifies the signal about a thousand times.
187
605366
4455
và nhờ vậy, nó khuếch đại tín hiệu tới 1.000 lần.
10:10
This same instability also enhances our frequency selectivity,
188
610984
4756
Sự biến đổi đột ngột này còn gia tăng khả năng chọn lọc tần số,
10:15
for a given hair cell tends to oscillate best
189
615764
2717
như tế bào lông sẽ dao động đều nhất
10:18
at the frequency at which it normally trembles
190
618505
2850
ở tần số mà nó sẽ rung rinh một cách bình thường
10:21
when it's not being stimulated.
191
621379
1885
khi không có gì kích thích lên nó.
10:25
So, this apparatus not only gives us our remarkably acute hearing,
192
625216
5382
Cho nên, công cụ này không chỉ giúp chúng ta nghe rất nhạy
10:30
but also gives us the very sharp tuning.
193
630622
2787
mà còn cho chúng ta khả năng dò bắt tần số rất bén.
10:37
I want to offer you a short demonstration
194
637139
2550
Tôi muốn cho bạn một ví dụ nhỏ
10:39
of something related to this.
195
639713
1719
về thứ gì đó tương tự vậy.
10:41
I'll ask the people who are running the sound system
196
641456
3057
Tôi sẽ nhờ người đang chạy hệ thống âm thanh
10:44
to turn up its sensitivity at one specific frequency.
197
644537
3550
chỉnh độ nhạy của hệ thống đến một tần số nào đó.
10:48
So just as a hair cell is tuned to one frequency,
198
648111
3620
Giống như tế bào lông được tinh chỉnh đến một tần số,
10:51
the amplifier will now enhance a particular frequency in my voice.
199
651755
4661
máy khuếch đại giờ sẽ làm nổi bật một tần số nào đó trong giọng của tôi.
10:56
Notice how specific tones emerge more clearly from the background.
200
656440
5034
Để ý những tông riêng biệt đang dần hiện ra trên nền âm ra sao,
11:02
This is exactly what hair cells do.
201
662157
2660
đó chính xác là cách tế bào lông vận hành.
11:04
Each hair cell amplifies and reports one specific frequency
202
664841
4608
Mỗi tế bào lông khuếch đại và ghi nhận một tần số riêng biệt
11:09
and ignores all the others.
203
669473
1887
và bỏ qua tất cả tần số còn lại.
11:11
And the whole set of hair cells, as a group, can then report to the brain
204
671384
4079
Và sau đó một nhóm gồm tập hợp các tế bào lông, có thể báo cáo lại cho não
11:15
exactly what frequencies are present in a given sound,
205
675487
3057
chính xác những tần số nào có mặt trong âm thanh vừa nghe,
11:18
and the brain can determine what melody is being heard
206
678568
2727
và bộ não có thể xác định được giai điệu nào đang được nghe
11:21
or what speech is being intended.
207
681319
2479
hay lời nói mang dụng ý gì.
11:25
Now, an amplifier such as the public address system
208
685775
3361
Một máy khuếch đại, chẳng hạn như hệ thống phát thanh
11:29
can also cause problems.
209
689160
1891
cũng có thể gây ra vài rắc rối.
11:31
If the amplification is turned up too far,
210
691075
2238
Nếu bộ khuếch đại bị chỉnh đi xa quá,
11:33
it goes unstable and begins to howl
211
693337
2479
nó sẽ bắt đầu không ổn định và bắt đầu rít
11:35
or emit sounds.
212
695840
1306
hoặc phát ra âm thanh.
11:37
And one wonders why the active process doesn't do the same thing.
213
697170
3183
Một người sẽ tự hỏi tại sao quá trình hoạt hoá lại không bị vậy.
11:40
Why don't our ears beam out sounds?
214
700377
2601
Tại sao tai ta lại không phát ra âm thanh?
11:43
And the answer is that they do.
215
703396
1823
Và câu trả lời là có đó.
11:45
In a suitably quiet environment, 70 percent of normal people
216
705577
4419
Trong một không gian yên tĩnh vừa đủ, 70% người bình thường
11:50
will have one or more sounds coming out of their ears.
217
710020
3463
sẽ có một hay vài âm toát ra từ lỗ tai của họ.
11:54
(Laughter)
218
714008
1350
(Cười)
11:55
I'll give you an example of this.
219
715382
2014
Tôi sẽ cho bạn một ví dụ.
11:59
You will hear two emissions at high frequencies
220
719811
3184
Bạn sẽ nghe hai luồng âm cao tần
12:03
coming from a normal human ear.
221
723019
1774
từ tai một người bình thường.
12:04
You may also be able to discern background noise,
222
724817
2899
Có thể bạn sẽ nghe thấy một vài tiếng ồn xung quanh,
12:07
like the microphone's hiss,
223
727740
1362
như tiếng hú của micrô,
12:09
the gurgling of a stomach, the heartbeat, the rustling of clothes.
224
729126
3800
tiếng òng ọc của bụng, tiếng tim đập, tiếng sột soạt của quần áo.
12:14
(Hums, microphone hiss, dampened taps, clothes rustling)
225
734951
6925
(Tiếng o o, micrô hú, tiếng gõ tắt dần, quần áo sột soạt)
12:29
This is typical.
226
749941
1152
Điều này là bình thường.
12:31
Most ears emit just a handful of tones,
227
751117
1912
Đa phần tai chỉ phát ra vài tông,
12:33
but some can emit as many as 30.
228
753053
2192
nhưng có vài người có thể phát ra tới 30 tông.
12:35
Every ear is unique, so my right ear is different from my left,
229
755634
3282
Mỗi cái tai đều khác biệt, nên tai phải tôi sẽ khác với tai trái,
12:38
my ear is different from your ear,
230
758940
2038
tai tôi sẽ khác với tai bạn,
12:41
but unless an ear is damaged,
231
761002
1448
nhưng trừ khi bị tổn thương,
12:42
it continues to emit the same spectrum of frequencies
232
762474
3536
nó sẽ liên tục phát ra y chang âm phổ những tần số như vậy
12:46
over a period of years or even decades.
233
766034
2488
qua hàng năm hay thậm chí hàng thế kỉ.
12:49
So what's going on?
234
769031
1748
Vậy chuyện gì đang xảy ra?
12:50
It turns out that the ear can control its own sensitivity,
235
770803
5092
Hoá ra là tai của bạn có thể điều khiển được độ nhạy của nó,
12:55
its own amplification.
236
775919
1740
độ khuếch đại của nó.
12:57
So if you're in a very loud environment, like a sporting event
237
777683
3280
Nên nếu bạn đang ở một không gian rất ồn, như sự kiện thể thao
13:00
or a musical concert,
238
780987
1689
hay buổi hoà nhạc,
13:02
you don't need any amplification,
239
782700
1772
bạn không cần sự khuếch đại nào cả,
13:04
and the system is turned down all the way.
240
784496
2190
và toàn bộ hệ thống đó sẽ nghỉ.
13:07
If you are in a room like this auditorium,
241
787177
2225
Nếu bạn ở trong căn phòng dạng như thính phòng,
13:09
you might have a little bit of amplification,
242
789426
2143
có thể bạn sẽ cần một ít sự khuếch đại,
13:11
but of course the public address system does most of the work for you.
243
791593
3616
nhưng đương nhiên là hệ thống âm thanh đã thực hiện hầu hết phần việc cho bạn.
13:15
And finally, if you go into a really quiet room
244
795233
2250
Cuối cùng, nếu bạn bước vô một căn phòng yên ắng
13:17
where you can hear a pin drop,
245
797507
1455
đến nỗi nghe được tiếng đinh rớt,
13:18
the system is turned up almost all the way.
246
798986
2416
toàn bộ hệ thống đó sẽ bật lên.
13:21
But if you go into an ultraquiet room such as a sound chamber,
247
801839
3488
Nhưng nếu bạn vô một căn phòng cực tĩnh, chẳng hạn như phòng cách âm,
13:25
the system turns itself up to 11,
248
805351
2407
hệ thống này sẽ khuếch đại lên tới 11 lần,
13:27
it goes unstable
249
807782
1381
tai bạn sẽ không ổn định
13:29
and it begins to emit sound.
250
809187
2309
và bắt đầu phát ra âm thanh.
13:31
And these emissions constitute a really strong demonstration
251
811520
3196
Việc tai phát ra âm thanh là minh chứng rõ ràng
13:34
of just how active the hair cell can be.
252
814740
3055
cho việc tế bào lông linh hoạt tới cỡ nào.
13:39
So in the last minute, I want to turn to another question that might come up,
253
819141
4536
Cuối cùng, tôi muốn chuyển qua một câu hỏi có thể sẽ nảy sinh,
13:43
which is: Where do we go from here?
254
823701
1725
đó là: Chúng ta làm được gì từ đây?
13:45
And I would say that there are three issues
255
825450
2042
Và tôi muốn nói là có ba vấn đề
13:47
that I would really like to address in the future.
256
827516
2777
mà tôi rất muốn giải quyết được trong tương lai.
13:50
The first is: What is the molecular motor
257
830317
2383
Một là: cơ chế phân tử nào
13:52
that's responsible for the hair cell's amplification?
258
832724
3276
chịu trách nhiệm cho khả năng khuếch đại của tế bào lông?
13:56
Somehow, nature has stumbled across a system
259
836024
3069
Bằng cách nào đó, tạo hoá đã vô tình chộp được một hệ thống
13:59
that can oscillate or amplify at 20,000 cycles per second,
260
839117
5221
có khả năng dao động hay khuếch đại 20.000 lần một giây
14:04
or even more.
261
844362
1324
hoặc thậm chí hơn.
14:06
That's much faster than any other biological oscillation,
262
846078
3183
Nó nhanh hơn bất cứ dao động sinh học nào khác,
14:09
and we would like to understand where it comes from.
263
849285
2689
và chúng ta muốn hiểu hơn về nguồn gốc của nó.
14:12
The second issue is how the hair cell's amplification is adjusted
264
852538
3838
Vấn đề thứ hai là làm cách nào tế bào lông điều chỉnh được khả năng khuếch đại
14:16
to deal with the acoustic circumstances.
265
856400
2202
để đáp ứng với điều kiện âm thanh bên ngoài.
14:19
Who turns the knob to increase or decrease the amplification
266
859051
4069
Ai là người xoay núm vặn điều chỉnh tăng giảm khuếch đại
14:23
in a quiet or in a loud environment?
267
863144
2520
trong môi trường yên tĩnh hay ồn ào?
14:26
And the third issue is one that concerns all of us,
268
866665
2684
Và thứ ba là vấn đề tất cả chúng ta đều quan ngại,
14:29
which is what we can do about the deterioration of our hearing.
269
869373
4721
đó là chúng ta có thể làm gì trước việc suy giảm chức năng nghe của mình.
14:34
Thirty million Americans,
270
874118
1353
Ba mươi triệu người Mỹ,
14:35
and more than 400 million people worldwide,
271
875495
2802
cùng hơn 400 triệu người trên thế giới
14:38
have significant problems on a daily basis
272
878321
2563
gặp những vấn đề đáng kể trong sinh hoạt hằng ngày
14:40
with understanding speech in a noisy environment
273
880908
2688
trong việc nhận biết lời nói trong môi trường nhiều tiếng ồn
14:43
or over the telephone.
274
883620
1417
hoặc qua điện thoại.
14:45
Many have even worse deficits.
275
885553
2176
Nhiều người còn bị tệ hơn vậy.
14:47
Moreover, these deficits tend to get worse with time,
276
887753
2976
Hơn nữa, sự suy giảm này chỉ càng tệ hơn theo thời gian,
14:50
because when human hair cells die,
277
890753
1977
bởi vì một khi tế bào lông ở người chết đi,
14:52
they're not replaced by cell division.
278
892754
2871
chúng sẽ không được thay thế từ việc phân chia tế bào.
14:56
But we know that nonmammalian animals can replace their cells,
279
896045
3948
Nhưng ta biết rằng động vật không thuộc lớp Thú thay thế được tế bào này,
15:00
and those creatures' cells are dying and being replaced throughout life,
280
900017
3406
và tế bào của những loài vật này sẽ chết đi và được thay thế suốt đời,
15:03
so the animals maintain normal hearing.
281
903447
2375
nên chúng sẽ luôn duy trì khả năng nghe tốt.
15:06
Here's an example from a little zebra fish.
282
906587
2409
Đây là ví dụ từ cá ngựa vằn.
15:09
The cell at the top will undergo a division
283
909020
2625
Tế bào ở trên đỉnh sẽ trải qua quá trình phân chia
15:11
to produce two new hair cells.
284
911669
2560
và sinh ra hai tế bào lông mới.
15:14
They dance for a little bit,
285
914253
2182
Chúng chỉ nhộn lên một chút,
15:16
and then settle down and go to work.
286
916459
2130
sau đó sẽ ổn định và bắt đầu làm việc.
15:19
So we believe that if we can decode the molecular signals that are used
287
919126
3549
Vậy nên chúng ta tin là nếu có thể giải mã tín hiệu phân tử được dùng
15:22
by these other animals to regenerate their hair cells,
288
922699
3475
bởi các loài động vật này trong việc tái tạo tế bào lông,
15:26
we'll be able to do the same thing for humans.
289
926198
2491
chúng ta có thể làm điều tương tự với con người.
15:29
And our group and many other groups are now engaged in research
290
929048
3489
Và nhóm của tôi cũng như nhiều nhóm khác đang thực hiện việc nghiên cứu
15:32
trying to resurrect these amazing hair cells.
291
932561
2659
cố gắng phục sinh những tế bào lông tuyệt vời này.
15:35
Thank you for your attention.
292
935998
1484
Cảm ơn các bạn đã lắng nghe.
15:37
(Applause)
293
937506
3113
(Vỗ tay)
Về trang web này

Trang web này sẽ giới thiệu cho bạn những video YouTube hữu ích cho việc học tiếng Anh. Bạn sẽ thấy các bài học tiếng Anh được giảng dạy bởi các giáo viên hàng đầu từ khắp nơi trên thế giới. Nhấp đúp vào phụ đề tiếng Anh hiển thị trên mỗi trang video để phát video từ đó. Phụ đề cuộn đồng bộ với phát lại video. Nếu bạn có bất kỳ nhận xét hoặc yêu cầu nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi bằng biểu mẫu liên hệ này.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7