عادة يوجد لدى البشر طريقتان لإدراك الصوت، الأول يتضمن العملية المعروفة المتمثلة في انتقال الاهتزازات الصوتية عبر الأذن الوسطى إلى الأذن الداخلية ، حيث تنتقل إلى الدماغ، ويعتمد الآخر على الصوت الذي يتم إجراؤه من خلال العظام في الجمجمة ، وهي عملية تُعرف باسم "التوصيل العظمي" ، والتي لم تُفهم جيدًا حتى وقت قريب.
وطور باحثون من إمبريال كوليدج لندن ومعهد ماكس بلانك لأبحاث الدماغ في ألمانيا نموذجًا يوضح بشكل أكثر وضوحًا كيفية عمل التوصيل العظمي.
ويقول الفريق، إن فهم هذه العملية يمكن أن يمهد الطريق للتطبيقات السريرية والصناعية المستقبلية التي تنطوي على تحسينات في مجموعة من التقنيات التي تستخدم التوصيل العظمي لنقل الصوت.
ونُشر البحث في مجلة Nature Communications ، حيث يقول الدكتور توبياس ريتشينباخ ، من قسم الهندسة الحيوية في إمبريال كوليدج لندن: "الأذن هي عضو مهم لمساعدتنا على إدراك العالم من حولنا، وقد لا يدرك معظم الناس أن جمجمتنا تنقل أيضًا الصوت إلى دماغنا، وبدأت العديد من الشركات مثل جوجل في استغلال التوصيل العظمي كطريقة لإرسال الأصوات إلى عقولنا عبر تقنيات تفاعلية يمكن ارتداؤها مثل نظارات جوجل، ومع ذلك ، حتى وقت قريب لم تكن لدينا صورة واضحة حول كيفية عمل التوصيل العظمي، وهذه الدراسة يمكن أن تساعد الشركات المصنعة على إيجاد طرق أفضل لتسخير التوصيل العظمي لتقديم صوت عالي الجودة".
وفي الدراسة الجديدة ، يصف الفريق كيف ينتقل الصوت ، الذي ينتقل على شكل اهتزازات عبر الجمجمة ، إلى العظم الصدغي ، الذي يقع على جانبي قاعدة الجمجمة.
وينقل العظم الصدغي الاهتزازات إلى الغشاء القاعدي في الأذن الداخلية وحزم صغيرة من الشعر ، كل منها مضبوطة بدقة لاكتشاف الأصوات بترددات مختلفة ، وتنقل الاهتزازات إلى الدماغ لفك التشفير.
وأضاف الدكتور ريتشينباخ: "كثير منا يتأرجح عندما نعيد تشغيل تسجيل صوتي، هذا لأننا ندرك صوتنا بشكل مختلف عن الطريقة التي يسمعه بها الآخرون.
ومن المثير للاهتمام أن التوصيل العظمي يلعب دورًا في كيفية التعرف على صوتنا، وهذا لأن العملية أكثر فعالية في نقل الأصوات ذات التردد المنخفض إلى الدماغ ، مما يعني أننا ندرك أن صوتنا أعمق مما هو عليه ".
ومن التطبيقات السريرية المحتملة لأبحاث الفريق تطوير اختبارات أفضل لتحديد ضعف السمع عند الأطفال حديثي الولادة والأطفال.
ويقوم الأطباء حاليًا بإجراء فحص بسيط غير جراحي باستخدام ميكروفون يدخلونه في قناة الأذن لتسجيل الأصوات التي تسمى "الانبعاثات الصوتية"، وتتولد هذه الأصوات من الأذن الداخلية وهي علامة على السمع الصحي، ومع ذلك ، لم يتضح كيف يتم إنشاء هذه الأصوات.
ويُظهر البحث الجديد أن الانبعاثات الصوتية يمكن أن تشمل التوصيل العظمي ، مما يمكن الأطباء من ضبط طريقتهم وتحسين الطريقة التي يكتشفون بها عيوب السمع.
ويمكن أن يتضمن التطبيق الصناعي للبحث إيجاد طرق أفضل لتسخير التوصيل العظمي لتوصيل الأصوات عبر التقنيات الجديدة، ويتم تطوير سماعات الرأس والمعينات السمعية والتقنيات التفاعلية المستندة إلى الإنترنت مثل نظارات جوجل من قبل المهندسين لتقديم الصوت عبر التوصيل العظمي.
ويمكن أن توفر مثل هذه التقنيات أصواتًا عالية الجودة دون إعاقة ممر الأذن، ومع ذلك ، فإن أحد التحديات الحالية للمهندسين هو توصيل الأصوات بترددات أعلى، يمكن أن يؤدي فهم المبادئ الأساسية للتوصيل العظمي إلى تحسينات في الطريقة التي تنقل بها التقنيات الصوت عبر العظام.
