TED科学家演讲，如何解决听力障碍不是梦

　　为什么有些孩子刚生出来就失去听觉，这让他们早早就失去了语言发育的可能，听不到声音，就学不会说话，TED一位科学家分享，我们听到的声音是如何传递的？有没有什么好办法解决听力障碍？
　　你为什么能听到我的声音？
　　因为我的声音会改变你身边的气压， 改变程度只有大气压的几十亿分之一而已， 但我们都理所当然地觉得 耳朵能捕捉到这个微乎其微的信号， 并将丰富的听觉体验传递给大脑： 人声，音乐，大自然的声音。 你的耳朵是怎样做到的呢？ 答案就是： 通过细胞，也是本次演讲 真正的主角—— 耳朵的感觉接收器， 被称为＂毛细胞＂。
　　毛细胞虽然叫毛细胞， 但和我头顶越来越少的＂毛＂ 一点关系都没有。 早期的显微镜学家发现， 这些细胞的一端长有一小撮纤毛， 毛细胞的名字便由此而来。 有了现代的电子显微镜， 我们能更清楚地看见 让毛细胞得名的这个特征的细节， 那是毛束。 它由二十到几百个 纤细的圆锥形小杆组成， 直立在细胞的顶端。 正是这个器官， 让你此刻能听见我说话。
　　原因之一是它们非常美丽， 有一种美感。从青蛙的大型毛细胞。 一直到最原始的鱼类中， 都能发现毛细胞的身影， 而爬行动物的毛细胞 通常呈现出这种非常美丽的、 近乎晶体状的有序结构。
　　除去美丽，你可以把毛细胞看成 是一根天线。 它是一台将声音振动转换成电学信号的机器， 大脑随后可以破译这些电信号。 在每一簇毛束的顶上， 都有一根纤细的丝，这条细丝的根部有若干个离子通道， 就是一种跨越细胞膜的蛋白。
　　它的工作原理是这样的。 它有个开孔， 能让钾离子和钙离子通过。 它有个小小的分子门， 可以打开，也可以关上。 当声音能量冲击到毛束时，它会将毛束朝更高的一端推动。 纤毛滑动，使得连接丝中产生张力， 直到通道打开，离子冲进细胞里。 当毛束被朝反方向推动时， 离子通道就关上了。 最重要的是， 声波会让毛束前后来回运动， 离子通道就会交替着 打开、关闭， 每次打开都会让 数以百万的离子进入细胞。 这些离子形成电流， 让细胞兴奋。 这种兴奋状态被传递给神经纤维， 随后传导进大脑。 这个反应的程度代表了声音的强度。更响的声音会把毛束推得更远， 离子通道打开的时间更久， 进入细胞的离子更多， 反应也就更强。
　　这种运行模式的好处是速度极快。因为毛细胞不使用化学反应， 它比我们的其他感官要快整整 1000 倍。 我们能听到每秒高达 2 万个周期（2 万赫兹）的频率， 而有些动物的耳朵更灵敏。 比如说，蝙蝠和鲸鱼的耳朵 能探测到它们每秒 15 万个周期 （15 万赫兹）的声呐信号。
　　为什么耳朵的性能如此出色？事实上，我们的听觉得益于一种扩音器，它被称为＂有源放大 ＂。 有源放大能增强我们的听力。
　　让我讲讲它的工作原理。 首先，有源放大过程能放大声音， 因此你能听见的最小声音 可以低到让毛束移动仅 0.3 纳米。 这相当于一个水分子的直径。 非常惊人。 这个系统也可以在极其宽广的动态范围下运行。 当扩音系统损坏时， 我们的听觉灵敏度会骤降， 个体可能需要借助电子助听器 以弥补损坏的生物听觉系统。
　　有源放大过程也能增强我们对频率的辨识。 即使是未经训练的常人也可以区分 相差仅 0.2% 的两个音调， 也就是相邻钢琴音调 差距的 30 分之一， 一位训练有素的音乐家 还能辨认得更准。 这样精细的辨识能力有利于我们分辨不同人的声音， 以及理解话语中细微的差别。 同样的，如果有源放大的效果下降， 言语交流将变得更加困难。
　　最后，有源放大过程有利于扩大耳朵能忍受的声音强度范围， 总能听见的最弱声响， 比如，笔掉在地上的声音， 到能忍受的最大声响， 比如，地钻或者喷气式飞机。 声音强度的范围 可达 100 万倍之广，如果这个系统受损， 一个受其影响的人可能会很难 听见微弱的声响， 或忍受巨大的声响。
　　和我们每个人息息相关， 也就是针对听力衰退我们能做些什么。 全世界范围内超过 4 亿人， 每天在嘈杂环境中、 或在电话里试图理解对话时， 都会明显感到困难。 有些人的听力缺陷更加严重， 甚至还会随着时间而进一步恶化， 因为当人体的毛细胞凋亡后， 它们不会通过细胞分裂得到补充。
　　如果我们能够解码如何让人体再生毛细胞， 我们是不是就找到了解决听觉障碍的最佳方案了呢？