哥倫比亞大學的研究人員利用放置在活體沙鼠耳朵內的感測器，為我們深入瞭解耳朵如何處理聲音提供了關鍵見解。特別是，研究人員發現了關於耳蝸（內耳的盤繞部分）如何處理和放大聲音的新證據。這些發現可能為更好的助聽器和植入物奠定初步基礎。
這項研究還有助於解決一場長期存在的爭論：耳朵的內部運作是否在某種程度上是被動的，聲波傳入耳蝸，沿著感覺組織反彈，並在遇到阻力時減速，直到它們被增強並處理成聲音？或者，耳蝸是否主動放大聲波？發表在《生物物理雜誌》上的這項研究表明，後者是正確的。
該團隊由哥倫比亞大學的生物醫學工程師伊麗莎白·奧爾森領導，他們使用了可以同時測量耳朵內微小壓力波動和細胞產生的電壓的感測器。這些感測器使研究人員能夠捕捉到相位偏移——耳朵內聲波振動對齊方式的變化——這表明耳朵的某些部分正在放大聲音。儘管研究人員認為相位偏移背後的力量來自外毛細胞，但導致相位偏移的原因仍不清楚。顯然，毛細胞的運動有助於定位和銳化放大的頻率區域。
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研究人員寫道，這種機制似乎類似於兒童在操場上盪鞦韆。如果有人只推鞦韆一次，振盪最終會消失。但是，如果孩子在特定時間擺動腿，它會將能量注入振盪——這就是功率放大在起作用。
由於在內耳中安裝感測器的難度——很容易引起併發症，包括出血，這會影響感測器——該研究僅使用了少量的沙鼠。奧爾森說，在更大數量的沙鼠身上重複這些結果將非常具有挑戰性。
儘管這項研究不會立即帶來新的助聽器，但它確實為了解耳蝸的力學原理提供了見解，這對於更好地模擬其功能至關重要。“該團隊研究結果最重要的方面是它消除了某些模型，並指導我們構建更好的耳蝸模型，”內布拉斯加州奧馬哈市男孩鎮國家研究醫院專門研究聽力的電氣工程師斯蒂芬·尼利說。反過來，這對未來的耳蝸植入物具有明顯的意義，耳蝸植入物繞過中耳，直接向耳蝸傳遞電訊號。
更好地瞭解聲波應該撞擊內耳的確切位置也最終應該改善助聽器，助聽器透過中耳傳送聲音。如果一個人視力模糊，你調高燈光，他們只會看到更亮的模糊影像。今天的助聽器現在基本上是調高燈光。更好的耳蝸模型可以使在內耳內更精確地聚焦聲音成為可能，理論上可以同時放大和銳化聽力。