我们潜入池中,几乎听不到水面上的声音,这是因为空气的振动(声波)大都遭水面反射的缘故。耳朵中的内耳充满了液体(淋巴液),如果只是这样,声波将被反射掉,幸好中耳有3个“听小骨”(体内最小的骨骼),可利用杠杆原理,加强由鼓膜传来的声波振动,将40%左右的声波振动传到内园:。
在内耳中,将声波振动转变成电信号的是带“毛”的内毛细胞。内耳一旦因声波而摇晃,淋巴液将随之流动,这时内毛细胞的毛即可感知淋巴液流动,而把信号传到神经。另一种带“毛”的有毛细胞是外毛细胞,这种细胞担负“可提高我们听觉灵敏度达1000倍”的重要任务。该细胞如果受损,将导致听力衰减。
外毛细胞的毛刺入盖膜,声波振动一旦在内耳中传播,外毛细胞的周围将随之晃动,这时外毛细胞的毛会感知晃动,而让电在外毛细胞中流动。如此一来,外毛细胞便宛如“跳舞”般,朝“使周围的晃动增幅”的方向伸缩。惊人的是,外毛细胞可与20千赫的高频率声波调谐而伸缩,也就是说,外毛细胞每秒可作2万次伸缩运动。
2000年,研究人员鉴定出掌管外毛细胞伸缩的马达蛋白质--"prestin”。该蛋白质可能有在于外毛细胞的侧壁表面,感知电位后,能迅速改变长度,可说是一种高性能“分子马达”。研究内耳机制的日本东北大学和田仁教授认为:“外毛细胞的伸缩运动速度即使与同样进行伸缩运动的心肌细胞相比,还是格外快速。马达蛋白质prestin的研究如果能够有所进展,该蛋白质将来也许可作为微电机的材料,应用在工程学上。”