哥伦比亚大学的研究人员利用放置在活体沙鼠耳朵内的传感器，为我们深入了解耳朵如何处理声音提供了关键见解。特别是，研究人员发现了关于耳蜗（内耳的盘绕部分）如何处理和放大声音的新证据。这些发现可能为更好的助听器和植入物奠定初步基础。
这项研究还有助于解决一场长期存在的争论：耳朵的内部运作是否在某种程度上是被动的，声波传入耳蜗，沿着感觉组织反弹，并在遇到阻力时减速，直到它们被增强并处理成声音？或者，耳蜗是否主动放大声波？发表在《生物物理杂志》上的这项研究表明，后者是正确的。
该团队由哥伦比亚大学的生物医学工程师伊丽莎白·奥尔森领导，他们使用了可以同时测量耳朵内微小压力波动和细胞产生的电压的传感器。这些传感器使研究人员能够捕捉到相位偏移——耳朵内声波振动对齐方式的变化——这表明耳朵的某些部分正在放大声音。尽管研究人员认为相位偏移背后的力量来自外毛细胞，但导致相位偏移的原因仍不清楚。显然，毛细胞的运动有助于定位和锐化放大的频率区域。
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研究人员写道，这种机制似乎类似于儿童在操场上荡秋千。如果有人只推秋千一次，振荡最终会消失。但是，如果孩子在特定时间摆动腿，它会将能量注入振荡——这就是功率放大在起作用。
由于在内耳中安装传感器的难度——很容易引起并发症，包括出血，这会影响传感器——该研究仅使用了少量的沙鼠。奥尔森说，在更大数量的沙鼠身上重复这些结果将非常具有挑战性。
尽管这项研究不会立即带来新的助听器，但它确实为了解耳蜗的力学原理提供了见解，这对于更好地模拟其功能至关重要。“该团队研究结果最重要的方面是它消除了某些模型，并指导我们构建更好的耳蜗模型，”内布拉斯加州奥马哈市男孩镇国家研究医院专门研究听力的电气工程师斯蒂芬·尼利说。反过来，这对未来的耳蜗植入物具有明显的意义，耳蜗植入物绕过中耳，直接向耳蜗传递电信号。
更好地了解声波应该撞击内耳的确切位置也最终应该改善助听器，助听器通过中耳发送声音。如果一个人视力模糊，你调高灯光，他们只会看到更亮的模糊图像。今天的助听器现在基本上是调高灯光。更好的耳蜗模型可以使在内耳内更精确地聚焦声音成为可能，理论上可以同时放大和锐化听力。