Mengapa Telinga Manusia Bisa Mendengar Suara dengan Baik?

Liputan6.com, Jakarta - Pernahkah Anda terpikir mengapa kita, sebagai manusia, bisa mendengar suara dengan jelas? Selain peran telinga, apa yang membuat anggota tubuh ini bisa bekerja dengan baik untuk menangkap bunyi-bunyian?

Untuk mengubah getaran yang terbawa ke udara menjadi suara yang dapat dikenali, telinga manusia mengandalkan jalur perakitan miniatur tulang, serat, jaringan, saraf, lalu ada 'perangkat' yang mirip dengan "Jell-O" --jenis makanan penutup berbahan dasar antara lain gelatin, puding, dan pai krim.

Jonathan Sellon, seorang profesor di Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan penulis utama studi baru di jurnal Physical Review Letters, mengungkapkan bahwa ada gumpalan jaringan tipis seperti "Jell-O" yang berputar di telinga bagian dalam manusia dan membantu gelombang suara mencapai reseptor saraf spesifik yang dibutuhkan untuk melakukan kontak dengan otak. Gumpalan ini dikenal sebagai membran tektorial.

"Membran tektorial adalah jaringan seperti agar-agar yang terdiri dari 97 persen air," Sellon mengatakan kepada Live Science, yang dikutip pada Rabu (20/2/2019). "Letaknya berada di atas reseptor sensorik kecil, di telinga bagian dalam (atau koklea) yang menerjemahkan gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat ditafsirkan oleh otak kita."

Sel-sel reseptor sensorik telinga bagian dalam (juga dikenal sebagai sel-sel rambut) --dengan ujung-ujungnya masuk ke dalam selaput lengket membran-- bekerja di dalam bundel di sepanjang koklea, masing-masing dibangun untuk merespon bunyi terbaik dalam berbagai frekuensi yang berbeda.

Frekuensi tinggi paling baik diterjemahkan oleh sel di dasar koklea, sementara frekuensi rendah diterjemahkan paling baik di bagian atas koklea. Reseptor berbulu ini memungkinkan manusia normal mendengar ribuan frekuensi suara yang berlainan.

"Membran tektorial sebenarnya membantu koklea memisahkan suara frekuensi rendah dari suara frekuensi tinggi," kata Sellon. "Cara melakukannya adalah dengan 'menyetel' kelenturannya sendiri, seperti senar pada instrumen."

Sellon dan rekan-rekannya mengekstraksi beberapa membran tektorial dari tikus percobaan. Dengan menggunakan probe (alat bedah ujung tumpul yang digunakan untuk mengeksplorasi luka atau bagian tubuh) kecil, para peneliti menggoncangkan membran dengan beragam kecepatan untuk mensimulasikan bagaimana gel tersebut bisa mendorong sel-sel rambut dalam menanggapi frekuensi suara yang berbeda.

Tim riset menguji serangkaian frekuensi antara 1 hertz dan 3.000 hertz, kemudian menulis beberapa model perhitungan untuk memperkirakan hasil frekuensi yang lebih tinggi --manusia biasanya dapat mendengar antara 20 hertz dan 20.000 hertz.

Secara umum, gel tersebut muncul dalam bentuk kaku di dekat pangkal koklea --di mana frekuensi tinggi diambil-- dan sedikit lebih luwes di puncak koklea --di mana terdapat frekuensi rendah.

"Jadi hampir seolah-olah membran itu secara dinamis menyetel dirinya sendiri, seperti alat musik, gitar atau biola, saat kamu dapat menyetel senar menjadi lebih tinggi atau rendah, kaku atau luwes, tergantung pada frekuensi atau musik yang ingin nyanyikan," ucap Sellon.

Saksikan video pilihan berikut ini:

Ternyata, air mengalir melalui pori-pori mikroskopis di dalam membran. Susunan pori mengubah cara fluida bergerak melalui membran --dengan demikian, mengubah kekakuan dan viskositasnya pada lokasi yang berbeda sebagai respons terhadap getaran.

'Jell-O' mungil ini mungkin sangat penting untuk memperkuat getaran frekuensi tertentu pada posisi yang berbeda di sepanjang koklea, kata Sellon, membantu telinga Anda mengoptimalkan konversi gelombang suara dari getaran mekanis ke impuls saraf.

Pengaturan pori memungkinkan sel-sel rambut untuk merespons lebih efisien pada rentang frekuensi menengah --misalnya, suara yang digunakan untuk berbicara-- dibandingkan dengan bunyi di ujung spektrum yang rendah dan tinggi.

"Jadi, gelombang suara pada rentang menengah tersebut lebih mungkin dikonversi menjadi sinyal saraf yang berbeda," Sellon menjelaskan.

Sensitivitas membran bahkan mungkin berfungsi sebagai filter (penyaring) alami yang membantu memperkuat suara samar sambil mengurangi kebisingan yang mengganggu - namun, Sellon mengatakan, penelitian lebih lanjut pada subjek hidup masih harus dilakukan agar lebih memahami semua misteri membran.

Menurut penulis, penelitian lebih lanjut dapat membantu para ilmuwan mengembangkan alat bantu dengar atau obat-obatan yang mampu memperbaiki disabilitas tersebut.