Sentarse en el tráfico puede exponer a un conductor a una irritación intensa, así como a una variedad de frecuencias de sonido. Los motores de zumbido generalmente emiten sonidos de baja frecuencia, mientras que los cuernos de automóviles liberan explosiones de alta frecuencia. Las sirenas de los vehículos de emergencia son agudos, y los rumores de camiones grandes son más bajos.
Para la mayoría de las personas, sus oídos pueden procesar estos sonidos de gran alcance y darles sentido. Sin embargo, los científicos no tienen una sensación completa de por qué esto sucede porque todavía están trabajando para comprender la mecánica del oído interno.
Un equipo de físicos recientemente adoptó un enfoque novedoso para comprender cómo la cóclea procesa diferentes frecuencias. Descubrieron nuevas complejidades que pueden explicar cómo la oreja puede escuchar los sonidos más suaves.
Los misterios del oído
Cuando se trata de audición humana, los científicos todavía tienen muchas preguntas sin respuesta.
“Escuchar es bastante misterioso”, dice Benjamin Matcha, profesor asistente de física en la Universidad de Yale.
Aunque los físicos tienen una hoja de ruta general de cómo funciona el oído y se comunica con el cerebro, los investigadores aún no tienen una imagen completa.
En comparación, los físicos entienden mejor el funcionamiento interno del ojo humano, particularmente en términos de cómo la luz pasa a los ojos, se dobla y luego se convierte en impulsos eléctricos que suministran información del cerebro.
“La física de la audición en realidad se entiende bastante mal en lugar de la visión”, dice Matcha. “Hay mucha bioquímica en la visión complicada, y no lo entendemos bien, pero la parte física se entiende bien”.
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La física de la audición
Cuando se trata de la física de la audición, los investigadores saben que cuando el sonido llega a la cóclea, se convierte en señales eléctricas. Los pelos auditivos en la cóclea pasan las señales y comunican al cerebro lo que el oído está escuchando.
Para los fuertes sonidos de tráfico, como alguien que se acuesta en la bocina porque el automóvil frente a ellos no se ha dado cuenta de que la luz no va a obtener más verde, los pelos se ven obligados a doblarse en respuesta, y las señales eléctricas se envían al cerebro.
Pero, ¿cómo puede el oído interno sintonizar el más leve de los sonidos? ¿Cómo se acumula la cóclea en esos sonidos apenas y proporciona información al cerebro? Matcha y su equipo de investigación vieron esto como una pregunta de física.
“La física es útil para comprender la audición en el nivel básico porque la cóclea tiene una forma de separar el sonido en diferentes tipos de frecuencias, y esto está relacionado con muchos conceptos en física”, dice Isabella Graf, una inversionista principal en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular en la Alemania de Heidelberg y una ex investigadora postdoctoral de la Universidad de Yale.
En la baja frecuencia
En un estudio de 2025 publicado en Prx Life, El equipo de investigación tomó un modelo matemático y lo aplicó a una representación de la cóclea. Aunque el modelo matemático existía anteriormente, esta nueva aplicación permitió al equipo de investigación descubrir una complejidad más profunda dentro de la cóclea.
El equipo quería aprender del estudio cómo la oreja puede detectar sonidos suaves y apenas, por apenas. Pero, sus resultados los llevaron en una dirección sorprendente cuando descubrieron la posibilidad de un conjunto de modos mecánicos de baja frecuencia en la membrana basilar de la cóclea. Este “conjunto extendido de modos” se mueve juntos en respuesta al sonido. Mientras que el primer set, los modos “localizados”, pueden desacoplar y moverse de forma independiente, el segundo conjunto funciona colectivamente.
Los resultados sorprendieron al equipo, principalmente porque se propusieron aplicar un principio utilizado previamente a toda la cóclea. Y cuando descubrieron la posibilidad de modos mecánicos de baja frecuencia en la membrana basilar, se sorprendieron de que no hubiera sido identificado previamente.
“En cierto modo, esto fue un poco sorprendente en el sentido de que habíamos tratado de entender algo más”, dice Graf. “La gente ha examinado varios modelos del oído, ¿por qué la gente no ha visto estos otros tipos de modos?”
La posibilidad de modos mecánicos de baja frecuencia está destinada a aplicarse a las personas con audición estándar. Algunas personas con pérdida auditiva pueden no poder escuchar sonidos silenciosos y de baja frecuencia como un motor de motor.
El equipo de investigación espera que sus hallazgos contribuyan a una creciente comprensión de cómo el oído procesa los sonidos de baja frecuencia y que dicho trabajo puede ayudar a los futuros investigadores a comprender mejor por qué algunas personas no pueden escuchar bien a diferentes frecuencias.
“Esta es una investigación científica básica, y nos ayuda a comprender mejor cómo funciona un oído saludable.
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Artículo Fuentes
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Emilie Lucchesi ha escrito para algunos de los periódicos más grandes del país, incluidos The New York Times, Chicago Tribune y Los Angeles Times. Tiene una licenciatura en periodismo de la Universidad de Missouri y una maestría de la Universidad de DePaul. Ella también tiene un Ph.D. en comunicación de la Universidad de Illinois-Chicago con énfasis en el encuadre de los medios, la construcción de mensajes y la comunicación del estigma. Emilie ha escrito tres libros de no ficción. Su tercera, A Light in the Dark: Sobrevivir más que Ted Bundy, se lanza el 3 de octubre de 2023, de Chicago Review Press y es coautor de la sobreviviente Kathy Kleiner Rubin.