响彻内部：通过在哺乳动物耳蜗中进行相干波增强来提高信噪比
摘要：哺乳动物内耳的出色灵敏度已经吸引了科学家数十年，这主要归功于外毛细胞（OHCs）及其独特的压电特性所起的关键作用。这些特化细胞在耳蜗感觉组织上排成三行，共同工作以放大最微弱的声音。被称为“耳蜗放大器”的这种机制提出了一个有趣的问题：在现实场景中，它如何有效地增强耳朵的灵敏度？虽然简单的观点将这种增强仅归因于耳蜗增益的增加，但实际环境中的内部噪声要求我们采用更细致入微的方法。通过放大实现真正的灵敏度提升，需要对信号进行更多的放大，以超过内部噪声，从而提出了一个有趣的挑战。在这项研究中，我们利用一个简单而强大的数学框架和一个简化的耳蜗物理模型，分析了相干放大对信号和内部噪声的影响。我们的发现不仅推广和深入研究了空间相干放大对活性增益介质中信号退化的影响，还揭示了耳蜗用于提升耳朵灵敏度的优雅而高效的波动策略。
作者：Alessandro Alto`e and Christopher A Shera
论文ID：2306.11931
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2023-07-21