內心的聲音，經常告訴我們辭掉工作，然後去是世界各地暢遊；在早上起床鬧鈴響的時候，內心的聲音告訴我們再睡一會；也時不時，在我們腦海中有暴力思想的聲音出現，實際上這些可能是我們身體細胞唱的“交響樂”。
我們的身體裡的細胞真的會“唱歌”嗎，它們是如何發出聲音的？研究這有意義嗎？
2004年，研究人員發現細胞振動；當這些振動被放大時，它們聽起來像“尖叫聲”。此外，每個單獨的細胞振動被認為唯一的。科學家認為，解碼這些“尖叫聲”可以幫助我們識別細胞的狀態，從而預測疾病的到來。這種對細胞聲音的研究稱為細胞聲學
加州大學洛杉磯分校教授、物理學家吉姆·金澤夫斯基和研究生安德魯·佩林是發現細胞聲音的研究人員。當醫學研究人員卡洛·文圖拉告訴吉姆，他正在進行的幹細胞研究及其在心臟病發作患者的植入幹細胞研究，此事激起了吉姆興趣。幹細胞需要在正確的時間（剛開始跳動時）植入，以幫助心臟病患者。吉姆讓卡洛給他送一些幹細胞，以便協助卡洛找到幹細胞開始跳動的確切時刻。
他還好奇地想知道，如否其他細胞也會跳動，或者唯一隻有心臟細胞會跳動。此外，如果所有細胞確實像心臟細胞一樣跳動，振動是否足以產生可探測的聲音？
作為儀器領域的專家，吉姆知道細胞產生的聲音對裸耳是聽不到的，但可以使用高度敏感的儀器進行檢測。因此，兩人利用原子力顯微鏡（AFM）進行研究並聽到細胞的聲音。
由於"9.11"的悲劇發生，幹細胞未能送達吉姆那裡。然而，吉姆迫不及待地想聽到細胞的“歌聲”，決定對從加州大學洛杉磯分校的同事那裡獲得的酵母細胞進行實驗。酵母細胞往往是許多生物學研究的核心，因為它們的繁殖速度快，基因較少。
金澤夫斯基和佩林在加州大學洛杉磯分校青年廳的地下室的一間小隔音室裡進行研究，最終在2004年建立了超聲細胞學領域。話雖如此，超聲細胞學領域仍然非常未被探索，甚至缺乏自己的維基百科頁面！
在進一步詳細介紹細胞的聲音之前，讓我們簡要地看一下這些研究人員用來檢測這些聲音的儀器。
原子力顯微鏡是一種高度敏感的掃描探針，能夠創建極小物體的影象。這包括小於奈米（1 奈米 = 10^(-9 )米）的物體。人類的頭髮本身大約8根，約100，000奈米寬，原子力顯微鏡能夠成像比它小得多的物體。
原子力顯微鏡由懸臂樑組成，一端貼有極小的尖端（通常由矽或氮化矽製成）。與記錄播放器一樣，尖端會觸控要成像的表面，而 xyz 驅動器則將懸臂樑穿過表面。每次檢測到表面上的"山"或"谷"時，尖端都會偏轉。這種偏轉是由從懸臂光束反射的鐳射拾取的。對於尖端的每一次偏轉，鐳射也被迫改變其方向。最終結果是一個詳細的影象，每個“山”和“谷”繪製在奈米物體的表面。
回到我們的“歌唱”細胞，金澤夫斯基-佩林關於酵母細胞的第一個實驗震驚了世界。原子力顯微鏡記錄由細胞壁引起的定期振盪。細胞壁升高和下降三奈米（聲波的振幅），並每秒重複近1000次（聲波頻率）。使用轉換軟體，配對設法將原子力顯微鏡影象變成人耳可以聽到的聲音。其音色約為 880 Hz。
然而，金澤夫斯基和佩林擔心聲音可能是由於顯微鏡的一些內部機制造成的。因此，這對對酵母細胞進行了更多的測試，以確認他們最初的發現。
他們浸泡在酒精的細胞（已知會破壞細胞膜並導致細胞死亡），以檢查聲音的音調是否有任何變化。引用吉姆的話，先擦酒精使細胞“尖叫”，然後安靜到死亡。在不同條件下（如不同的化學介質和溫度）和不同型別的細胞上覆制實驗後，他們得出結論，每個細胞都產生自己獨特的聲音。他們的實驗還表明，聲音可能來自細胞內部。
吉姆認為聲音源於分子馬達的運動。分子馬達是負責在細胞內運輸物質的生物機器。它們本質上是蛋白質分子（也稱為馬達蛋白），利用ATP水解中的化學能量沿著細胞質移動。其中一些運動蛋白負責將細胞細胞器（如線粒體、高爾基體等）攜帶到細胞中的單獨位置，而另一些則為細胞分裂、肌肉收縮等現象奠定基礎。
馬達蛋白的例子有動力蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白等。馬達蛋白與細胞骨架相連（負責維持細胞的結構完整性和形狀），而細胞骨架又與細胞膜相連。因此，馬達蛋白的運動被認為是透過細胞骨架傳遞到細胞膜，導致細胞膜振盪。
根據吉姆的計算，馬達蛋白運動和產生聲音所需的能量是相同的。為了支援吉姆的理論，運動分子每秒大約走1000步，這也是AFM記錄的聲音訊率。因此，細胞內馬達蛋白的統一運動被認為是細胞聲音背後的原因！
迄今為止，細胞聲學領域最有趣的應用是癌症等疾病的檢測。如前所述，不同型別的細胞產生不同型別的聲音。這也包括突變細胞和癌細胞。眾所周知，癌細胞有較軟的細胞膜，因此，如果一切按計劃進行，使用細胞和AFM的聲音，檢查單個細胞可能足以診斷癌症。此外，細胞學可以幫助建立由受各種疾病影響的細胞產生的聲音庫，以幫助預測疾病的到來或發展！
內心的聲音，經常告訴我們辭掉工作，然後去是世界各地暢遊；在早上起床鬧鈴響的時候，內心的聲音告訴我們再睡一會；也時不時，在我們腦海中有暴力思想的聲音出現，實際上這些可能是我們身體細胞唱的“交響樂”。
我們的身體裡的細胞真的會“唱歌”嗎，它們是如何發出聲音的？研究這有意義嗎？
2004年，研究人員發現細胞振動；當這些振動被放大時，它們聽起來像“尖叫聲”。此外，每個單獨的細胞振動被認為唯一的。科學家認為，解碼這些“尖叫聲”可以幫助我們識別細胞的狀態，從而預測疾病的到來。這種對細胞聲音的研究稱為細胞聲學
細胞聲學的發現加州大學洛杉磯分校教授、物理學家吉姆·金澤夫斯基和研究生安德魯·佩林是發現細胞聲音的研究人員。當醫學研究人員卡洛·文圖拉告訴吉姆，他正在進行的幹細胞研究及其在心臟病發作患者的植入幹細胞研究，此事激起了吉姆興趣。幹細胞需要在正確的時間（剛開始跳動時）植入，以幫助心臟病患者。吉姆讓卡洛給他送一些幹細胞，以便協助卡洛找到幹細胞開始跳動的確切時刻。
他還好奇地想知道，如否其他細胞也會跳動，或者唯一隻有心臟細胞會跳動。此外，如果所有細胞確實像心臟細胞一樣跳動，振動是否足以產生可探測的聲音？
作為儀器領域的專家，吉姆知道細胞產生的聲音對裸耳是聽不到的，但可以使用高度敏感的儀器進行檢測。因此，兩人利用原子力顯微鏡（AFM）進行研究並聽到細胞的聲音。
圖注：吉姆和佩林使用原子力顯微鏡由於"9.11"的悲劇發生，幹細胞未能送達吉姆那裡。然而，吉姆迫不及待地想聽到細胞的“歌聲”，決定對從加州大學洛杉磯分校的同事那裡獲得的酵母細胞進行實驗。酵母細胞往往是許多生物學研究的核心，因為它們的繁殖速度快，基因較少。
金澤夫斯基和佩林在加州大學洛杉磯分校青年廳的地下室的一間小隔音室裡進行研究，最終在2004年建立了超聲細胞學領域。話雖如此，超聲細胞學領域仍然非常未被探索，甚至缺乏自己的維基百科頁面！
原子力顯微鏡(AFM)在進一步詳細介紹細胞的聲音之前，讓我們簡要地看一下這些研究人員用來檢測這些聲音的儀器。
原子力顯微鏡是一種高度敏感的掃描探針，能夠創建極小物體的影象。這包括小於奈米（1 奈米 = 10^(-9 )米）的物體。人類的頭髮本身大約8根，約100，000奈米寬，原子力顯微鏡能夠成像比它小得多的物體。
原子力顯微鏡由懸臂樑組成，一端貼有極小的尖端（通常由矽或氮化矽製成）。與記錄播放器一樣，尖端會觸控要成像的表面，而 xyz 驅動器則將懸臂樑穿過表面。每次檢測到表面上的"山"或"谷"時，尖端都會偏轉。這種偏轉是由從懸臂光束反射的鐳射拾取的。對於尖端的每一次偏轉，鐳射也被迫改變其方向。最終結果是一個詳細的影象，每個“山”和“谷”繪製在奈米物體的表面。
是什麼讓細胞“唱歌”？回到我們的“歌唱”細胞，金澤夫斯基-佩林關於酵母細胞的第一個實驗震驚了世界。原子力顯微鏡記錄由細胞壁引起的定期振盪。細胞壁升高和下降三奈米（聲波的振幅），並每秒重複近1000次（聲波頻率）。使用轉換軟體，配對設法將原子力顯微鏡影象變成人耳可以聽到的聲音。其音色約為 880 Hz。
然而，金澤夫斯基和佩林擔心聲音可能是由於顯微鏡的一些內部機制造成的。因此，這對對酵母細胞進行了更多的測試，以確認他們最初的發現。
他們浸泡在酒精的細胞（已知會破壞細胞膜並導致細胞死亡），以檢查聲音的音調是否有任何變化。引用吉姆的話，先擦酒精使細胞“尖叫”，然後安靜到死亡。在不同條件下（如不同的化學介質和溫度）和不同型別的細胞上覆制實驗後，他們得出結論，每個細胞都產生自己獨特的聲音。他們的實驗還表明，聲音可能來自細胞內部。
吉姆認為聲音源於分子馬達的運動。分子馬達是負責在細胞內運輸物質的生物機器。它們本質上是蛋白質分子（也稱為馬達蛋白），利用ATP水解中的化學能量沿著細胞質移動。其中一些運動蛋白負責將細胞細胞器（如線粒體、高爾基體等）攜帶到細胞中的單獨位置，而另一些則為細胞分裂、肌肉收縮等現象奠定基礎。
馬達蛋白的例子有動力蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白等。馬達蛋白與細胞骨架相連（負責維持細胞的結構完整性和形狀），而細胞骨架又與細胞膜相連。因此，馬達蛋白的運動被認為是透過細胞骨架傳遞到細胞膜，導致細胞膜振盪。
根據吉姆的計算，馬達蛋白運動和產生聲音所需的能量是相同的。為了支援吉姆的理論，運動分子每秒大約走1000步，這也是AFM記錄的聲音訊率。因此，細胞內馬達蛋白的統一運動被認為是細胞聲音背後的原因！
迄今為止，細胞聲學領域最有趣的應用是癌症等疾病的檢測。如前所述，不同型別的細胞產生不同型別的聲音。這也包括突變細胞和癌細胞。眾所周知，癌細胞有較軟的細胞膜，因此，如果一切按計劃進行，使用細胞和AFM的聲音，檢查單個細胞可能足以診斷癌症。此外，細胞學可以幫助建立由受各種疾病影響的細胞產生的聲音庫，以幫助預測疾病的到來或發展！