為什麼有些孩子剛生出來就失去聽覺，這讓他們早早就失去了語言發育的可能，聽不到聲音，就學不會說話，TED一位科學家分享，我們聽到的聲音是如何傳遞的？有沒有什麼好辦法解決聽力障礙？

因為我的聲音會改變你身邊的氣壓， 改變程度只有大氣壓的幾十億分之一而已， 但我們都理所當然地覺得 耳朵能捕捉到這個微乎其微的訊號， 並將豐富的聽覺體驗傳遞給大腦： 人聲，音樂，大自然的聲音。 你的耳朵是怎樣做到的呢？ 答案就是： 透過細胞，也是本次演講 真正的主角—— 耳朵的感覺接收器， 被稱為“毛細胞”。

毛細胞雖然叫毛細胞， 但和我頭頂越來越少的“毛” 一點關係都沒有。 早期的顯微鏡學家發現， 這些細胞的一端長有一小撮纖毛， 毛細胞的名字便由此而來。 有了現代的電子顯微鏡， 我們能更清楚地看見 讓毛細胞得名的這個特徵的細節， 那是毛束。 它由二十到幾百個 纖細的圓錐形小杆組成， 直立在細胞的頂端。 正是這個器官， 讓你此刻能聽見我說話。

原因之一是它們非常美麗， 有一種美感。從青蛙的大型毛細胞。 一直到最原始的魚類中， 都能發現毛細胞的身影， 而爬行動物的毛細胞 通常呈現出這種非常美麗的、 近乎晶體狀的有序結構。

除去美麗，你可以把毛細胞看成 是一根天線。 它是一臺將聲音振動轉換成電學訊號的機器， 大腦隨後可以破譯這些電訊號。 在每一簇毛束的頂上， 都有一根纖細的絲，這條細絲的根部有若干個離子通道， 就是一種跨越細胞膜的蛋白。

它的工作原理是這樣的。 它有個開孔， 能讓鉀離子和鈣離子透過。 它有個小小的分子門， 可以開啟，也可以關上。 當聲音能量衝擊到毛束時，它會將毛束朝更高的一端推動。 纖毛滑動，使得連線絲中產生張力， 直到通道開啟，離子衝進細胞裡。 當毛束被朝反方向推動時， 離子通道就關上了。 最重要的是， 聲波會讓毛束前後來回運動， 離子通道就會交替著 開啟、關閉， 每次開啟都會讓 數以百萬的離子進入細胞。 這些離子形成電流， 讓細胞興奮。 這種興奮狀態被傳遞給神經纖維， 隨後傳導進大腦。 這個反應的程度代表了聲音的強度。更響的聲音會把毛束推得更遠， 離子通道開啟的時間更久， 進入細胞的離子更多， 反應也就更強。

這種執行模式的好處是速度極快。因為毛細胞不使用化學反應， 它比我們的其他感官要快整整 1000 倍。 我們能聽到每秒高達 2 萬個週期（2 萬赫茲）的頻率， 而有些動物的耳朵更靈敏。 比如說，蝙蝠和鯨魚的耳朵 能探測到它們每秒 15 萬個週期 （15 萬赫茲）的聲吶訊號。

為什麼耳朵的效能如此出色？事實上，我們的聽覺得益於一種擴音器，它被稱為“有源放大 ”。 有源放大能增強我們的聽力。

讓我講講它的工作原理。 首先，有源放大過程能放大聲音， 因此你能聽見的最小聲音 可以低到讓毛束移動僅 0.3 奈米。 這相當於一個水分子的直徑。 非常驚人。 這個系統也可以在極其寬廣的動態範圍下執行。 當擴音系統損壞時， 我們的聽覺靈敏度會驟降， 個體可能需要藉助電子助聽器 以彌補損壞的生物聽覺系統。

有源放大過程也能增強我們對頻率的辨識。 即使是未經訓練的常人也可以區分 相差僅 0.2% 的兩個音調， 也就是相鄰鋼琴音調 差距的 30 分之一， 一位訓練有素的音樂家 還能辨認得更準。 這樣精細的辨識能力有利於我們分辨不同人的聲音， 以及理解話語中細微的差別。 同樣的，如果有源放大的效果下降， 言語交流將變得更加困難。

最後，有源放大過程有利於擴大耳朵能忍受的聲音強度範圍， 總能聽見的最弱聲響， 比如，筆掉在地上的聲音， 到能忍受的最大聲響， 比如，地鑽或者噴氣式飛機。 聲音強度的範圍 可達 100 萬倍之廣，如果這個系統受損， 一個受其影響的人可能會很難 聽見微弱的聲響， 或忍受巨大的聲響。

和我們每個人息息相關， 也就是針對聽力衰退我們能做些什麼。 全世界範圍內超過 4 億人， 每天在嘈雜環境中、 或在電話裡試圖理解對話時， 都會明顯感到困難。 有些人的聽力缺陷更加嚴重， 甚至還會隨著時間而進一步惡化， 因為當人體的毛細胞凋亡後， 它們不會透過細胞分裂得到補充。

如果我們能夠解碼如何讓人體再生毛細胞， 我們是不是就找到了解決聽覺障礙的最佳方案了呢？