Nie potrzeba uszu, aby słyszeć. Narządy zmysłów to nie wszystko

Nowe badanie wykazało, że możemy słyszeć komórkami ciała, które reagują na dźwięk niczym tradycyjnie postrzegane narządy zmysłów. A czym w ogóle jest dźwięk i skąd się biorą wrażenia słuchowe?

Czy jeśli nikogo nie ma w pobliżu, to upadające drzewo wydaje dźwięk? To pytanie postawił XVIII-wieczny filozof George Berkeley i jest ono ważne również dzisiaj, w dobie nowoczesnej medycyny i fizyki kwantowej, która podkreśla rolę obserwatora. Potocznie mówi się, że zjawiska, rzeczy albo ludzie mają kolor, wygląd albo brzmienie. W rzeczywistości jednak wszystko to jawi się dopiero odbiorcy w jego mózgu na podstawie danych, które docierają do niego z zewnątrz (albo z wewnątrz, bowiem zachodzi też słyszenie własnego ciała).

Sami budujemy w głowie coś, co nazywamy rzeczywistością. Jaka ona jest "naprawdę", tego nie wiemy. Dźwięki, widoki czy kolory to tylko nasze wewnętrzne interpretacje różnych fal. Nie widzimy oczami, tylko mózgiem. A jak słyszymy?

Każde dziecko powie, że słyszymy uszami. I chociaż na poziomie ELI5 (wyjaśnienia dla 5-latka) może to być wystarczające, to rzeczywistość jest trochę bardziej skomplikowana (choć i tak omawiamy ją tu w dużym uproszczeniu). Dźwięk jest fenomenem, czyli czymś, co nam się jawi. Jego źródłem jest fala akustyczna, czyli właściwie zaburzenie gęstości i ciśnienia w ośrodku sprężystym, takim jak ciało stałe, gaz lub ciecz. Dochodzi wówczas do drgania cząsteczek materii. Fale dźwiękowe docierają do narządów słuchu ulokowanych w uchu. Sygnały przesyłane są następnie przez nerw słuchowy do jądra ślimakowego w pniu mózgu. Te są następnie interpretowane przez mózg i tak tworzy się wrażenie słuchowe.

Ucho nie jest jednak koniecznym pośrednikiem między falą akustyczną a mózgiem. Od dawna znane są przykłady osób głuchych, czyli z uszkodzonym narządem słuchu w uszach, które jednak słyszą dźwięki - mogą swobodnie rozmawiać bez czytania z ruchu ust albo nawet grać na instrumentach w orkiestrze. W końcu wiadomo, dlaczego to w ogóle możliwe.

Badacze z Uniwersytetu w Kioto sprawdzili, w jaki sposób komórki reagują na dźwięk. Zespół przymocował do półki przetwornik drgań, a następnie wysyłali przez niego sygnały dźwiękowe z odtwarzacza dźwięku podłączonego do wzmacniacza. Trafiał on na membranę przymocowaną do naczynia do hodowli komórek.

Naukowcy przeanalizowali efekty działania dźwięku na komórki za pomocą sekwencjonowania RNA, badań pod mikroskopem i innych metod. Ustalono, że ciśnienie wytwarzane przez fale akustyczne jest wystarczające, by wywołać odpowiedź wewnątrzkomórkową. Innymi słowy komórki reagują na dźwięk w zakresie fal słyszalnym dla człowieka.

Okazało się, że dźwięk wpływa m.in. na różnicowanie adipocytów, czyli proces, w którym preadipocyty przekształcają się w komórki tłuszczowe. Dzięki temu może stać się możliwe akustyczne wpływanie na zachowanie komórek i tkanek. Japońscy naukowcy zidentyfikowali blisko 190 genów wrażliwych na dźwięk oraz zaobserwowali wpływ dźwięku na adhezję komórkową i działanie mechanizmu przenoszenia sygnału dźwiękowego wewnątrz komórki.

"Jako że dźwięk jest niematerialny, stymulacja akustyczna jest nieinwazyjnym, bezpiecznym i natychmiastowym narzędziem, które zapewne przyniesie korzyści medycynie i opiece zdrowotnej" - skomentował współautor badania, Masahiro Kumeta.
Badanie rzuciło też nowe światło na proces słyszenia. Wygląda na to, że nawet osoby słyszące (uszami) mogą częściowo korzystać ze słyszenia komórkowego w ogólnej percepcji dźwięku.

Źródło: Kumeta, M., Otani, M., Toyoda, M. et al. Acoustic modulation of mechanosensitive genes and adipocyte differentiation. Commun Biol 8, 595 (2025). https://doi.org/10.1038/s42003-025-07969-1