Biologi · Glosarium

Apa itu Koklea?

Definisi 18.5 Biologi Universitas — Tahun 3 · Bab 18 — Sistem Indra

Bunyi adalah sebuah gelombang tekanan; masalah telinganya adalah mendeteksi perubahan tekanan sebesar beberapa puluh mikropascal di udara lalu menyortirnya menurut frekuensi. Gendang telinganya dan ketiga tulang telinga tengahnya memusatkan gaya dari 55mm255\,\mathrm{mm}^{2} gendangnya ke 3mm23\,\mathrm{mm}^{2} tingkap lonjongnya, yang menaikkan tekanannya sekitar dua puluh kali lipat — yakni pemadanan impedans antara udara dan cairan telinga dalamnya, yang tanpanya kebanyakan bunyinya akan terpantul. Di dalam koklea, sebuah tabung terpilin sepanjang 35mm35\,\mathrm{mm}, gelombang tekanannya mengembara sepanjang membran basilar, yang sempit dan kaku pada pangkalnya dan lebar dan lemas pada puncaknya; tiap frekuensi membuat membrannya bergetar paling kuat pada satu tempat — frekuensi tinggi dekat pangkalnya, rendah dekat puncaknya — yakni sebuah peta tonotopis yang dibaca otaknya sebagai tinggi nada. Pada membrannya duduk sel rambut: 35003500 sel rambut dalam dalam sebuah baris tunggal, yang masing-masing bermahkota seberkas stereosilium yang disambung ujung ke ujung oleh kaitan ujung yang halus; membengkokkan berkasnya ke arah silium tertingginya meregangkan kaitannya lalu menarik terbuka saluran kation dalam hitungan mikrodetik, tanpa pesuruh kedua mana pun, dan kalium mengalir masuk dari endolimfanya, yang susunannya tak lazim dan potensialnya +80mV+80\,\mathrm{mV} memberi sebuah gaya penggerak 150mV150\,\mathrm{mV}. Sel rambut dalamnya mengisyarati saraf pendengarannya; 1200012\,000 sel rambut luarnya, yang digerakkan gerak yang sama, mengerut dan memanjang bersama bunyinya lewat protein motor prestin lalu memompakan tenaga kembali ke getaran membrannya — yakni sebuah pelipat ganda yang menajamkan penalaannya seratus kali lipat dan yang gagal pada kebanyakan ketulian. Keamatannya diukur dalam desibel: L=10log10(I/I0)L = 10\log_{10} (I/I_{0}), dengan I0=1×1012W/m2I_{0} = 1 \times 10^{-12}\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2} ambang pendengarannya; telinganya bekerja sepanjang 120dB120\,\mathrm{dB}, yakni sejuta juta kali lipat dalam keamatan.

Kiri: koklea yang dibuka gulungannya — membran basilarnya berjenjang dari kaku ke lemas, dan tiap frekuensi memuncak pada tempatnya sendiri. Kanan: sebuah berkas rambut, yang kaitan ujungnya membuka saluran transduksinya secara mekanis ketika berkasnya dibengkokkan.
Kiri: koklea yang dibuka gulungannya — membran basilarnya berjenjang dari kaku ke lemas, dan tiap frekuensi memuncak pada tempatnya sendiri. Kanan: sebuah berkas rambut, yang kaitan ujungnya membuka saluran transduksinya secara mekanis ketika berkasnya dibengkokkan.
Organ Corti dari atas: tiga baris sel rambut luar dengan berkas berbentuk V, satu baris sel rambut dalam. Kaitan ujung tiap berkas membuka salurannya; sel luarnya melipatgandakan, sel dalamnya melaporkan.
Organ Corti dari atas: tiga baris sel rambut luar dengan berkas berbentuk V, satu baris sel rambut dalam. Kaitan ujung tiap berkas membuka salurannya; sel luarnya melipatgandakan, sel dalamnya melaporkan.

Contoh

Contoh 18.6 (Angka telinganya)

Pada ambang pendengarannya, membran basilarnya bergerak sekitar 0.1nm0.1\,\mathrm{nm} dan amplitudo tekanannya 20µPa20\,\text{µ}\mathrm{Pa}, yakni dua per miliar tekanan atmosfer; pada 120dB120\,\mathrm{dB} tekanannya sejuta kali lebih besar dan gerak membrannya berpuluh nanometer. Sebuah telinga muda mendengar dari 20Hz20\,\mathrm{Hz} sampai 20kHz20\,\mathrm{kHz} lalu memisahkan nada yang berjarak 0.3%0.3\,\%, dengan pembedaan sandi tempatnya ditajamkan sel rambut luarnya. Ke-3000030\,000 serat saraf pendengarannya menyala selangkah dengan gelombang tekanannya sampai sekitar 4kHz4\,\mathrm{kHz} (penguncian fase), yang mengusung ketepatan waktu sampai kecermatan puluhan mikrodetik, yang darinya otaknya menghitung arah sebuah bunyi dari selisih kedatangannya pada kedua telinganya — sekecil 10µs10\,\text{µ}\mathrm{s}. Organ keseimbangannya memakai sel rambut yang sama: di dalam saluran setengah lingkaran, kelembaman cairannya membengkokkannya ketika kepalanya berputar (percepatan sudut), dan di dalam organ otolitnya selapis hablur kalsium karbonat membebaninya dengan gravitasi dan percepatan lurus.

Baca dalam konteks →