# Patruzeci de decibeli în cohlee: amplificatorul mecanic activ din urechea internă

> Urechea internă umană nu este un microfon pasiv, ci un motor mecanic piezoelectric: cele 12.000 de celule ciliate externe din cohlee se alungesc și se contractă activ cu până la 5% din lungime la frecvențe de peste 20.000 de oscilații pe secundă datorită proteinei Prestin, injectând forță mecanică direct în lichidul cohlear. Acest mecanism activ adaugă 40 de decibeli la vibrațiile sonore slabe — o creștere de 100 de ori a amplitudinii și de 10.000 de ori a puterii acustice.

## Repere cantitative esențiale
- **Câștig activ**: +40 dB (amplificare de 100 de ori a deplasării membranei bazilare).
- **Populație celulară**: 12.000 de celule ciliate externe (3 rânduri paralele de motoare mecanice) vs 3.500 de celule ciliate interne (1 rând, transmițând 95% din semnalul nervos auditiv aferent).
- **Viteză moleculară**: peste 20.000 Hz la om (peste 70.000 Hz la lilieci), cu o constantă de timp sub 10 microsecunde.
- **Forță electromotoare**: +80 mV potențial endocohlear + 70 mV potențial intracelular = 150 mV gradient transmembranar.
- **Ascuțirea acordajului**: factorul de calitate $Q_{10\text{dB}}$ crește de la 1–2 (pasiv) la 8–15 (activ), permițând discriminarea frecvențelor sub 0,2%.

## 1. Paradoxul lui von Békésy
Măsurătorile efectuate pe cohlee post-mortem (Georg von Békésy, Premiul Nobel 1961) au arătat că hidrodinamica pasivă produce o undă largă și atenuată de viscozitatea fluidului, incapabilă să explice discriminarea semitonurilor sau auzirea șoaptelor de 20 dB SPL. În cohleea vie, feedback-ul mecanic injectează forță în faza undei, anulând frecarea viscoasă.

## 2. Nanomotorul Prestin ($SLC26A5$)
Fiecare celulă ciliată externă conține milioane de molecule de Prestin dispuse la o densitate de 5.000–10.000 molecule/µm² pe membrana laterală. Ionii de clor acționează ca senzori de sarcină: variația potențialului transmembranar determină o schimbare conformațională instantanee, scurtând celula cu 1 până la 4 µm.

## 3. Emisiile otoacustice și distorsiunea cubică Tartini
Deoarece amplificatorul funcționează aproape de limita de instabilitate oscilatorie, o parte din energia mecanică este reflectată înapoi prin oscioarele urechii medii și timpan în canalul auditiv, generând emisii otoacustice (Kemp 1978). La ascultarea a două tonuri pure ($f_1$ și $f_2$), neliniaritatea celulelor externe generează în cohlee tonul fantomă Tartini $f_{\text{cd}} = 2f_1 - f_2$.

## 4. Screeningul auditiv neonatal: ce arată OAE
Emisiile otoacustice sunt folosite în screeningul auditiv neonatal. Un răspuns clar face mai puțin probabilă o hipoacuzie permanentă, iar un răspuns neclar cere repetarea testului sau o evaluare ulterioară; screeningul nu stabilește singur un diagnostic și nu acoperă toate formele de hipoacuzie. În neuropatia auditivă, emisiile pot rămâne prezente în timp ce răspunsurile auditive evocate ale trunchiului cerebral sunt absente sau anormale. Vezi [ghidul GOV.UK](https://www.gov.uk/government/publications/screening-tests-for-you-and-your-baby-stfyayb/hearing-loss), [informațiile NHS](https://www.nhs.uk/baby/newborn-screening/hearing-test/) și [Ptok (2000)](https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10663046/).

---
*Autor: Marius Comper (2026). Publicat canonic la https://mariuscomper.uk/patruzeci-de-decibeli/*