你哋聽到嘛？
觀眾：聽到
講者：聽到已係唔簡單
因為我嘅聲音正喺到改變緊
你哋周圍嘅空氣壓力
但只係大氣壓力十億分之幾
咁就係理所當然
耳仔會接收到呢啲微弱嘅聲音訊號
仲將呢啲聽覺嘅體驗，傳畀大腦
而裡邊夾雜咗人聲
音樂同大自然嘅聲音
耳仔究竟係點樣聽到嘢？
答案就係：
透過某啲細胞
亦即係呢次演講嘅英雄——
佢哋係喺耳仔裡嘅聽覺接收器
稱為「毛細胞」
睇嚟佢呢個名無啦啦咁改咗
但係同我啲頭髮越來越少
係完全無關係
呢個名係由早期顯微鏡學家改嘅
佢哋發現咗啲細胞嘅一邊
有執小鬣毛
如果我哋用而家嘅電子顯微鏡
仲會睇得更清楚
睇到符合「毛細胞」呢個名嘅特徵
就係呢執毛
佢哋係由二十、到多達數百條
纖細嘅圓柱條所組成
直立喺細胞嘅頂頭
你哋家陣可以聽到我嘅聲音
就係拜呢啲毛細胞所賜
我一定要講我已愛上咗毛細胞喇﹗
我同佢哋，已經相處咗四十五年——
（笑聲）
部分原因、因為佢哋真係好鬼靚
有種美感
譬如話
喺雞用嚟聽嘢嘅細胞
喺蝙蝠聲納裝置所用到嘅細胞
我哋喺好多實驗度
都用到嘅青蛙大型毛細胞
甚至乎最簡單嘅魚類身上
都搵到呢啲毛細胞
而嗰啲爬蟲類嘅毛細胞
通常都有呢種好靚
近乎結晶嘅排列
除咗靚之外
毛束都係一種天線
佢都係一種機械，將聲音振動
轉變成大腦能夠解讀嘅電流反應
由呢張相，睇到毛束嘅頂頭
有一條細絲將所有嘅細毛連結起嚟
呢條叫靜纖毛
就係圖上用紅色三角形指住嗰部分
靜纖毛嘅底部，有啲離子嘅通道
係由橫跨細胞膜嘅蛋白質所組成
佢嘅運作係咁
呢個捕鼠器代表一條離子通道
佢有個小毛孔
能夠俾啲鉀離子同鈣離子通過
又有個小型嘅分子閘門
可以打開，也可以關閉
閘門狀態係由蛋白質彈性帶所帶動
想像呢隻手臂係代表一條立體纖毛
呢隻手臂代表另一條
鄰近比較短嘅立體纖毛
兩條纖毛中間、又有彈力帶連結
喺聲音能量撞擊到毛束時
聲音嘅能量會推向比較高那邊
立體纖毛嘅滑動
會使連接處產生張力
直至通道打開，離子湧入細胞度
喺毛束被推向反方向時
通道就關閉
最重要嘅係
喺有聲波嗰時
毛束會產生來來回回嘅運動
構成通道嘅開開合合
每次開啟就會俾
數百萬嘅離子進入細胞
嗰啲離子就會構成電流
刺激啲細胞
刺激訊號會被傳送到神經纖維
然後大腦
要注意嘅係，聲音嘅強度
會造成唔同程度嘅反應
較大嘅聲音會將毛束推得更遠
令通道打開較長時間
等更多離子進入通道
造成更大嘅反應
呢種模式嘅優勢，就係運作速度好快
我哋嗰啲感官，例如視覺咁
要靠化學反應，係需要時間
造成嘅結果就係
如果我給大家看一連串嘅圖片
每一秒鐘播放二十或三十張
各位就會覺得影像係連續嘅
因為毛細胞無使用化學反應
佢會比其他感官，快足足一千倍
我哋可以聽到每秒鐘
高達兩萬次嘅聲音頻率
有啲動物嘅耳仔更加靈敏
譬如，蝙蝠同鯨魚嘅耳仔
可以接收每秒鐘十五萬次
聲納脈衝嘅振動同時作出反應
但呢種速度都無辦法解釋
點解耳仔嘅性能會咁好
研究結果顯示我哋嘅聽覺
仲受惠於一種放大效果
叫做「主動接收過程」
主動接收過程會加強我哋嘅聽覺
造成我剛才提到，非同凡響嘅效能
究竟佢係點樣運作嘅？
首先，聲音會被放大
當聲音達到臨界點嘅時候
你可以聽到
連微小到只將毛束移動
十分之三奈米嘅聲音
嗰個長度等如一個水分子嘅直徑
咁你話係唔係好驚人呢﹗
呢個系統能夠運作喺
好寛闊嘅動態範圍
我哋點解需要咁樣嘅放大效果？
古時，呢種放大嘅功能好有用
能夠喺老虎聽到我哋之前
我哋就先聽到老虎嘅聲音
家陣佢嘅重要，係喺警覺性
能夠聽到遠程嘅預警系統
包括聽到火警鐘喇
或者係現代嘅危險，譬如
超速行駛嘅消防車、或者警車之類
喺呢啲聲音嘅放大效果失靈嗰陣
我哋聽覺嘅敏感度會直線下降
嗰時，我哋就需要一個電子助聽器
替代受損咗嘅生理聽覺
助聽器嘅主動接收過程
亦會加強我哋嘅頻率辨識度
既使我哋沒有受過訓練都能夠分辨
兩個頻率差別只有 0.2% 嘅音調
呢個差別等同鋼琴上
兩個音符差距嘅三十分之一
受過訓練嘅音樂家
能分辨更微細嘅變化
呢種細緻嘅分辨能力
等我哋可以區別出唔同嘅聲音
同感受到說話中微細嘅差別
同樣咁，如果主動接收過程變差
亦會增加語言溝通嘅難度
嚟到最後，主動接收過程
仲有一個價值
就係能夠設定我哋嘅耳仔
忍受廣濶嘅聲音範圍
從你可以聽到最微弱
譬如一枝筆跌落地上嘅聲音開始
到可以忍受最強大嘅——
譬如電鑽或者噴射機發出嘅聲音
聲音振幅跨越咗一百萬倍嘅範圍
其他感官都比唔上
就我所知嘅任何人造裝置一樣比唔上
同樣咁，如果呢個系統變差咗嘅人
可能會好難聽見最微小嘅聲音
或者無辦法忍受到最強大嘅聲音
而家為咗了解毛細胞點樣運作
我哋就必須了解
喺耳仔入面係乜嘢嘅環境
喺學校，我哋學到聽覺嘅器官
係盤繞蝸牛形嘅耳蝸
得鷹嘴豆咁大
喺頭骨兩側嘅骨頭中間位置
我哋有學過光學棱鏡
將白光拆開成不同組成嘅頻率
就係我哋所見到嘅唔同顏色
同樣咁
耳蝸嘅功能就類似聲學棱鏡
將複雜嘅聲音拆開做組成嘅不同頻率
所以，彈鋼琴嗰時
唔同嘅音符會混合成一個和音
耳蝸會逆轉呢個過程
將每個音符分開
用唔同嘅位置來代表佢哋
喺圖上大家睇到三個音符——
中央 C 音同鋼琴兩個極端嘅音符——
喺耳蝸靜止時對應音域嘅位置
最低嘅頻率會直達耳蝸嘅頂頭
最高嘅頻率，二萬赫以上
會直達耳蝸嘅底部
其他頻率則落喺兩者之間嘅某處地方
喺圖中見到
相鄰嘅音調喺耳蝸表面上
距離會係幾十個毛細胞
呢種頻率嘅距離
就係我哋能辨別唔同聲音嘅關鍵
因為每一種樂器
每一個聲音
都會發出獨一無二嘅音調組合
耳蝸能將呢啲頻率分辨出來
然後，一萬六千個毛細胞
會向大腦報告
每個頻率應該有多少
接著，大腦比較所有嘅神經訊號
然後判定聽到嘅係邊一種特定嘅音調
但仲係無講清楚我想解釋嘅一切
魔法喺邊度？
我已經講過給大家聽
毛細胞能夠做到了不起嘅嘢
咁佢要如何執行主動嘅接收過程
才能做到我一開始提到
所有特出嘅功能？
答案係：變化無常
我哋之前認為毛束係被動嘅
無受到刺激嘅時候，佢就係喺處等
事實上，毛細胞係主動嘅機器
佢一直使用內部嘅能量
嚟做機械嘅工作
加強我哋嘅聽覺
所以，即使係休息緊
無任何聲音進入
活躍嘅毛束經常響處震動
不斷咁來回抽動
但當佢接收到一個弱小嘅聲音，
就會開始配合嗰個聲音，
以一對一嘅方式，一齊移動
咁樣做，會將訊號放大一千倍
呢個不穩定嘅變化
同時增強咗我哋嘅頻率辨識度
因為每個毛細胞嘅振盪
都傾向喺未受刺激嗰時嘅震動頻率
所以，呢個器官不僅造成
我哋擁有無比嘅敏銳聽覺
仲可以準確咁辨別音調
我想做個有關嘅簡短示範給大家睇
我會請控制音響嘅人
調高一個特定頻率嘅敏感度
就好似毛細胞咁
被調教到一個頻率一樣
家陣放大器會加強
聲音中嘅一個特定頻率
請你哋留心聽呢個特定嘅音調
點樣喺背景度突顯出嚟
呢個就係毛細胞嘅功能
每一個毛細胞會針對
一個特定嘅頻率做放大同回報
但係忽略其他頻率
將所有毛細胞嘅接收集合起嚟
就可以向大腦報告
聽到邊啲聲音頻率
接著大腦會判別
聽見係乜嘢嘅旋律
或者講緊啲係乜嘢
譬如公共廣播系統嘅放大器
都可能會造成問題
如果聲音放大過頭
就會變得唔穩定，開始出現爆音
你可能會問點解
毛細胞嘅接收過程唔會變成咁？
點解我哋嘅耳仔唔會發出聲音？
答案係，其實佢地會
喺適當安靜嘅環境度
有七成嘅正常人
耳仔會聽到一種或多種聲音
（笑聲）
等我舉個例子給你聽
各位會聽到喺正常人耳仔裡邊
發出嚟兩種高頻率嘅聲音
仲有可以察覺到背景嘅噪音
譬如麥克風嘅嘶嘶聲、胃嘅咕嚕聲
心跳聲、衣服嘅沙沙聲
（嗡嗡聲、麥克風嘶嘶聲
水龍頭滴水聲、同衣服沙沙聲）
係好典型嘅聲音
多數耳仔只會發出少量音調
但係也有發出多達三十種音調
每隻耳仔都係獨一無二
無論我嘅左耳同右耳
我嘅耳仔同你嘅都係唔同
除非佢哋受損
否則，喺數年、甚至數十年間
佢都會發出相同嘅聲波頻譜
咁係乜嘢嘅一回事呢？
研究結果顯示，耳仔可以控制
佢自己嘅敏感度
同決定要放大嘅程度
如果喺好嘈雜嘅環境裡邊
譬如喺比賽緊嘅運動場或者音樂會
就唔需要放大聲音
系統就會完全關閉
如果你喺呢個講堂嘅環境
聲音可能需要放大啲
但係公共廣播系統
都會幫你放大聲音，令你哋聽得到
最後，如果你進入寧靜到
連枝針跌落地都聽得到嘅房間
呢個系統就會幾乎全部開晒
但係若你進入到超寧靜嘅房間
譬如隔音室裡邊
呢個系統就會自動調節到最大
會變得好唔穩定
同時開始發出聲音
嗰啲發出嚟嘅聲音，清楚咁話俾你知
毛細胞嘅主動性能
最後，我想要講一個
可能會有人提出嘅問題
跟著會點？
我會講有三方面
將來我會好想研究
第一：毛細胞能做到放大
背後嘅分子摩打係乜嘢？
大自然以某種方式
偶然發現咗一個系統
佢每秒鐘能夠振盪或放大到
兩萬次頻率、或者更高
呢個速度比任何其他生物嘅
振盪頻率都更快
我哋好想知道佢嘅來頭
第二方面，係毛細胞
如何針對聲音環境
嚟調節佢嘅放大程度
喺寧靜或者嘈雜嘅環境裡邊
係乜嘢喺到控制佢嘅放大程度？
第三方面同大家都有關
就係對於人類嘅聽力退化
我哋可以做啲乜嘢？
三千萬美國人同全世界至少四億人
都係日常生活度
面對一個明顯嘅問題：
喺嘈雜嘅環境裡邊、或係電話度
好難聽清楚對方講啲乜
好多人嘅狀況仲會更差
此外，隨著年齡嘅增長
情況會繼續惡化
因為當人類嘅毛細胞死咗
佢哋唔會用細胞分裂嚟再次生長
但係我哋知道非哺乳類動物
佢哋嘅毛細胞可以再生
呢啲生物嘅毛細胞
死咗後會一直再生
所以佢哋能夠一直維持正常嘅聽力
我用小斑馬魚做個例子
最上方嘅細胞會進行分裂
產生兩個新嘅毛細胞
佢哋會先搖擺一陣
之後就會定下嚟，開始工作
我哋相信，若果能了解
呢啲動物嘅毛細胞
再生嗰時使用邊啲分子訊號
我哋就能夠喺人類做到同樣嘅事
我哋同好多其他團體，正努力研究
嘗試創造嗰啲不可思議
可重生嘅毛細胞
多謝各位
（掌聲）