Misschien is het handig eerst de gangbare theorie eens te bekijken, zodat we kunnen nagaan waarin Heerens cs verschillen.
De bewegingen van het trommelvlies worden overgedragen door de gehoorbeentjes naar het ovale venster. Die gehoorbeentjes werken als een hefboom, met een zekere mechanische versterking. Die versterking wordt bepaald door hun onderlinge stand, die wordt beheerst door twee spiertjes. In de gangbare theorie dienen die spiertjes o.a. voor een reflex bij overbelasting, Heerens veronderstelt ook een continue bijstelling van de overdracht, als een AVC.
De bewegingen van het ovale venster leiden tot drukvariaties in de achterliggende vloeistof (perilymfe).
Heerens veronderstelt dat hierdoor een capillaire stroming optreedt, die het signaal overdraagt door de scala vestibuli, en zo naar het basilair membraan.
Nee dat beweert Heerens niet.
Hij stelt dat de heen- en weergaande beweging van het trommelvlies via de hefboomwerking van de gehoorbeenketen overgedragen wordt naar het ovale venster.
En dan wordt die beweging uiteraard overgedragen op de onsamendrukbare perilymfe vloeistof in het slakkenhuis.
Die perilymfe is opgesloten in het kanaal dat bij het topje van het slakkenhuis [helicotrema] is dubbelgevouwen, maar daar niet afsluit. Overigens, het deel tussen ovale venster en helicotrema heet scala vestibuli en het deel tussen helicotrema en het (dicht bij het ovale venster gelegen) ronde venster heet scala tympani.
Wat Heerens vervolgens beweert, is dat die heen- en weergaande beweging in die beide kanaal delen in zijn geheel evenwijdig aan de kanaal-as plaatsvindt.
Dat resulteert er dus in dat als het ovale venster het slakkenhuis in beweegt het ronde venster tegengesteld daaraan, dus er uit beweegt. Zover feitelijk nog niets nieuws.
Heerens beweert dus dat er een periodiek heen- en weergaande beweging – wat je dus ook ‘stroming’ mag noemen – plaats vindt in het perilymfe slakkenhuiskanaal – wat je dan ook weer een ‘capillair’ mag noemen.
Waar Heerens overduidelijk op wijst is dat de door Von Békésy geformuleerde – en vervolgens door iedereen binnen de wetenschappelijke gehoorwereld altijd als juist aanvaarde - hypothese dat de mechanische invloed van het derde kanaal – de scala media, gelegen tussen scala vestibuli en scala tympani – in de werkingsmodellen verwaarloosd mag worden omdat het Reissner membraan – dienst doende als scheidingswand tussen scala vestibuli en scala media – zodanig dun en slap is dat hydromechanisch bezien scala vestibuli en scala media als één geheel beschouwd kunnen worden, apert onjuist is.
Die vereenvoudiging van al die werkingsmodellen is in strijd met de daarvoor bestaande fysische wetten.
Een eenvoudiger verklaring is dat de drukvariaties zich zeer snel als drukgolf door de vloeistof in de scala vestibuli kunnen verspreiden, zodat daar instantaan overal dezelfde druk bestaat. Die druk drijft vervolgens het basilair membraan aan, dat door zijn bijzondere structuur lokaal frequentie-afhankelijk gaat bewegen.(vermoedelijk gelooft Heerens dat ook).
Dit is gebaseerd op de bestaande gehoortheorie, waarbij de op het ovale venster overgebrachte drukvariaties overal in de scala vestibuli dezelfde druk opwekken.
Maar ook dat is dus onjuist. Want volgens de wetten van de hydrodynamica levert de doorstroomdiameter van het helicotrema [die is ruwweg 1/3 van die van scala vestibuli en scala tympani] geen drukreductie van enige betekenis op in het volledige perilymfe kanaal.
Dan levert diezelfde hydrodynamica op dat net als in de scala vestibuli ook in de scala tympani diezelfde ‘drukvariaties’ zouden moeten gelden.
En dan houd je helemaal geen drukverschil over dat de aandrijving verzorgt van het basilair membraan.
Waar Heerens een lopende golf ofwel door stroming, ofwel mechanisch in het basilair membraan veronderstelt, doen wij het zonder.
Neem mij niet kwalijk dat ik dit toch moet opmerken, maar ook hier leest en vervolgens interpreteert Tom Magchielse het boek van Heerens volkomen verkeerd.
Heerens beweert namelijk juist
niet dat er een geluidsenergie transporterende lopende golf in het slakkenhuis aanwezig is. Hij beweert dat die heen- en weergaande beweging overal in het perilymfe kanaal een drukeffect opwekt dat evenredig is met het kwadraat van de lokale perilymfe snelheid en dat vervolgens kan worden afgeleid dat dit drukeffect evenredig is met de momentane geluidsenergie.
Heerens heeft namelijk met het genereren van de oplossing van de niet-stationaire Bernoulli vergelijking in het geval van heen- en weergaande beweging van een niet-viskeuze onsamendrukbare vloeistof in een stroombuis dat ook bewezen. Dat bewijs is ook op Internet als PDF door hem gepubliceerd.
En dat leidt dan tot een stimulus van het basilair membraan die per definitie kwadratisch is.
Dus instantaan is er weldegelijk overal, maar dan wel in zowel de scala vestibuli als de scala tympani, dezelfde drukvariatie. En omdat in de scala media de daarin aanwezige endolymfe vloeistof niet noemenswaard beweegt, kan het basilair membraan reageren op die drukstimulus.
Heerens beschrijft ook dat wat Von Békésy en in navolging van hem anderen hebben waargenomen – een ‘golvend verschijnsel’ op het basilair membraan niets anders is dan een ‘fasegolf’.
Alle delen van het basilair membraan die resonantiefrequenties hebben die hoger zijn dan die van de aangeboden stimulus bewegen [volgens de theorie van de mechanica van tweede orde resonantie systemen] nagenoeg in fase mee met het overal aangeboden signaal.
Daar waar de resonantiefrequentie overeenkomt met die van de aangeboden stimulus gaat het basilair membraan opslingeren, maar zal dat doen met een fasevertraging van 90 graden.
Daar waar de resonantiefrequenties weer lager zijn dan die van de aangeboden stimulus reageert het basilair membraan weer uitermate gering en met een fase verschil van 180 graden.
Allemaal volgens diezelfde mechanica.
Wat dan resulteert in een soort ‘golvende beweging’ die altijd van de locaties met hogere resonantie frequenties loopt richting de plaatsen van de lagere resonantiefrequenties.
Dat is het beste te vergelijken met de ‘wave’ in een stadion. Dat is ook een dergelijke fasegolf.
Op het basilair membraan bevindt zich het orgaan van Corti, waarin zich haarcellen bevinden die getooid zijn met zeer fijne haartjes, de cilia. Deze cilia worden aan de top vastgehouden door een tectaal membraan, terwijl ze met hun basis in een soort zenuwmembraan zitten, in de haarcel, die beweegt. Bij zenuw-en spiermembranen is er een verschil in concentratie van Na+ en K+ ionen tussen binnen en buitenzijde, hetgeen leidt tot een diffusiepotentiaal (rustpotentiaal, ca 60 mV) Door het openen van ion-specifieke kanalen in het celmembraan kunnen de ionen door het membraan stromen, waardoor de rustpotentiaal "instort", en een actiepotentiaal optreedt. In de nasleep hiervan gaan Ca+ ionen naar binnen, waardoor bij spiercellen samentrekking optreedt. Dat openen van de ionen-kanalen gebeurt bij zenuw-en spiercellen langs chemische weg, door de reactie van een receptor eiwit met de transmitterstof (stoffen als acetylcholine bij spieren, dopamine e.d. in de hersenen). Bij de haarcellen vermoedt men dat de ionen-kanalen mechanisch geopend worden, door de mechanische beweging van de cilia.
Dat bestrijdt Heerens ook nergens in het boek. Het enige dat hij stelt is dat het elektrische signaal via de gehoorzenuw naar de hersenen evenredig is met het in frequenties uitgesplitste geluidsenergie signaal.
Er wordt vermoed dat de instroom van Ca+ ionen ook hier een soort samentrekking, althans een mechanische reactie van actine, tot gevolg heeft. Dit is een belangwekkend idee, het betekent n.l. dat de mechanische beweging van de cilia een extra mechanische beweging uitlokt; m.a.w. er is een vorm van meekoppeling. De Franse onderzoeker Jaques Prost veronderstelt zelfs dat deze meekoppeling zo sterk is, dat het systeem op de grens van oscilleren werkt. Dat geeft een grote versterking, verklaart tegelijk ook de mogelijkheid dat het oor bij gebrek aan input (bij doofheid b.v.) spontaan gaat oscilleren. De regelwerking van dit systeem, via ion-concentraties, fungeert dan als sterketregelaar.
Dit laatste deel van het betoog vinden we ook niet bij Heerens.
Inderdaad stelt Heerens dat dit gehypothetiseerde fenomeen niet optreedt. Hij wordt daarin gesterkt door het feit dat veel recent onderzoek het bestaan van dat fenomeen, wat doorgaans de cochleaire versterker genoemd wordt, nergens in het slakkenhuis getraceerd kan worden.
Hij formuleert de hypothese dat het gedifferentieerde en gekwadrateerde geluidsdruk signaal, dat dus zowel een ‘DC’ component – bij een constant geluidsignaal is dat ook een gelijkspanningssignaal in het slakkenhuis – in de vorm van de omhullende als een momentane ‘AC’ component die uitgesplitst wordt naar frequentie.
En vervolgens dient volgens Heerens die ‘DC’ component als stuursignaal voor het gemiddeld bijstellen van de signaaloverdracht via trommelvlies en gehoorbeenketen.
Zo heb ik het altijd begrepen, ik houd me aanbevolen voor commemtaar.
Mag ik Tom Magchielse erop wijzen dat zijn lijfspreuk:
Niets weet U zo zeker als wat U gelooft.
ook voor hem geldt.
Sterker nog: Die zekerheid van het geloof is in het verleden door goed wetenschappelijke onderbouwing meermalen tot de grond toe afgebroken.
Waarom dan niet ook bij dit onderwerp?
En dan nog wat: Bij het lezen van wetenschappelijke geschriften is denken dat je begrijpt wat er staat en daaruit interpreteren niet hetzelfde als echt begrijpen wat er staat en dan interpreteren.
Wetenschapsfilosoof Thomas Kuhn heeft dat in zijn boek ‘The Structure of Scientific Revolutions’ ook duidelijk verwoord: Aanhangers van twee met elkaar concurrerende paradigma’s spreken elkaars taal niet.
Overigens heeft Heerens een paar demonstratie opstellingen gemaakt, waarmee je zondermeer aantoont dat die door hem berekende drukverlagingen in zo’n kanaal ook optreden.
Als je bvb. aan een rek twee vellen A4 papier op enige afstand parallel aan elkaar aan draadjes ophangt en er vervolgens met een blaaspijp lucht tussen blaast, dan bewegen die twee velletjes altijd naar elkaar toe.
Dat is conform de statische variant van het Bernoulli effect.
Ga je nu tussen die twee velletjes met een roerspaan evenwijdig aan die velletjes op en neer [of heen en weer] bewegen, dan kun je bij een lage frequentie al wat merken van het niet-stationaire Bernoulli effect.
Spectaculairder wordt het als de resonantie frequentie voor het om de middellijn van zo’n velletje kantelen wordt bereikt. Dan wordt die kanteling extreem opgevoerd.
Verhoog je vervolgens de frequentie van die roerspaan weer, dan worden beide velletjes naar elkaar toe gedreven tot ze zelfs de randen van de roerspaan gaan raken.
Met vriendelijke groeten,
Lea Coch
