نتایج تحقیقات جدید دانشگاه کیوتو ژاپن، نشان می‌دهد که امواج صوتی، حتی آنهایی که در محدوده قابل شنیدن هستند، می‌توانند رفتار سلولی را تغییر دهند.

دانشمندان با استفاده از تجهیزات طراحی شده ویژه دریافتند که صدا می‌تواند تشکیل سلول‌های چربی را سرکوب کرده و بر فعالیت ژن‌ها تاثیر بگذارد. این یافته‌های شگفت‌انگیز راه را برای درمان‌های غیرتهاجمی باز می‌کند که صدا را برای تاثیرگذاری بر بدن ما در سطح سلولی مهار می‌کنند.

احساس کردن صدا

به احتمال زیاد صدا را زمان ایستادن در نزدیکی هواپیما هنگام برخاستن آن یا در کنار بلندگوهای بزرگ در یک کنسرت احساس کرده‌اید. در این زمان، صدا آنقدر قوی می‌شود که به‌نظر می‌رسد، کل بدن شما می‌لرزد. در چنین لحظاتی، شما نه تنها صدا را با گوش خود نمی‌شنوید، بلکه تمام بدن شما آن را احساس می‌کند. همانطور که نتایج تحقیقات جدید نشان می‌دهد، سلول‌های شما نیز ممکن است در واقع به صدا پاسخ دهند.

صدا در هسته خود از امواج مکانیکی فشرده و نادری تشکیل شده است که از طریق موادی مانند هوا، آب یا بافت عبور می‌کند. این یکی از ویژگی‌های اساسی دنیای فیزیکی و منبع اطلاعاتی حیاتی برای موجودات زنده است. اما دانشمندان به تازگی به درک چگونگی تاثیر صدا در سطح سلولی بر بدن کرده‌اند.

بررسی اثرات صدا بر سلول‌ها

محققان دانشگاه کیوتو با الهام از پیشرفت‌های زیست‌شناسی مکانیکی و تحقیقات مربوط به صدای هدایت شده بدن، روشی که ارتعاش‌ها در بافت‌ها حرکت می‌کنند، همچنین بر اساس نتایج تحقیقات قبلی در سال ۲۰۱۸، چگونگی واکنش سلول‌ها به صدا را بررسی کردند. یافته‌های آنان نشان می‌دهد که فشار امواج صوتی ممکن است برای تحریک پاسخ‌هایی در داخل سلول‌ها کافی باشد.

ماساهیرو کومتا، محقق این تحقیق می‌گوید: برای بررسی تاثیر صدا بر فعالیت‌های سلولی، ما سیستمی برای شناور شدن سلول‌های کشت‌شده در امواج صوتی طراحی کردیم.

چگونگی انجام آزمایش

این گروه تحقیقاتی، ابتدا یک مبدل ارتعاش را به‌صورت وارونه روی یک قفسه نصب کردند، سپس با استفاده از پخش‌کننده صوتی دیجیتال متصل به یک تقویت کننده، سیگنال‌های صوتی را از طریق مبدل به دیافراگم متصل به یک ظرف کشت سلولی ارسال کردند. این کار به محققان اجازه داد تا فشار صوت را در محدوده صدای فیزیولوژیکی به سلول‌های کشت داده شده منتشر کنند.

پس از این آزمایش، محققان با استفاده از توالی‌یابی RNA، بررسی با میکروسکوپ و روش‌های دیگر، تاثیر صدا را بر سلول‌ها تجزیه‌وتحلیل کردند. نتایج آنان پاسخ‌های سطح سلولی را به محدوده قابل شنیدن تحریک صوتی نشان داد.

سرکوب تشکیل سلول‌های چربی

به‌طور خاص، این گروه متوجه تاثیر قابل توجه صدا در سرکوب تمایز سلول‌های چربی شد، فرآیندی که طی آن پره آدیپوسیت‌ها به سلول‌های چربی تبدیل می‌شوند و امکان استفاده از صوت برای کنترل وضعیت‌های سلولی و بافتی را آشکار کردند.

کومتا می‌گوید: از آنجایی که صدا غیر مادی است، تحریک صوتی ابزاری غیر تهاجمی، ایمن و فوری است و شاید برای پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی مفید باشد. 

گروه تحقیقاتی همچنین حدود ۱۹۰ ژن حساس به صدا را شناسایی کردند، به تاثیر صدا در کنترل فعالیت چسبندگی سلولی اشاره کردند و مکانیسم درون سلولی را که از طریق آن سیگنال‌های صوتی منتقل می‌شوند، مشاهده کردند.

بازاندیشی در درک صدا

این تحقیق علاوه بر ارائه شواهد قانع‌کننده از درک صدا در سطح سلول، مفهوم سنتی ادراک صدا در موجودات زنده را نیز به چالش می‌کشد، یعنی این که ادراک صدا به واسطه اندام‌های گیرنده مانند مغز انجام و معلوم می‌شود که سلول‌های شما به صداها نیز پاسخ می‌دهند.