Heuschrecken-Gehör liefert Vorbild für Mikrophone

Wahrnehmung extrem leiser Geräusche möglich

Wissenschaftlern der Universität von Bristol könnte es bald gelingen, Mikrophone nach dem Vorbild des Gehörs von Heuschrecken zu entwickeln. Ein multidisziplinäres Team um Daniel Robert hat herausgefunden, dass die nur Mikrometer dünne Membran des Heuschrecken-Hörsinns in der Struktur äußerst komplex ist. Die Stärke der Membran variiert an verschiedenen Punkten. Diese hat Auswirkungen darauf, wie die dünne Hautschicht auf ein Geräusch reagiert. Die Forscher haben festgestellt, dass die Membran durch ein Geräusch nur um einige Nanometer hin- und herschwingt.

„Durch das Verständnis wie Schallwellen im Gehör der Heuschrecke in eine mechanische Antwort umgewandelt werden, können wir Mikrophone entwickeln, die auf der Funktion natürlichen Hörens basieren“, erklärt Forschungsleiter Daniel Robert. Diese Mikrophone könnten extrem leise Geräusche aufnehmen und ihre Frequenz analysieren, welche die Geräte derzeit nicht registrieren können, so der englische Wissenschaftler. Deshalb soll laut Robert die Zusammenarbeit von Biologen mit Physikern und Ingenieuren weiter forciert werden.

Überdies hat das Bristoler Forscher-Team mit Hilfe von Nanotechnologie das Gehör von Stechmücken untersucht. Das ermöglichte den Wissenschaftlern mit einer Lasertechnik exakt zu messen, inwiefern ein Geräusch die Stechmücken-Antennen nur um Nanometer bewegt. Mit diesen Ergebnissen erstellten die Forscher eine 3D-Karte des Antennen-Profils, wobei sie herausfanden, dass Stechmücken, wie Menschen auch, aktiv hören können. Stechmücken können eigene Schwingungen erzeugen, die ankommende Geräusche verstärken und damit die Empfindlichkeit des Gehörs verbessern. Allerdings können die Insekten die Geräuschverstärkung auch stoppen, wenn die Schwingung selbst stark genug ist.

„Darüber, wie Stechmücken das tun, weiß man noch wenig“, sagt Daniel Robert. Doch durch die neuen Ergebnisse erhielten die Wissenschaftler ein besseres Verständnis über den Mechanismus, der den Weg für die Entwicklung winziger Sensoren ebnen könnte, so Robert. Diese stellt sich der englische Forscher robust genug für ein breites Band an Geräuschen vor und gleichzeitig empfindlich genug, um Schwingungen im Nanobereich zu entdecken. Seine Ergebnisse präsentiert Daniel Robert am 8. April auf dem internationalen Science Festival in Edinburgh.