귀는 음파를 수신하고 처리하는 역할을 하여 우리가 소리를 들을 수 있게끔 해주는 복잡한 기관으로서 수신된 음파를 뇌가 해석할 수 있는 신경신호들로 바꿔주는 역할을 합니다. 이번 글에서는 간단한 귀의 원리와 귀와 관련된 질환 치료, 그리고 달팽이관 이식기술의 혁신에 대해 이야기하겠습니다.
귀의 원리
귀는 크게 외이,중이,내이로 크게 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 외이는 흔히 생각하는 머리 양쪽의 귀와 귓구멍까지를 말하며 음파는 이 외이를 통해 들어가 고막까지 따라 이동합니다. 중이는 세 개의 작은 뼈를 포함하는 공기로 채워진 작은 방입니다. 음파가 고막에 도달 할 때 고막을 진동하게 하고 골의 진동은 소리를 증폭시켜 내이로 전달하게됩니다. 내이는 달팽이관과 진정계를 포함하는 복잡한 구조로 되어있습니다. 달팽이관은 청각의 주요 기관이며 음파를 뇌로 보낼 수 있는 신경 신호로 바꾸는 역할을 합니다. 수천 개의 작은 털 세포들이 벽을 따라 늘어서있는 구조인데 생긴 모습이 달팽이 껍질처럼 생겼다 하여 달팽이관 이라고 칭합니다. 음파가 달팽이관에 도달하면 달팽이관 내부의 액체가 움직이게 되어 유모 세포가 휘게 됩니다. 유모 세포의 구부러짐은 청각 신경을 통해 뇌로 보내지는 신경 신호를 생성하는 신경 전달물질을 방출하게됩니다. 그런 신호가 우리 뇌에서 최종적으로 처리되어 우리가 우리 주변의 소리를 인식하고 해석하게 되는 것입니다. 한가지 귀에 관련하여 놀랍고 재밌는 사실은 우리가 소리의 방향을 인지할 수 있다라는 겁니다. 사실 당연한 이야기가 아닌가 생각할 수도 있지만 소리의 속도, 즉 음속은 일반적으로 340m/s로 알려져있는데 이는 1초에 소리가 340m를 지나갈 수 있다는 말입니다. 그런데 우리의 머리의 직경이 대충20cm 정도라 가정해본다면 음속의 입장에서 20cm는 찰나의 순간에 불과할겁니다. 하지만 진화의 진화를 거듭해온 우리의 귀는 그 찰나와도 같은 미세한 차이를 구별해내는데 문제가 없습니다. 예를 들어 왼쪽에서 박수를 쳤는지 오른쪽에서 박수를 쳤는지 금방 구별해낼 수 있습니다.
귀와 관련된 질환 , 치료
귀와 관련된 질병은 불편함, 통증 , 그리고 극단적인 경우 청력 손실을 야기하면서 사람의 삶의 질에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 중이염으로도 알려진 귀 질환은 박테리아나 바이러스가 중이를 감염시킬 때 발생합니다. 증상은 귀의 통증, 발열, 난청 등이 있으며 심한 경우 청력 손실이나 고막 손상을 일으킬 수 있습니다. 치료법으로는 감염을 죽이기 위해 항생제나 항바이러스제가 사용되며 통증을 관리하는 차원에서 처방전 없이 살 수 있는 진통제도 사용됩니다. 이명은 귀에서 울리거나 윙윙거리는 소리가 나는 것이 특징인 질환입니다. 시끄러운 소음이나 특정 약물 또는 나이와 관련된 상황에 노출되어 발생할 수 있으며 육체적인 고통을 넘어 정신적인 피해까지도 유발할 수 있는 질환입니다. 이명을 치료하기위한 여러 치료법이 있는데 인지 행동 치료나 소리 치료, 이완 기술 등이있습니다. 난청은 전 세계 수백만 명의 사람들에게 영향을 미치는 흔한 질환입니다. 난청의 증상에는 소리를 잘 듣지 못하는 것이 특징인데 수술을 요하는 경우도 있으나 보통 보청기나 달팽이관 삽입물 또는 기타 보조 장치가 치료로 사용됩니다. 메니에르병은 내이에 영향을 미쳐 현기증, 이명, 청력 손실을 일으키는 만성질환으로서 일반적으로 내이에 액체가 축적되어 발생하며 이는 귀 구조의 손상으로 이어질 수 있습니다. 치료법으로는 식이 변화, 체액 축적을 줄이기 위한 약물치료 또는 수술 등이 있습니다.
달팽이관 이식 기술의 혁신
혁신적인 청력 치료 기술은 난청이 있는 사람들의 삶을 변화시키고 있습니다. 그러한 기술 중 하나인 달팽이관 이식술은 오래전부터 있어 왔지만 최근의 과학과 의학의 발전으로 인해 더욱 효과적이며 그 적용 범위 또한 커졌습니다. 달팽이관 삽입물은 귀의 손상된 부분을 우회하여 청각 신경을 직접 자극해서 심각한 청각 장애를 가진 사람들에게 청력을 제공하는 수술 이식장치입니다. 임플란트는 두 주요 부분으로 나뉘는데 환경에서 소리를 포착하고 처리하는 외부 사운드 프로세서와 처리된 소리를 전기 자극으로 변환하여 청각 신경으로 전달하는 내부 임플란트가 바로 그것입니다. 이런 달팽이관 삽입술의 중요한 최근 발전 중 하나는 음질을 개선하고 배경 소음을 줄이는 신호 처리 알고리즘의 개발입니다. 이러한 알고리즘은 정교한 디지털 신호 처리 기술을 사용하여 음향 신호를 분석하고 향상시켜 사용자가 더 이해하기 쉽게 만들어주며 또 서로 다른 주파수 대역을 선택적으로 증폭하여 음성 인식을 최적화해주기 때문에 시끄러운 환경에서도 대화가 원활하게 가능하게 해줍니다. 달팽이관 삽입술의 또다른 최근 혁신은 임플란트와 무선연결이 가능하게 되었다라는 점인데 스마트폰이나 TV에 무선 연결을 함으로써 소리를 임플란트로 직접 스트리밍하여 보다 원활한 청취활동이 가능하게끔 해준다는 겁니다. 달팽이관 이식은 전통적으로 보청기의 혜택을 받지 못하는 난청이 심한 사람들을 치료하는데 사용되었습니다. 그러나 최근 이 기술의 발전으로 부분 난청 또는 편측 난청환자를 포함하여 더 넓은 범위의 환자에게 사용할 수 있게 되었고 심지어 이식 치료가 금기시 되어왔던 달팽이관 무형성 환자에게도 효과가 있다는 연구가 진행됨에따라 그 범위는 더욱 넓어졌다고 할 수 있습니다. 이러한 인공 달팽이관 이식 기술은 청력 손실이 있는 사람들에게 안전하고 효과적인 선택지를 제공해주며 앞으로도 계속해서 발전하고 개선 될 것입니다.
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