عندما تصل موجة صوتية إلى الأذن، تبلغ القوقعة — وهي عضو حلزوني في الأذن الداخلية مملوء بسائل. داخل القوقعة يوجد الغشاء القاعدي — حاجز رقيق مرن يهتز بفعل الصوت. لكنه ليس وترًا سلبيًا: الغشاء يضخ الطاقة بنفسه في الاهتزازات الضعيفة ويتوقف عن ذلك عندما تصبح الاهتزازات قوية. بفضل هذا السلوك غير الخطي النشط، تلتقط الأذن الهمس والكلام العالي دون تشبع.
لفهم الآلية، بنى العلماء نموذجًا رياضيًا يمثل فيه كل جزء من الغشاء كبندول صغير على نابض. يعمل النابض كعنصر نشط: يدفع البندول بقوة أكبر عند الإزاحات الصغيرة ولا يتدخل تقريبًا عند الإزاحات الكبيرة. يشبه هذا الأرجوحة: دفعات خفيفة متزامنة تزيد تأرجحها، أما عند السعة الكبيرة فالدفعات الإضافية لا تزيد المطال. هذا الاعتماد للكسب على المطال يوصف بقانون أسي.
أظهر النموذج أيضًا أن الترابط بين الأجزاء المتجاورة من الغشاء — وهو نوع من التفاعل الميكانيكي — يلعب دورًا رئيسيًا. فهو يوسع نطاق الترددات المسموعة ويغير شكل الموجة المتنقلة التي تنتشر على طول الغشاء. يمكن تخيل ذلك كأراجيح مربوطة بحبال: حركة بعضها تنتقل إلى الأخرى، مما يخلق ديناميكية جماعية.
هذا النموذج البسيط نسبيًا يساعد على فهم كيف تتعامل الأذن مع نطاق واسع جدًا من الشدة — من حفيف الأوراق إلى هدير المحرك — باستخدام التضخيم النشط والتغذية الراجعة غير الخطية.
القوقعة عبارة عن أنبوب حلزوني يبلغ طوله حوالي 3.5 سنتيمتر، ملفوف في دورتين ونصف.
في فيلم «أوسموسيس جونز» يُصوَّر الصوت كموجة تجري على غشاء، لكن في الواقع الأذن تضخم الإشارات الضعيفة بنشاط، كما في هذا النموذج.