El sonido entra en el oído y llega a una membrana delgada dentro de la cóclea, el órgano espiral del oído interno. Esta membrana no solo tiembla como una cuerda; ella misma impulsa las vibraciones cuando son débiles y deja de hacerlo cuando son fuertes. Así, el oído escucha tanto un susurro como una conversación alta.
Los científicos construyeron un modelo donde cada trozo de la membrana es un pequeño péndulo con un resorte. El resorte empuja con más fuerza cuando las vibraciones son pequeñas y casi no empuja cuando son grandes. Es como un columpio: si lo empujas suavemente, se balancea; si lo empujas con fuerza, ya no ayudas. Esta regla se llama exponencial.
El modelo también mostró que la conexión entre segmentos vecinos de la membrana es importante. Amplía el rango de frecuencias audibles y cambia la forma de la onda viajera. Es como si los columpios estuvieran conectados con cuerdas: el movimiento de unos se transmite a otros.
Este modelo tan simple ayuda a entender cómo el oído maneja un enorme rango de volumen, desde el susurro de las hojas hasta el rugido de un motor.
La cóclea es un tubo en espiral de unos 3,5 centímetros de largo, enrollado en dos vueltas y media.
En la película 'Osmosis Jones', el sonido se representa como una onda que corre por una membrana, pero en realidad el oído amplifica activamente las señales débiles, como en este modelo.