Cóclea

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Cómo los sonidos se abren camino desde la fuente hasta el cerebro

La cóclea está llena de un líquido acuoso, la endolinfa, que se mueve en respuesta a las vibraciones procedentes del oído medio a través de la ventana ovalada. A medida que el líquido se mueve, la partición coclear (membrana basilar y órgano de Corti) se mueve; miles de células ciliadas detectan el movimiento a través de sus estereocilios y convierten ese movimiento en señales eléctricas que se comunican a través de neurotransmisores a muchos miles de células nerviosas. Estas neuronas auditivas primarias transforman las señales en impulsos electroquímicos conocidos como potenciales de acción, que viajan a lo largo del nervio auditivo hasta las estructuras del tronco encefálico para su procesamiento posterior.

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artículo Principal: Audición

El estribo (estribo) del hueso óseo del oído medio transmite vibraciones a la fenestra ovalis (ventana ovalada) en la parte exterior de la cóclea, que hace vibrar la perilinfa en el conducto vestibular (cámara superior de la cóclea). Los huesecillos son esenciales para el acoplamiento eficiente de las ondas de sonido en la cóclea, ya que el entorno de la cóclea es un sistema de membrana de fluido, y se necesita más presión para mover el sonido a través de las ondas de membrana de fluido que a través del aire. Un aumento de presión se logra reduciendo la relación de área de la membrana timpánica (tambor) a la ventana ovalada (hueso del estribo) en 20. Como Presión = Fuerza / Área, resulta en una ganancia de presión de aproximadamente 20 veces con respecto a la presión original de la onda de sonido en el aire. Esta ganancia es una forma de emparejamiento de impedancia, para hacer coincidir la onda de sonido que viaja a través del aire con la que viaja en el sistema de membrana de fluido.

En la base de la cóclea, cada conducto termina en un portal membranoso que da a la cavidad del oído medio: El conducto vestibular termina en la ventana ovalada, donde se encuentra la placa de apoyo del estribo. La placa de apoyo vibra cuando la presión se transmite a través de la cadena osicular. La onda en la perilinfa se aleja de la plataforma para los pies y se dirige hacia el helicotrema. Dado que esas ondas fluidas mueven la partición coclear que separa los conductos hacia arriba y hacia abajo, las ondas tienen una parte simétrica correspondiente en la perilinfa del conducto timpánico, que termina en la ventana redonda, saliéndose cuando la ventana ovalada entra.

La perilinfa en el conducto vestibular y la endolinfa en el conducto coclear actúan mecánicamente como un solo conducto, manteniéndose separadas solo por la muy delgada membrana de Reissner.Las vibraciones de la endolinfa en el conducto coclear desplazan la membrana basilar en un patrón que alcanza una distancia máxima de la ventana ovalada dependiendo de la frecuencia de la onda de sonido. El órgano de Corti vibra debido a que las células ciliadas externas amplifican aún más estas vibraciones. Las células ciliadas internas son entonces desplazadas por las vibraciones en el fluido, y despolarizan por una afluencia de K+ a través de sus canales conectados por enlace de punta, y envían sus señales a través de neurotransmisores a las neuronas auditivas primarias del ganglio espiral.

Las células ciliadas en el órgano de Corti están sintonizadas a ciertas frecuencias de sonido por su ubicación en la cóclea, debido al grado de rigidez en la membrana basilar. Esta rigidez se debe, entre otras cosas, al grosor y el ancho de la membrana basilar, que a lo largo de la cóclea es más rígida más cerca de su inicio en la ventana ovalada, donde el estribo introduce las vibraciones procedentes del tímpano. Dado que su rigidez es alta allí, solo permite que las vibraciones de alta frecuencia muevan la membrana basilar y, por lo tanto, las células ciliadas. Cuanto más lejos viaja una onda hacia el ápice de la cóclea (el helicotrema), menos rígida es la membrana basilar; por lo tanto, las frecuencias más bajas viajan por el tubo, y la membrana menos rígida se mueve más fácilmente por ellas donde la rigidez reducida lo permite: es decir, a medida que la membrana basilar se vuelve cada vez menos rígida, las ondas se ralentizan y responden mejor a frecuencias más bajas. Además, en los mamíferos, la cóclea está enrollada, lo que ha demostrado mejorar las vibraciones de baja frecuencia a medida que viajan a través de la bobina llena de líquido. Esta disposición espacial de la recepción de sonido se conoce como tonotopía.

Para frecuencias muy bajas (por debajo de 20 Hz), las ondas se propagan a lo largo de la ruta completa de la cóclea, diferencialmente hacia arriba del conducto vestibular y el conducto timpánico hasta el helicotrema. Frecuencias tan bajas todavía activan el órgano de Corti en cierta medida, pero son demasiado bajas para provocar la percepción de un tono. Las frecuencias más altas no se propagan al helicotrema, debido a la tonotopía mediada por la rigidez.

Un movimiento muy fuerte de la membrana basilar debido a un ruido muy fuerte puede causar la muerte de las células ciliadas. Esta es una causa común de pérdida de audición parcial y es la razón por la que los usuarios de armas de fuego o maquinaria pesada a menudo usan orejeras o tapones para los oídos.

Amplificación de células ciliadeditar

La cóclea no solo «recibe» sonido, sino que una cóclea sana genera y amplifica el sonido cuando es necesario. Cuando el organismo necesita un mecanismo para escuchar sonidos muy débiles, la cóclea se amplifica mediante la transducción inversa de los OHC, convirtiendo las señales eléctricas en mecánicas en una configuración de retroalimentación positiva. Los OHC tienen un motor de proteína llamado prestina en sus membranas externas; genera movimiento adicional que se acopla de nuevo a la onda de membrana de fluido. Este» amplificador activo » es esencial en la capacidad del oído para amplificar sonidos débiles.

El amplificador activo también provoca el fenómeno de las vibraciones de ondas sonoras que se emiten desde la cóclea hacia el canal auditivo a través del oído medio (emisiones otoacústicas).

Emisiones otoacústicaseditar

Las emisiones otoacústicas se deben a una onda que sale de la cóclea a través de la ventana ovalada y se propaga de vuelta a través del oído medio hasta el tímpano y sale del canal auditivo, donde puede ser captada por un micrófono. Las emisiones otoacústicas son importantes en algunos tipos de pruebas de discapacidad auditiva, ya que están presentes cuando la cóclea funciona bien, y menos cuando sufre pérdida de actividad de OHC.

Papel de las uniones gapeditar

Las proteínas de unión gap, llamadas conectinas, expresadas en la cóclea desempeñan un papel importante en el funcionamiento auditivo. Se ha encontrado que las mutaciones en los genes de la unión de brecha causan sordera sindrómica y no sindrómica. Ciertas conexiones, incluyendo la conexión 30 y la conexión 26, prevalecen en los dos sistemas de unión de separación distintos que se encuentran en la cóclea. La red de unión de brecha de células epiteliales se acopla a células epiteliales no sensoriales, mientras que la red de unión de brecha de tejido conectivo se acopla a células de tejido conectivo. Los canales de unión reciclan los iones de potasio de vuelta a la endolinfa después de la mecanotransducción en las células ciliadas. Es importante destacar que se encuentran canales de unión entre las células de soporte coclear, pero no entre las células ciliadas auditivas.

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