Cochlea

fil:ljudets resa till hjärnan.ogv

spela media

hur ljud tar sig från källan till din hjärna

cochlea är fylld med en vattnig vätska, endolymfen, som rör sig som svar på vibrationerna som kommer från mellanörat via det ovala fönstret. När vätskan rör sig rör sig den cochleära partitionen (basilärt membran och organ av Corti) ; tusentals hårceller känner av rörelsen via sin stereocilia och omvandlar den rörelsen till elektriska signaler som kommuniceras via neurotransmittorer till tusentals nervceller. Dessa primära hörselneuroner omvandlar signalerna till elektrokemiska impulser som kallas handlingspotentialer, som rör sig längs hörselnerven till strukturer i hjärnstammen för vidare bearbetning.

Höranderedigera

Huvudartikel: Hörsel

staplarna (stirrup) ossikelbenet i mellanörat överför vibrationer till fenestra ovalis (ovalt fönster) på utsidan av cochlea, som vibrerar perilymfen i den vestibulära kanalen (övre kammaren i cochlea). Hörselbenen är väsentliga för effektiv koppling av ljudvågor i cochlea, eftersom cochlea–miljön är ett fluidmembransystem, och det tar mer tryck att flytta ljud genom fluidmembranvågor än det gör genom luft. En tryckökning uppnås genom att minska areaförhållandet från det tympaniska membranet (trumman) till det ovala fönstret (staplar ben) med 20. Som tryck =kraft / Area, resulterar i en tryckförstärkning på cirka 20 gånger från det ursprungliga ljudvågstrycket i luft. Denna förstärkning är en form av impedansmatchning – för att matcha ljudvågan som färdas genom luft till den som färdas i vätskemembransystemet.

vid basen av cochlea slutar varje kanal i en membranös portal som vetter mot mellanörhålan: den vestibulära kanalen slutar vid det ovala fönstret, där fotplattan på staplarna sitter. Fotplattan vibrerar när trycket överförs via den ossikulära kedjan. Vågen i perilymfen rör sig bort från fotplattan och mot helicotrema. Eftersom dessa vätskevågor flyttar den cochleära partitionen som separerar kanalerna upp och ner, har vågorna en motsvarande symmetrisk del i perilymf i den tympaniska kanalen, som slutar vid det runda fönstret och utbuktar när det ovala fönstret buktar in.

perilymfen i den vestibulära kanalen och endolymfen i den cochleära kanalen fungerar mekaniskt som en enda kanal och hålls isär endast av det mycket tunna Reissners membran.Vibrationerna i endolymfen i den cochleära kanalen förskjuter basilarmembranet i ett mönster som toppar ett avstånd från det ovala fönstret beroende på ljudvågsfrekvensen. Cortis organ vibrerar på grund av att yttre hårceller förstärker dessa vibrationer ytterligare. Inre hårceller förskjuts sedan av vibrationerna i vätskan och depolariseras av en tillströmning av K+ via sina tip-link-anslutna kanaler och skickar sina signaler via neurotransmittor till spiralganglionens primära hörselneuroner.

hårcellerna i Cortis organ är inställda på vissa ljudfrekvenser genom deras placering i cochlea på grund av styvhetsgraden i basilärmembranet. Denna styvhet beror bland annat på tjockleken och bredden på basilarmembranet, som längs längden på cochlea är styvaste närmast dess början vid det ovala fönstret, där staplarna introducerar vibrationerna som kommer från trumhinnan. Eftersom styvheten är hög där tillåter den endast högfrekventa vibrationer att flytta basilarmembranet och därmed hårcellerna. Ju längre en våg färdas mot cochleas apex (helicotrema), desto mindre styv är basilarmembranet; sålunda rör sig lägre frekvenser ner i röret, och det mindre styva membranet flyttas lättast av dem där den reducerade styvheten tillåter: det vill säga när basilarmembranet blir mindre och mindre styvt, vågorna saktar ner och det svarar bättre på lägre frekvenser. Dessutom rullas cochlea i däggdjur, vilket har visat sig förbättra lågfrekventa vibrationer när de färdas genom den vätskefyllda spolen. Detta rumsliga arrangemang av ljudmottagning kallas tonotopi.

för mycket låga frekvenser (under 20 Hz) sprids vågorna längs hela vägen för cochlea – differentiellt upp vestibulär kanal och tympanisk kanal hela vägen till helicotrema. Frekvenser denna låga aktiverar fortfarande Cortis organ i viss utsträckning men är för låga för att framkalla uppfattningen av en tonhöjd. Högre frekvenser sprids inte till helicotrema på grund av den styvhetsmedierade tonotopin.

en mycket stark rörelse av basilarmembranet på grund av mycket högt ljud kan orsaka hårceller att dö. Detta är en vanlig orsak till partiell hörselnedsättning och är anledningen till att användare av skjutvapen eller tunga maskiner ofta bär öronskydd eller öronproppar.

hårcell amplificationEdit

inte bara cochlea ”ta emot” ljud, en frisk cochlea genererar och förstärker ljud vid behov. Där organismen behöver en mekanism för att höra mycket svaga ljud förstärks cochlea genom omvänd transduktion av OHC: erna och omvandlar elektriska signaler tillbaka till mekaniska i en positiv återkopplingskonfiguration. OHC: erna har en proteinmotor som kallas prestin på sina yttre membran; det genererar ytterligare rörelse som kopplar tillbaka till vätskemembranvågen. Denna ”aktiva förstärkare” är avgörande för öratets förmåga att förstärka svaga ljud.

den aktiva förstärkaren leder också till att fenomenet ljudvågvibrationer avges från cochlea tillbaka in i öronkanalen genom mellanörat (otoakustiska utsläpp).

Otoacoustic emissionsEdit

Otoacoustic utsläpp beror på en våg som lämnar cochlea via det ovala fönstret och sprider sig tillbaka genom mellanörat till trumhinnan och ut ur öronkanalen, där den kan plockas upp av en mikrofon. Otoakustiska utsläpp är viktiga i vissa typer av tester för hörselnedsättning, eftersom de är närvarande när cochlea fungerar bra, och mindre när det lider av förlust av OHC-aktivitet.

roll av gap junctionsEdit

Gap-junction proteiner, kallade connexiner, uttryckta i cochlea spelar en viktig roll i hörselfunktionen. Mutationer i gap-junction-gener har visat sig orsaka syndromisk och icke-syndromisk dövhet. Vissa connexiner, inklusive connexin 30 och connexin 26, är vanliga i de två distinkta gap-junction-systemen som finns i cochlea. Epithelial-cell gap-junction network parar icke-sensoriska epitelceller, medan bindvävsgap-junction network parar bindvävsceller. Gap-junction-kanaler återvinner kaliumjoner tillbaka till endolymfen efter mekanotransduktion i hårceller. Det är viktigt att klyvningskanaler finns mellan cochleära stödceller, men inte hörselhårceller.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *