20.11: Hörweg

Hörbahnen stellen die komplexen neuronalen Schaltkreise dar, die für die Übertragung und Interpretation von Hörinformationen vom peripheren Hörsystem zum Gehirn verantwortlich sind. Schallwellen werden zunächst vom Außenohr eingefangen, durch den Gehörgang geleitet und erreichen das Trommelfell (Trommelfell). Diese Schwingungen werden über die Gehörknöchelchen des Mittelohrs an die Hörschnecke des Innenohrs weitergeleitet.

Im Querschnitt betrachtet zeigt die Cochlea die Scala vestibuli und die Scala tympani, die den Ductus cochlearis flankieren. Zahlreiche Corti-Organe befinden sich im Ductus cochlearis, der die Wellenbewegung der Scala in neuronale Impulse umwandelt. Diese Organe befinden sich auf der Basilarmembran – die sich zwischen den Corti-Organen und den Scala tympani innerhalb des Cochlea-Ductus befindet – und reagieren auf Flüssigkeitswellen, die durch die Scala vestibuli und die Scala tympani wandern. Positionen auf der Basilarmembran reagieren selektiv auf Wellenfrequenzen; Bereiche, die proximal der Cochlea-Basis liegen, reagieren auf höhere Frequenzen, und Bereiche, die näher an der Cochlea-Spitze liegen, reagieren auf niedrigere Frequenzen.

In die Corti-Organe sind Haarzellen eingestreut, die nach den Stereozilien (die Haaren ähneln) getauft wurden und aus ihren apikalen Oberflächen herausragen. Diese Stereozilien, die in einem Gradienten von der höchsten zur kürzesten angeordnet sind, sind durch Proteinfasern innerhalb jedes Arrays miteinander verbunden. Diese Protein-Tether erleichtern die kollektive Biegung dieser Arrays als Reaktion auf die Bewegung der Basilarmembran. Diese Stereozilien erstrecken sich in Richtung der Tektorialmembran, die medial am Corti-Organ befestigt ist, und bewegen sich lateral, während die Druckwellen der Scala die Basilarmembran stimulieren. Die Biegung der Stereozilien entweder in Richtung oder weg von der höchsten in der Anordnung bewirkt eine Verschiebung der Spannung des Proteinbandes, wodurch Ionenkanäle innerhalb der Haarzellmembran geöffnet werden, wenn sie zur höchsten gebogen werden, und geschlossen werden, wenn sie zur kürzesten gebogen werden. In Abwesenheit von Schall üben stehende Stereozilien eine geringe Spannung auf die Haltegurte aus, was zu einer leichten Depolarisation der Haarzellmembran führt.

Die Haarzellen wandeln mechanische Schwingungen in elektrische Signale um und aktivieren so die Hörnervenfasern. Diese Signale wandern durch den Hörnerv zum Hirnstamm, insbesondere zu den Cochlea-Kernen, und steigen durch mehrere Relais auf, einschließlich des Komplexes olivarius superior und des Colliculus inferior.

Die auditiven Signale setzen ihre Reise zum Thalamus fort und erreichen schließlich die auditorische Rinde im Temporallappen des Gehirns. Diese Region verarbeitet die Informationen, unterscheidet verschiedene Klangattribute wie Tonhöhe, Intensität und Lokalisation und ermöglicht so die Wahrnehmung und Interpretation von auditiven Reizen.