Ślimak to zwinięta struktura w uchu wewnętrznym, która zawiera komórki rzęsate – receptory czuciowe układu słuchowego. Fale dźwiękowe są przekazywane do ślimaka przez małe kości przyczepione do błony bębenkowej zwane kosteczkami słuchowymi, które wprawiają w drgania owalne okienko prowadzące do ucha wewnętrznego. Powoduje to ruch płynu w komorach ślimaka, wprawiając błonę podstawną w drgania.

Błona podstawna rozciąga się od podstawnego końca ślimaka w pobliżu owalnego okienka do wierzchołkowego końca na jego końcu. Chociaż sam ślimak zwęża się w kierunku końca wierzchołkowego, błona podstawna ma odwrotną geometrię – staje się szersza i bardziej elastyczna w kierunku końca wierzchołkowego.

Przede wszystkim ze względu na te cechy fizyczne, wierzchołkowy koniec błony podstawnej maksymalnie wibruje pod wpływem dźwięków o niskiej częstotliwości, podczas gdy węższy, sztywniejszy koniec podstawy maksymalnie wibruje pod wpływem wysokich częstotliwości. Ten gradient odpowiedzi częstotliwościowej tworzy tonotopię – topograficzną mapę wysokości dźwięku – w ślimaku.

Komórki rzęsate są stymulowane przez siłę ścinającą wytwarzaną przez wibracje błony podstawnej pod nimi, w stosunku do sztywniejszej błony tektorialnej nad nimi. Ze względu na tonotopię błony podstawnej, komórki rzęsate są maksymalnie stymulowane przez różne częstotliwości w zależności od tego, gdzie znajdują się w ślimaku. Te na końcu podstawowym najlepiej reagują na wysokie częstotliwości, a te na końcu wierzchołkowym najlepiej reagują na niskie częstotliwości. W związku z tym ich komórki postsynaptyczne – słuchowe komórki nerwowe – mają ten sam tonotopowy wzorzec reakcji.

Ta tonotopia jest utrzymywana w całym szlaku słuchowym, a informacje z różnych regionów ślimaka przemieszczają się zorganizowanymi, równoległymi ścieżkami przez mózg. Ostatecznie pierwszorzędowa kora słuchowa zawiera “mapę” danych wejściowych od podstawy do wierzchołkowego końca ślimaka. Neurony, które są stymulowane w ramach tej mapy, korelują z częstotliwościami, które były słyszane, pomagając w dyskryminacji wysokości dźwięku.

Dlatego ślimak odgrywa istotną rolę zarówno w przekształcaniu informacji dźwiękowych w sygnały neuronowe, jak i w początkowym kodowaniu wysokości dźwięku.