20.11: Droga słuchowa

Droga słuchowa stanowi złożony obwód nerwowy odpowiedzialny za przekazywanie i interpretację informacji słuchowych z obwodowego układu słuchowego do mózgu. Fale dźwiękowe są początkowo wychwytywane przez ucho zewnętrzne, przepuszczane przez kanał słuchowy i docierają do błony bębenkowej (błony bębenkowej). Drgania te przenoszone są poprzez kosteczki ucha środkowego do ślimaka ucha wewnętrznego.

Oglądany w przekroju poprzecznym, ślimak ukazuje schody przedsionka oraz schody bębenka, otaczające przewód ślimakowy. W przewodzie ślimakowym znajdują się liczne narządy Cortiego, które przekształcają ruch falowy łopatki w impulsy nerwowe. Umieszczone na błonie podstawnej, która znajduje się pomiędzy narządami Cortiego a skalą bębenkową w przewodzie ślimakowym, narządy te reagują na fale płynu przemieszczające się przez schody przedsionka i schody bębenka. Miejsca na błonie podstawnej reagują selektywnie na częstotliwości fal; obszary bliższe podstawie ślimaka reagują na wyższe częstotliwości, a obszary bliżej końcówki ślimaka reagują na niższe częstotliwości.

W narządach Cortiego rozmieszczone są komórki rzęsate, nazwane od stereocili (przypominających włosy), które wystają z ich wierzchołkowych powierzchni. Te stereocilia, zorganizowane w gradiencie od najwyższego do najniższego, są połączone włóknami białkowymi w każdym układzie. Te uwięzi białkowe ułatwiają zbiorowe zginanie tych układów w odpowiedzi na ruch błony podstawnej. Rozciągając się w kierunku błony tektorialnej, która jest przymocowana przyśrodkowo do narządu Cortiego, te stereocilia podlegają ruchowi bocznemu, gdy fale ciśnienia z łopatki stymulują błonę podstawną. Zaginanie stereocilii w kierunku najwyższej lub od najwyższej w szeregu powoduje zmianę napięcia uwięzi białka, otwierając kanały jonowe w błonie komórki włoskowej, jeśli są one wygięte w stronę najwyższej i zamykają je, jeśli są wygięte w stronę najkrótszej. W przypadku braku dźwięku stojące stereocilia wywierają niewielki stopień napięcia na uwięzi, co powoduje niewielką depolaryzację błony komórkowej włosów.

Komórki rzęsate przekształcają wibracje mechaniczne w sygnały elektryczne, aktywując włókna nerwu słuchowego. Sygnały te wędrują przez nerw słuchowy do pnia mózgu, w szczególności do jąder ślimakowych, i wznoszą się przez wiele przekaźników, w tym przez górny kompleks oliwkowy i dolny wzgórek.

Sygnały słuchowe kontynuują swoją podróż do wzgórza i ostatecznie docierają do kory słuchowej w płacie skroniowym mózgu. Region ten przetwarza informacje, rozróżniając różne atrybuty dźwięku, takie jak wysokość, intensywność i lokalizacja, umożliwiając percepcję i interpretację bodźców słuchowych.

Słyszenie zaczyna się, gdy fale dźwiękowe dostają się do zewnętrznego przewodu akustycznego i wibrują błonę bębenkową.

Drgania te są wzmacniane za pomocą kosteczek słuchowych i przekazywane do ucha wewnętrznego, tworząc silną falę ciśnienia w sztywnym płynie ślimakowym.

Fale dźwiękowe w zakresie słyszalnym przechodzą przez ślimak i wprawiają w drgania błonę podstawną. U podstawy tej błony znajduje się narząd spiralny. Zawiera wewnętrzne komórki rzęsate, które działają jako receptory słuchu.

Te komórki rzęsate mają sztywne rzęski połączone ze sobą cienkimi włóknami zwanymi ogniwami końcówkowymi, połączonymi z mechanicznie bramkowanymi kanałami jonowymi.

Wibracje w błonie podstawnej powodują napięcie ogniw końcówki, aby otworzyć lub zamknąć kanały jonowe, depolaryzując lub hiperpolaryzując błonę.

Depolaryzacja zwiększa uwalnianie neuroprzekaźników, generując znacznie większy potencjał czynnościowy w nerwie ślimakowym niż w stanie spoczynku.

Stąd impulsy są przenoszone do jąder ślimaka w rdzeniu przedłużonym, poruszając się wzdłuż pnia mózgu, aby dotrzeć do pierwszorzędowej kory słuchowej znajdującej się w płacie skroniowym w celu świadomego uświadomienia sobie dźwięku.