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19.7: 달팽이관
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Biology

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The Cochlea
 
전사물

19.7: The Cochlea

19.7: 달팽이관

The cochlea is a coiled structure in the inner ear that contains hair cells—the sensory receptors of the auditory system. Sound waves are transmitted to the cochlea by small bones attached to the eardrum called the ossicles, which vibrate the oval window that leads to the inner ear. This causes fluid in the chambers of the cochlea to move, vibrating the basilar membrane.

The basilar membrane extends from the basal end of the cochlea near the oval window to the apical end at its tip. Although the cochlea itself narrows towards the apical end, the basilar membrane has the opposite geometry—becoming wider and more flexible towards the apical end.

Primarily because of these physical characteristics, the apical end of the basilar membrane maximally vibrates when exposed to low-frequency sounds, while the narrower, stiffer basal end maximally vibrates when exposed to high frequencies. This gradient of frequency response creates tonotopy—a topographic map of pitch—in the cochlea.

The hair cells are stimulated by the shearing force created by the vibration of the basilar membrane below them, relative to the stiffer tectorial membrane above them. Because of the tonotopy of the basilar membrane, hair cells are maximally stimulated by different frequencies depending on where they are in the cochlea. Those at the basal end respond best to high frequencies, and those at the apical end respond best to low frequencies. Consequently, their postsynaptic cells—the auditory nerve cells—have the same tonotopic pattern of responses.

This tonotopy is maintained throughout the auditory pathway, with information from different regions of the cochlea traveling in organized, parallel pathways through the brain. Ultimately, the primary auditory cortex contains a “map” of inputs from the basal to the apical end of the cochlea. The neurons that are stimulated within this map correlate with the frequencies that were heard, aiding in pitch discrimination.

Therefore, the cochlea plays a vital role both in the transduction of sound information into neural signals and the initial encoding of the pitch.

달팽이관은 내이의 코일 구조로, 청각 계통의 감각 수용체인 모발 세포를 포함합니다. 음파는 내이로 이어지는 타원형 창문을 진동시키는 오실이라고 불리는 고막에 부착된 작은 뼈에 의해 달팽이관으로 전달됩니다. 이것은 달팽이관의 방에 있는 액체가 바실라 막을 진동하는 움직이기 위하여 일으키는 원인이 됩니다.

바실라 멤브레인은 타원형 창 근처의 달팽이관의 기저 끝에서 끝에 있는 정점 끝까지 확장됩니다. 달팽이관 자체가 정맥 끝으로 좁혀지지만, 바실라 멤브레인은 반대의 형상을 가지며, 이는 어설프다 끝으로 더 넓고 유연해집니다.

이러한 물리적 특성 때문에 바실라 막의 정골 끝은 저주파 소리에 노출될 때 최대 진동하며, 더 좁고 단단한 기저 끝이 높은 주파수에 노출될 때 최대 진동합니다. 주파수 응답의 이 그라데이션은 달팽이관에 피치의 지형맵인 토노토피를 만듭니다.

모발 세포는 그(것)들의 위에 단단한 지각 막에 상대하여 그(것)들의 아래 바실라 막의 진동에 의해 생성된 전단력에 의해 자극됩니다. 바실라 막의 토노토피 때문에, 머리 세포는 달팽이관에 있는 곳에 따라서 다른 주파수에 의해 최대 자극됩니다. 기저 끝에 있는 사람들은 높은 주파수에 가장 잘 반응하며, 정압 끝에 있는 사람들은 낮은 주파수에 가장 잘 반응합니다. 따라서 청각 신경 세포인 그들의 포스트냅스 세포는 동일한 토토픽 패턴의 반응이 있습니다.

이 토토피는 청각 통로 를 통해 유지되며, 달팽이관의 다른 지역에서 얻은 정보가 뇌를 통해 조직되고 평행한 통로로 여행합니다. 궁극적으로, 1 차 청각 피질은 달팽이관의 정압 끝에 기초에서 입력의 "지도"를 포함합니다. 이 지도 내에서 자극되는 뉴런은 피치 차별을 돕기 위해 들었던 주파수와 상관 관계가 있습니다.

따라서, 달팽이관은 신경 신호로 소리 정보의 변환과 피치의 초기 인코딩 모두에서 중요한 역할을한다.


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