Back to chapter

19.7:

Π£Π»ΠΈΡ‚ΠΊΠ°

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Cochlea

Languages

Share

Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ ΠΊ ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠ΅ Π²ΠΎ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΌ ΡƒΡ…Π΅ косточками, Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π² овальном ΠΎΠΊΠ½Π΅, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°Π΅Ρ‚ ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΎΡΡ‚ΡŒ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΡƒ, вызывая Π²ΠΈΠ±Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡŽ базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹. Базилярная ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π° ΡƒΠΆΠ΅ ΠΈ ТёстчС Π½Π° базальном ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅, сторонС, блиТайшСй ΠΊ ΠΎΠ²Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌΡƒ ΠΎΠΊΠΎΡˆΠΊΡƒ. И Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠ°Ρ ΠΈ гибкая Π½Π° апикальном ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅.Π’ Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅, Π±Π°Π·Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ† максимально Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ Π² ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ Π½Π° высокиС частоты, Π° Π°ΠΏΠΈΠΊΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ† Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ максимально Π² ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ Π½Π° Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠ΅ частоты, создавая Ρ‚ΠΎΠ½ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΠΈΡŽ, Ρ‚ΠΎΠΏΠΎΠ³Ρ€Π°Ρ„ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Ρƒ высоты. Вибрация базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ создаёт ΡΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ усилиС Π½Π° волосковыС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ находятся ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π½ΠΈΠΌΠΈ, ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΠΆΡ‘ΡΡ‚ΠΊΡƒΡŽ Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρƒ, гСнСрируя Π½Π΅ΠΉΡ€ΠΎΠ½Π½Ρ‹ΠΉ сигнал Π½Π° слуховом Π½Π΅Ρ€Π²Π΅ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ Π² этом мСстС. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ, высокиС частоты Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ слухового Π½Π΅Ρ€Π²Π° Π½Π° базальном ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠΈ, Π² Ρ‚ΠΎ врСмя, ΠΊΠ°ΠΊ Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠ΅ частоты Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ апикального ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π°.Π­Ρ‚Π° тонотопия сохраняСтся Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· слуховыС ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ ΠΊ ΠΌΠΎΠ·Π³Ρƒ, Π³Π΄Π΅ это ΠΏΠΎΠΌΠΎΠ³Π°Π΅Ρ‚ Π² Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΠΈ высоты Ρ‚ΠΎΠ½Π°.

19.7:

Π£Π»ΠΈΡ‚ΠΊΠ°

Π£Π»ΠΈΡ‚ΠΊΠ° являСтся ΡΠΏΠΈΡ€Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ структурой Π²ΠΎ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΌ ΡƒΡ…Π΅, которая содСрТит волосковыС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ-сСнсорныС Ρ€Π΅Ρ†Π΅ΠΏΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ слуховой систСмы. Π—Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²Ρ‹Π΅ Π²ΠΎΠ»Π½Ρ‹ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π² ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΡƒ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠΌΠΈ костями, ΠΏΡ€ΠΈΠΊΡ€Π΅ΠΏΠ»Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΊ Π±Π°Ρ€Π°Π±Π°Π½Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΏΠΎΠ½ΠΊΠ΅, Π½Π°Π·Ρ‹Π²Π°Π΅ΠΌΠΎΠΉ косточки, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ овальноС ΠΎΠΊΠ½ΠΎ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½Π΅ΠΌΡƒ ΡƒΡ…Ρƒ. Π­Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ Тидкости Π² ΠΊΠ°ΠΌΠ΅Ρ€Π°Ρ… ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠΈ Π΄Π²ΠΈΠ³Π°Ρ‚ΡŒΡΡ, вибрируя базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹.

Базилярная ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π° простираСтся ΠΎΡ‚ базального ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π° ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠΈ Π²ΠΎΠ·Π»Π΅ овального ΠΎΠΊΠ½Π° Π΄ΠΎ апичСского ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π° Π½Π° ΠΊΠΎΠ½Ρ‡ΠΈΠΊΠ΅. Π₯отя ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠ° сама суТаСтся ΠΊ апичСскому ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ, базилярная ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Π° ΠΈΠΌΠ΅Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΡ‚ΠΈΠ²ΠΎΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠ½ΡƒΡŽ Π³Π΅ΠΎΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ΠΈΡŽ, ΡΡ‚Π°Π½ΠΎΠ²ΡΡΡŒ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΉ ΠΈ Π³ΠΈΠ±ΠΊΠΎΠΉ ΠΊ апичСскому ΠΊΠΎΠ½Ρ†Ρƒ.

Π’ ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΡƒΡŽ ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄ΡŒ ΠΈΠ·-Π·Π° этих физичСских характСристик, апичСский ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ† базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ максимально Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии низкочастотных Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ², Π² Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ΡƒΠ·ΠΊΠΈΠΉ, ТСсткий Π±Π°Π·Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ† максимально Π²ΠΈΠ±Ρ€ΠΈΡ€ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈ воздСйствии высоких частот. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ Π³Ρ€Π°Π΄ΠΈΠ΅Π½Ρ‚ частотной Ρ€Π΅Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΈ создаСт Ρ‚ΠΎΠ½ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΠΈΡŽ – топографичСская ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Π° шага – Π² ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠ΅.

ВолосковыС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΡΡ‚ΠΈΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ ΡΠ΄Π²ΠΈΠ³Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΉ силой, создаваСмой Π²ΠΈΠ±Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ ΠΏΠΎΠ΄ Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΏΠΎ ΡΡ€Π°Π²Π½Π΅Π½ΠΈΡŽ с Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ ТСсткой Ρ‚Π΅ΠΊΡ‚ΠΎΡ€ΠΈΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½ΠΎΠΉ Π½Π°Π΄ Π½ΠΈΠΌΠΈ. Из-Π·Π° Ρ‚ΠΎΠ½ΠΎΡ‚ΠΎΠΏΠΈΠΈ базилярной ΠΌΠ΅ΠΌΠ±Ρ€Π°Π½Ρ‹ волосковыС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ максимально ΡΡ‚ΠΈΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹ΠΌΠΈ частотами Π² зависимости ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, Π³Π΄Π΅ ΠΎΠ½ΠΈ находятся Π² ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠ΅. Π’Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° базальном ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅, Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ всСго Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° высокиС частоты, Π° Ρ‚Π΅, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° апикальном ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅, Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ всСго Ρ€Π΅Π°Π³ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ Π½Π° Π½ΠΈΠ·ΠΊΠΈΠ΅ частоты. Π‘Π»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ, ΠΈΡ… постсинаптичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ & mdash; ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ слухового Π½Π΅Ρ€Π²Π° & mdash; ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ тонотопичСский ΠΏΠ°Ρ‚Ρ‚Π΅Ρ€Π½ ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‚ΠΎΠ².

Π­Ρ‚Π° тонотопия сохраняСтся Π½Π° протяТСнии всСго слухового ΠΏΡƒΡ‚ΠΈ, ΠΏΡ€ΠΈ этом информация ΠΈΠ· Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ… областСй ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΡ…ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹ΠΌΠΈ ΠΏΠ°Ρ€Π°Π»Π»Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ путями Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΌΠΎΠ·Π³. Π’ ΠΊΠΎΠ½Π΅Ρ‡Π½ΠΎΠΌ ΠΈΡ‚ΠΎΠ³Π΅ пСрвичная слуховая ΠΊΠΎΡ€Π° содСрТит Β«ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚ΡƒΒ». Π²Ρ…ΠΎΠ΄ΠΎΠ² ΠΎΡ‚ базального Π΄ΠΎ апикального ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π° ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠΈ. НСйроны, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ ΡΡ‚ΠΈΠΌΡƒΠ»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ Π½Π° этой ΠΊΠ°Ρ€Ρ‚Π΅, ΠΊΠΎΡ€Ρ€Π΅Π»ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ с ΡΠ»Ρ‹ΡˆΠΈΠΌΡ‹ΠΌΠΈ частотами, помогая Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°Ρ‚ΡŒ высоту Π·Π²ΡƒΠΊΠ°.

Π’Π°ΠΊΠΈΠΌ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠΌ, ΡƒΠ»ΠΈΡ‚ΠΊΠ° ΠΈΠ³Ρ€Π°Π΅Ρ‚ ΠΆΠΈΠ·Π½Π΅Π½Π½ΠΎ Π²Π°ΠΆΠ½ΡƒΡŽ Ρ€ΠΎΠ»ΡŒ ΠΊΠ°ΠΊ Π² ΠΏΡ€Π΅ΠΎΠ±Ρ€Π°Π·ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ Π·Π²ΡƒΠΊΠΎΠ²ΠΎΠΉ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π² Π½Π΅ΠΉΡ€ΠΎΠ½Π½Ρ‹Π΅ сигналы, Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π² Π½Π°Ρ‡Π°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΌ ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠΈ высоты Π·Π²ΡƒΠΊΠ°.

Suggested Reading

Lenarz, Thomas. “Cochlear Implant – State of the Art.” GMS Current Topics in Otorhinolaryngology, Head and Neck Surgery 16 (February 19, 2018). [Source]

Wong, Ann C. Y., and Allen F. Ryan. “Mechanisms of Sensorineural Cell Damage, Death and Survival in the Cochlea.” Frontiers in Aging Neuroscience 7 (April 21, 2015). [Source]

Elliott, Stephen J, and Christopher A Shera. “The Cochlea as a Smart Structure.” Smart Materials & Structures 21, no. 6 (June 2012): 064001. [Source]