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19.7: Die Cochlea
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PROTOKOLLE

19.7: Die Cochlea

Die Cochlea ist eine gewundene Struktur im Innenohr, welche die Haarzellen enthält. Dabei handelt es sich um die Sinnesrezeptoren des Hörsystems. Die Schallwellen werden von kleinen Gehörknöchelchen, die am Trommelfell befestigt, sind an die Cochlea übertragen. Sie versetzt das ovale Fenster, das zum Innenohr führt, in Schwingungen. Dadurch wird die Flüssigkeit in den Kammern der Cochlea in Bewegung versetzt, wodurch die Basilarmembran in Schwingung gebracht wird.

Die Basilarmembran erstreckt sich vom basalen Ende der Cochlea in der Nähe des ovalen Fensters bis zum apikalen Ende an ihrer Spitze. Obwohl sich die Cochlea selbst zum apikalen Ende hin verengt, weist die Basilarmembran einen entgegengesetzten Aufbau auf. Sie wird zum apikalen Ende hin breiter und flexibler.

Vor allem aufgrund dieser physikalischen Eigenschaften schwingt das apikale Ende der Basilarmembran maximal, wenn es niederfrequenten Tönen ausgesetzt ist. Dagegen schwingt das schmalere, steifere basale Ende maximal, wenn es höheren Frequenzen ausgesetzt ist. Dieser Gradient des Frequenzgangs erzeugt eine Tonotopie der Cochlea. Das ist eine topographische Karte der Tonhöhen.

Die Haarzellen werden durch die Scherkräfte stimuliert, die durch die Vibration der Basilarmembran unter ihnen im Verhältnis zur steiferen Sektormembran über ihnen entstehen. Aufgrund der Tonotopie der Basilarmembran werden die Haarzellen je nach dem Ort, an dem sie sich in der Cochlea befinden, mit unterschiedlichen Frequenzen maximal stimuliert. Die am basalen Ende liegenden Haarzellen reagieren am besten auf hohe Frequenzen. Die am apikalen Ende liegenden Haarzellen sprechen dagegen tiefe Frequenzen an. Folglich weisen ihre postsynaptischen Hörnervenzellen ein gleiches tonotopische Muster auf, welches denen der Membranen entspricht.

Diese Tonotopie wird über die gesamte Hörbahn aufrechterhalten. Dabei wandern Informationen aus verschiedenen Regionen der Cochlea in organisierten, parallelen Bahnen durch das Gehirn. Letztendlich enthält der primäre auditorische Kortex eine Karte von Eingängen vom basalen bis zum apikalen Ende der Cochlea. Die Neuronen, die innerhalb dieser Karte stimuliert werden, korrelieren mit den gehörten Frequenzen und helfen so bei der Tonhöhenunterscheidung.

Die Cochlea spielt daher sowohl bei der Umwandlung von Schallinformationen in neuronale Signale als auch bei der anfänglichen Kodierung der Tonhöhe eine wichtige Rolle.


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