Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

19.7: Het Cochlea
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
The Cochlea
 
TRANSCRIPT

19.7: The Cochlea

19.7: Het Cochlea

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.

Het slakkenhuis is een opgerolde structuur in het binnenoor die haarcellen bevat - de sensorische receptoren van het gehoorsysteem. Geluidsgolven worden overgebracht naar het slakkenhuis door kleine botten die aan het trommelvlies zijn bevestigd, de gehoorbeentjes, die het ovale venster laten trillen dat naar het binnenoor leidt. Dit zorgt ervoor dat vloeistof in de kamers van het slakkenhuis beweegt en het basilaire membraan trilt.

Het basilaire membraan strekt zich uit van het basale uiteinde van het slakkenhuis nabij het ovale venster tot het apicale uiteinde aan het uiteinde. Hoewel het slakkenhuis zelf smaller wordt naar het apicale uiteinde toe, heeft het basilaire membraan de tegenovergestelde geometrie: het wordt breder en flexibeler naar het apicale uiteinde toe.

Vooral vanwege deze fysieke kenmerken trilt het apicale uiteinde van het basilair membraan maximaal wanneer het wordt blootgesteld aan laagfrequente geluiden, terwijl het smallere, stijvere basale uiteinde maximaal trilt wanneer het wordt blootgesteld aan hoge frequenties. Deze gradiënt van frequentierespons creëert tonotopie - een topografische kaartvan toonhoogte - in het slakkenhuis.

De haarcellen worden gestimuleerd door de afschuifkracht die wordt gecreëerd door de trilling van het basilaire membraan eronder, ten opzichte van het stijvere tectoriale membraan erboven. Vanwege de tonotopie van het basilaire membraan worden haarcellen maximaal gestimuleerd door verschillende frequenties, afhankelijk van waar ze zich in het slakkenhuis bevinden. Degenen aan het basale uiteinde reageren het best op hoge frequenties en degenen aan het apicale uiteinde reageren het best op lage frequenties. Bijgevolg hebben hun postsynaptische cellen - de gehoorzenuwcellen - hetzelfde tonotopische responspatroon.

Deze tonotopie wordt gehandhaafd gedurende het gehele gehoorpad, waarbij informatie uit verschillende delen van het slakkenhuis zich in georganiseerde, parallelle banen door de hersenen verplaatst. Uiteindelijk bevat de primaire auditieve cortex een "kaart" van de input van het basale tot het apicale uiteinde van het slakkenhuis. De neuronen die binnen deze kaart worden gestimuleerd, correleren met de frequenties die wijopnieuw gehoord, wat helpt bij discriminatie op de toonhoogte.

Daarom speelt het slakkenhuis een cruciale rol bij zowel de transductie van geluidsinformatie in neurale signalen als de initiële codering van de toonhoogte.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter