Het Cochlea

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, en 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. Hoewel het slakkenhuis smaller wordt naarmate het dichter bij het apicale uiteinde in de buurt komt, heeft het basilaire membraan de tegenovergestelde geometrie: het wordt breder en flexibeler naarmate het dichter bij het apicale uiteinde in de buurt komt.

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 kaart van toonhoogte – in het slakkenhuis.

De haarcellen worden gestimuleerd door de schuifkracht 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 worden 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.