Исследования бросают вызов многолетнему пониманию того, как мы слышим звук

Прочитано: 241 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Исследователи из Университета Линчёпинга, Швеция, сделали несколько открытий относительно механизмов функционирования внутренних волосковых клеток уха, которые преобразуют звуки в нервные сигналы, которые обрабатываются в головном мозге. Результаты, представленные в научном журнале Nature Communications , бросают вызов современной картине анатомической организации и работы органа слуха, которая преобладала на протяжении десятилетий. Более глубокое понимание того, как волосковые клетки стимулируются звуком, важно для таких вопросов, как оптимизация слуховых аппаратов и кохлеарных имплантатов для людей с потерей слуха.

Исследования бросают вызов многолетнему пониманию того, как мы слышим звук

Чтобы слышать звуки, мы должны преобразовать звуковые волны, которые представляют собой сжатие и декомпрессию воздуха, в электрические нервные сигналы, которые передаются в мозг. Это преобразование происходит в части внутреннего уха, известной как улитка, из-за своей формы, напоминающей раковину улитки. В улитковом протоке находится орган слуха с множеством волосковых клеток.которые делятся на внешние и внутренние волосковые клетки. Наружные волосковые клетки усиливают звуковые колебания, что позволяет нам слышать слабые звуки и лучше воспринимать различные частоты человеческой речи. Внутренние волосковые клетки преобразуют звуковые колебания в нервные сигналы. В текущем исследовании исследователи изучили, как происходит конверсия. А именно, до сих пор неясно, как внутренние волосковые клетки стимулируются звуковыми колебаниями, чтобы производить нервные сигналы.


Давно известно, что внешние волосковые клетки соединены с мембраной, которая лежит поверх них. Наружные волосковые клетки имеют волосовидные выступы, известные как стереоцилии, которые изгибаются и активируются, когда звук заставляет мембрану и орган слуха вибрировать. Однако современная точка зрения состоит в том, что стереоцилии внутренних волосковых клеток не контактируют с этой мембраной, известной как текториальная мембрана , и что они стимулируются звуками с помощью совершенно другого механизма. Именно эту модель бросает вызов новое исследование.

Взаимосвязь между волосковыми клетками и текториальной мембраной подробно изучается с помощью электронной микроскопии с 1950-х годов. Но исследовать, как действует эта студенистая оболочка, крайне сложно, поскольку она сжимается, как только вынимается из уха. Это крайне затрудняет сохранение взаимосвязи между внутренними волосковыми клетками и текториальной мембраной. Кроме того, эта мембрана прозрачна и поэтому практически невидима. До настоящего времени. Исследователи LiU заметили, что текториальная мембрана отражает зеленый свет. Это открытие позволило визуализировать текториальную мембрану под микроскопом.

«Мы не видим никакого зазора между текториальной мембраной и волосковыми клетками. Напротив, стереоцилии как на внешних, так и на внутренних волосковых клетках полностью встроены в текториальную мембрану. Наши результаты несовместимы с общепринятым представлением о том, что только внешние волосковые клетки находятся в контакте с текториальной мембраной », — говорит Пьер Хакизимана, главный исследователь кафедры биомедицинских и клинических наук Университета Линчёпинга и главный автор статьи.

Пьер Хакизимана и его коллеги изучили внутреннее ухо морских свинок, которое очень похоже на ухо человека. Когда исследователи более подробно изучили взаимосвязь между мембраной и волосковыми клетками, они сделали еще одно открытие.

«Мы обнаружили кальциевые протоки, внешний вид которых мы никогда раньше не видели. Эти кальциевые протоки охватывают текториальную мембрану и соединяются со стереоцилиями как внутренних, так и внешних волосковых клеток», — говорит Пьер Хакизимана.

Исследовательская группа под руководством профессора Андерса Фридбергера ранее обнаружила, что текториальная мембрана функционирует как резервуар для ионов кальция , которые необходимы волосковым клеткам для преобразования вызванных звуком колебаний в нервные сигналы. Исследователи проследили движение ионов кальция в протоках, и их результаты показывают, что ионы кальция проходят через каналы к волосковым клеткам. Это может объяснить, как волосковые клетки получают большое количество ионов кальция, необходимых для их функции. Исследование также показало, что стереоцилии на внутренних и внешних волосковых клеткаханалогичным образом изгибаются текториальной мембраной. Следующим шагом исследования будет более подробное понимание того, как транспортируются ионы кальция, и определение белка или белков, составляющих недавно открытые кальциевые протоки.

«Наши результаты позволяют нам описать механизм функционирования слуха, несовместимый с моделью, принятой более пятидесяти лет. Классические иллюстрации в учебниках, показывающие орган слуха и его функции, должны быть обновлены. модели, используемые в исследованиях для изучения слуха, также должны быть обновлены, чтобы включить эти новые результаты », — говорит Пьер Хакизимана.

Новая информация о том, как функции слуха могут в конечном итоге способствовать развитию кохлеарных имплантатов, слуховых аппаратов, которые вставляются в улитку и используют электрическую стимуляцию для восстановления слуха у детей и взрослых.

«Кохлеарные имплантаты — прекрасное решение для лечения потери слуха , но их можно улучшить. Более глубокое понимание того, как внутренние волосковые клетки стимулируются звуками, важно для оптимизации того, как кохлеарные имплантаты стимулируют слуховой нерв», — говорит Пьер Хакизимана.

Исследования бросают вызов многолетнему пониманию того, как мы слышим звук

 



Новости партнеров

Загрузка...