La sensibilità dell'orecchio al suono è gestita dalle cellule ciliate esterne

L'orecchio interno umano ha un tipo di cella chiamato la cellula ciliata esterna. Questi sono stati pensati per ampliare i suoni dall'ambiente. Tuttavia, un nuovo studio basato sull'audizione nei gerbilli mostra che queste celle probabilmente sono coinvolgere nella regolamentazione della sensibilità dell'orecchio per sondare. Ciò ha potuto contribuire a trovare i modi conservare il buon udito proteggendo queste celle dalla distruzione.

Come le cellule ciliate esterne lavorano

Meccanismo dell
Meccanismo dell'audizione - credito dell'illustrazione: Media medici/Shutterstock di Alila

L'orecchio ha tre zone, l'orecchio interno esterno, medio e. L'orecchio interno contiene le cellule ciliate che sono celle minuscole con le proiezioni del tipo di capelli microscopiche di sporgenza. Funzionano piuttosto come i microfoni, cambianti dalle le vibrazioni indotte da suono in impulsi nervosi elettrici che il cervello traduce in sensazione del suono ed amplianti simultaneamente i segnali prima dell'invio loro su.

Struttura dell
Struttura dell'organo del Corti. - Credito di immagine: Sakurra/Shutterstock

Sia le cellule ciliate esterne che interne sono state trovate. Le cellule ciliate interne trasmettono i segnali al cervello mentre le cellule ciliate esterne modulano i suoni che raggiungono la parte più interna dell'orecchio interno. Danneggiamento delle cellule ciliate esterne i risultati nelle vibrazioni significativamente più piccole che sono trasmesse alle cellule ciliate interne.

Le cellule ciliate esterne egualmente sono trovate per avere i beni chiamati electromotility. Cioè cambiano la loro lunghezza in risposta a stimolo elettrico. Ciò è stata pensata per fungere da funzione ampliante meccanica.

Se questa fosse la loro funzione, dovrebbero rispondere dai cambiamenti di lunghezza alle diverse onde che interferiscono sull'orecchio interno sopra l'intero intervallo del suono sentito dalle specie animali particolari, che possono essere alte quanto 150 chilocicli per alcuno. Ciò è particolarmente il caso con gli animali che sentono i suoni nell'intervallo ultrasonico, in cui la frequenza è estremamente alta. Tuttavia, la loro struttura non va bene con questa teoria: sono troppo grandi per vibrare sensibile in risposta alle onde ad alta frequenza di alti suoni nell'ordine di diversi cicli. Sia le emissioni elettriche che meccaniche esistono che rendono questo trattamento non fattibile.

Che cosa questo studio mostra?

Nello studio corrente, i ricercatori hanno provato a risolvere la domanda usando una tecnologia chiamata vibrometria ottica di tomografia della coerenza (OCTV) per misurare la frequenza d'angolo e la larghezza di banda di electromotility in gerbilli in tensione. Hanno usato OCTV per misurare i piccoli movimenti che si presentano nelle cellule ciliate esterne quando i gerbilli sentono un suono. Hanno usato i suoni fra 13-25 chilocicli per verificare la motilità esterna della cellula ciliata. Hanno trovato che quello sonda fino circa al mezzo dell'ottava superiore del piano potrebbe suscitare tali movimenti, ma oltre quella, le celle potrebbero più non muoversi abbastanza velocemente per stare al passo. Ciò è circa 2,5 ottava sotto l'intervallo delle frequenze richieste per l'audizione ultrasonica.

Funzione di controllo di guadagno automatico

La conclusione che hanno raggiunto era che le cellule ciliate esterne sono abbastanza simili alle cellule ciliate interne nella loro frequenza d'angolo, che non va oltre alcuni chilocicli. Così non possono ampliare i suoni ultrasonici ad alta frequenza (che i gerbilli sentono abbastanza bene). Di conseguenza questa non è la loro funzione. Invece, piuttosto che prendendo e rispondendo alle diverse onde sonore, fungono da rivelatori di busta. Possono prendere correttamente i cambiamenti nella sonorità dei suoni e modularli prima di passarli sopra all'orecchio interno. Ciò protegge le cellule ciliate interne dalle vibrazioni estremamente violente in risposta ai suoni molto rumorosi. Ciò è chiamata controllo di guadagno automatico ed è utilizzata nelle numerose unità che ricevono e trasmettono le onde sonore per raggiungere la compressione della gamma dinamica (DCR). Ciò significa che i suoni rumorosi sono attenuati mentre i suoni calmi sono ampliati, diminuenti la differenza fra il picco del suono più rumoroso e la depressione del suono più calmo.

Il vantaggio è che la sonorità globale è percepita per essere aumentata. Nel modello attuale il DCR nella coclea è raggiunto dalla funzione di controllo di guadagno automatico delle cellule ciliate esterne. Cioè maggior l'eccitazione prodotta nella membrana di queste celle tramite la vibrazione sonora (come con i suoni più rumorosi), il più dalla la vibrazione indotta da suono è attenuato prima di passarla sopra alle cellule ciliate interne.  Il ricercatore Anna Vavakou dice, “piuttosto che il suono ampliante, le celle sembra riflettere il livello sonoro e regolamentare di conseguenza la sensibilità.„ Questa ipotesi è attualmente radicalmente differente dal concetto corrente della funzione esterna della cellula ciliata.

Conoscere che cellule ciliate esterne fanno è molto importante, secondo gli autori di studio. Queste celle sono vulnerabili agli antibiotici, ai rumori forti ed a determinate altre droghe. Ciò diminuisce sentire la sensibilità. Secondo Marcel van der Heijden, “capire il loro ruolo esatto ha potuto aiutare gli sforzi della guida per impedire o persino fare maturare i moduli comuni di perdita dell'udito.„

Lo studio è stato pubblicato nel eLife del giornale 24 settembre 2019.

Journal reference:

The frequency limit of outer hair cell motility measured in vivo. Anna Vavakou, Nigel P Cooper, & Marcel van der Heijden. eLife 2019;8:e47667 doi: 10.7554/eLife.47667. https://elifesciences.org/articles/47667

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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