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50年理论或被推翻,改写教科书!耳朵的工作机制终极揭秘,失聪人士将可受益

2021-05-12 14:51 前瞻网   

 

50年理论或被推翻,改写教科书!耳朵的工作机制终极揭秘,失聪人士将可受益

瑞典林克平大学的研究人员对耳朵内毛细胞的功能机制有了几项发现,毛细胞将声音转换成在大脑中处理的神经信号。这些发现可能会颠覆许多关于工作解剖组织和耳朵工作的长期理论,并为改善听力的技术发展提供新的途径。

发表在科学杂志《自然通讯》上的这一结果对听觉器官的解剖组织和工作方式的现理论提出了挑战,这种理论已经持续了几十年。更深入地了解声音是如何刺激毛细胞的,对于优化助听器和为听力损失者植入耳蜗等问题非常重要。

为了听到声音,我们必须将声波(空气的压缩和解压缩)转换成传输到大脑的神经电信号。这种转换发生在内耳中被称为耳蜗的部分。耳蜗管包含听觉器官,有许多毛细胞,分为外毛细胞和内毛细胞。

在目前的研究中,研究人员已经调查了转化是如何发生的。外毛细胞与位于其上的膜相连。外毛细胞有被称为立体纤毛的毛发状突起,当声音引起膜和听觉器官振动时,这些突起会弯曲并被激活。

然而,目前的观点是,内毛细胞的立体纤毛不与这种膜接触,这种膜被称为覆膜,它们通过完全不同的机制受到声音的刺激。新的研究挑战的正是这种理论。

林克平大学的研究人员首先注意到覆膜反射绿光。这一发现使得用显微镜观察覆膜成为可能。

通过显微镜,他们发现覆膜和毛细胞之间没有任何空隙。相比之下,外毛细胞和内毛细胞上的立体纤毛完全嵌入覆膜中。这一结果与普遍接受的只有外毛细胞与覆盖膜接触的观点不一致。

研究人员进一步研究了豚鼠的内耳,这与人类的内耳非常相似。研究人员发现了以前从未见过的钙管外观。这些钙管跨越盖膜,连接内部和外部毛细胞的立体纤毛。

此前的研究表明,盖膜的功能是就是储存钙离子,而这些钙离子是毛细胞将声音诱发的振动转化为神经信号所必需的。研究人员跟踪了钙离子在毛管中的运动,结果表明,钙离子通过毛管流向毛细胞。这可能解释了毛细胞如何获得其功能所需的大量钙离子。

研究人员表示,上述结果使其能够描述听觉发挥作用的机制,这与已经被接受了五十多年的模型是不同的。教科书上表示听觉器官及其功能的经典插图必须更新。

此外,深入了解声音刺激内部毛细胞的机制对于优化耳蜗植入物刺激听觉神经的途径非常重要。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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