Cơ quan Corti: tầm quan trọng trong việc thu nhận âm thanh

Cơ quan Corti là cơ quan nhận cảm phát ra xung thần kinh khi đáp ứng với sự rung của màng nền. Chú ý rằng cơ quan Corti nằm trên bề mặt của sợi nền và màng nền. Các thụ thể nhận cảm trong cơ quan Corti gồm 2 loại tế bào thần kinh được gọi là tế bào lông- một hàng tế bào lông ở trong, gồm 3500 tế bào có đường kính khoảng 12 micro mét, và 3 đến 4 hàng tế bào lông ở bên ngoài, gồm 12,000 tế bào có đường kính chỉ khoảng 8 micro mét. Đáy và các mặt bên của tế bào lông synap với mạng lưới đầu tận cùng của thần kinh ốc tai. Khoảng 90-95% các đầu tận này tiếp xúc với tế bào lông ở trong, điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của chúng trong việc thu nhận âm thanh.

Hình. Mặt cắt qua một trong các ngã rẽ của ốc tai.

Hình. Cơ quan của Corti, đặc biệt là các tế bào lông hút và màng tế bào ép vào các lông tơ.

Sợi thần kinh được kích thích bởi tế bào lông được dẫn tới hạch xoắn của cơ quan Corti, nó nằm trong trung tâm của ốc tai. Các tế bào thần kinh hạch xoắn có các sợi trục - khoảng 30,000 sợi - đi đến thần kinh ốc tai sau đó đi vào hệ thần kinh trung ương ở mức tủy sống cao hơn. Mối quan hệ của cơ quan Corti với hạch xoắn và với thần kinh ốc tai.

Hình. Ốc tai.

Sự kích thích của tế bào lông

Các lông nhỏ - các stereocilia, nhô lên trên từ các tế bào lông chạm vào hoặc được nhúng vào chất keo phủ trên bề mặt màng mái, nó nằm trên lông mao của thang giữa. Những tế bào lông này giống với tế bào lông tìm thấy trong vết, mào của bóng trong bộ máy tiền đình. Khi uốn cong tế bào lông theo một hướng thì khử cực, uốn theo chiều ngược lại thì ưu phân cực. Nó lần lượt kích thích các sợi thần kinh thính giác synap với đáy của chúng.

Hình. Kích thích các tế bào lông bằng cách di chuyển qua lại của các sợi lông chiếu vào lớp gel của màng tế bào.

Hình chỉ ra cơ chế kích thích đầu tận sợi lông khi màng nền rung.

Đầu ngoài của tế bào lông được gắn chặt với một cấu trúc rắn chắc là một tấm dẹt, gọi là tấm lưới, được nâng đỡ bởi 3 que Corti, nó được gắn chặt với các sợi nền. Các sợi nền, que Corti và tấm lưới chuyển động như một đơn vị thống nhất.

Sự di chuyển lên trên của sợi nền làm rung tấm lưới lên trên và vào trong theo hướng trụ ốc. Sau đó, màng nền di chuyển xuống dưới, tấm lưới đu đưa xuống dưới và ra ngoài. Sự chuyển động vào trong và ra ngoài khiến lông của tế bào lông cắt qua cắt lại với màng mái. Vì vậy, tế bào lông được kích thích khi màng nền rung.

Tín hiệu thính giác được truyền chủ yếu nhờ các tế bào lông bên trong

Mặc dù tế bào lông ở ngoài nhiều gấp 3 đến 4 lần tế bào lông ở trong nhưng khoảng 90% các sợi thần kinh thính giác được kích thích bởi tế bào lông ở trong. Tuy nhiên, nếu tế bào lông ở ngoài bị phá hủy trong khi tế bào lông ở trong vẫn đầy đủ chức năng thì thính lực vẫn bị giảm rất nhiều. Vì vậy, người ta cho rằng tế bào lông bên ngoài chi phối sự nhạy cảm của tế bào lông bên trong ở những cao độ khác nhau, hiện tượng này gọi là “tính nhịp điệu” của hệ thống receptor. Để ủng hộ nhận định này, có một lượng lớn các sợi thần kinh ly tâm chạy từ thân não tới vùng xung quanh các tế bào lông bên ngoài. Sự kích thích các sợi thần kinh này có thể làm các tế bào lông bên ngoài ngắn lại và thay đổi độ cứng của chúng. Những tác dụng này gợi ý một cơ chế thần kinh ly tâm trong sự chi phối sự nhạy cảm của tai với các cao độ âm thanh khác nhau, được kích hoạt qua các tế bào lông bên ngoài.

Điện thế receptor tế bào lông và sự kích thích của các sợi thần kinh thính giác

Các stereocilia (nó là các lông nhô ra từ đuôi tế bào lông) là những cấu trúc cứng bởi vì chúng có một khung protein rắn chắc. Mỗi tế bào lông có khoảng 100 stereocilia trên đỉnh tế bào. Những stereocilia này trở nên dài dần về phía bên tế bào khi càng xa trụ ốc, và ngọn của stereocilia ngắn được gắn với mặt sau của stereocilia liền kề nó bởi các sợi mảnh. Vì vậy, mỗi khi lông mao uốn cong về hướng các stereocilia dài thì ngọn các stereocilia ngắn sẽ được kéo ra ngoài khỏi bề mặt của tế bào lông. Điều này tạo ra một cơ chế mở ra 200 đến 300 cation- kênh dẫn, cho phép sự hoạt động nhanh chóng của sự vận chuyển tích cực các ion Kali từ dịch ở quanh thang giữa vào trong stereoclia, tạo nên sự khử cực màng tế bào lông.

Vì vậy, khi sợi nền uốn cong về hướng thang tiền đình, các tế bào lông sẽ khử cực và ngược lại khi cong về phía đối diện các tế bào sẽ ưu phân cực, bằng cách ấy sẽ tạo ra một điện thế receptor của tế bào lông nó sẽ lần lượt kích thích các đầu tận của dây thần kinh ốc tai synap với đáy tế bào lông. Được cho rằng các chất dẫn truyền thần kinh tác dụng nhanh được giải phóng bởi các tế bào lông ở các synap trong quá trình khử cực. Có thể chất dẫn truyền là glutamate nhưng không chắc chắn.