【新研究修改教科書上聽覺知識】近日,瑞典林雪平大學研究人員發現了內毛細胞因振動產生神經信號的機制。該結果對目前主流的聽覺器官組織結構和工作原理提出了挑戰。研究人員表示,深入研究毛細胞是如何被聲音刺激的,有助於優化助聽器和人工耳蝸。5月10日,相關論文刊登於《自然—通訊》。傳送門:http://t.cn/A6VZO0x6

為聽到聲音,我們必須把聲波轉換成神經電信號,傳送到大腦。毛細胞在這一過程中扮演了重要角色,它們分為外毛細胞和內毛細胞。外毛細胞能放大聲音振動,使我們更好地感知語言的各種頻率。內毛細胞將聲音振動轉化為神經信號。但人們一直不清楚內毛細胞是如何被聲音振動刺激產生神經信號的。

自20世紀50年代以來,人們就對毛細胞與蓋膜之間的關系進行了詳細研究,但這是極其困難的,因為蓋膜一離開耳朵就會收縮,且這種膜是透明的,無法被看見。直到現在。研究人員注意到蓋膜能反射綠光。這使得用顯微鏡觀察蓋膜成為可能。

“我們看不到蓋膜和毛細胞之間有任何縫隙。相反,內、外毛細胞上的靜纖毛完全嵌在蓋膜中。我們的研究結果與普遍接受的只有外毛細胞與蓋膜接觸的觀點不一致。”論文通訊作者、林雪平大學生物醫學和臨床科學系工程師Pierre Hakizimana說。

Hakizimana和同事研究了豚鼠的內耳,這與人類內耳非常相似。當更詳細地研究蓋膜和毛細胞的關系時,他們還有了進一步發現。

“我們發現了以前從未見過的鈣管外觀。這些鈣管跨越蓋膜,連接內、外毛細胞的立體纖毛。”Hakizimana說。

之前有研究發現,蓋膜的功能是儲存鈣離子,而這些鈣離子是毛細胞將聲音誘發的振動轉化為神經信號所必需的。

Hakizimana團隊跟蹤了鈣離子在鈣管中的運動,結果表明鈣離子通過鈣管流向毛細胞。這解釋了毛細胞如何獲得其功能所需的大量鈣離子。而且,內、外毛細胞的立體纖毛被蓋膜以類似的方式彎曲。

“該結果使我們能夠描述聽覺背後的機制,這與50多年來被接受的模型不同。因此,教科書中顯示聽力器官及其功能的經典插圖必須更新,用於研究聽力的數學模型也應該更新。”Hakizimana說。http://t.cn/A6VZO0xX

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