Anatomía del oído interno y la cóclea

La cóclea es el órgano espiral, lleno de líquido, del oído interno que realiza el análisis de frecuencia del sistema auditivo y convierte el sonido en señales neurales. Sus tres compartimentos fluidos y el órgano de Corti están dispuestos de tal manera que una onda viajera a lo largo de la membrana basilar alcanza su pico en diferentes lugares para distintas frecuencias, lo que confiere a la cóclea un mapa tonotópico desde las frecuencias altas en su base hasta las frecuencias bajas en su ápice.

Definition

La cóclea es la estructura enrollada del oído interno que contiene la escala vestibular (scala vestibuli), la escala media (scala media) y la escala timpánica (scala tympani), la membrana basilar y el órgano de Corti, donde el movimiento del fluido inducido por el sonido se analiza por frecuencia y se transduce en actividad neural.

Scope

Este tema abarca el plan estructural de la cóclea, las tres escalas y sus fluidos, la membrana basilar y el órgano de Corti, la onda viajera tonotópica y la amplificación activa que afina la sintonización coclear. Constituye el puente sensorial entre la entrada del oído medio y el nervio auditivo; el paso de transducción molecular se desarrolla en el tema de las células ciliadas. Esta entrada tiene un propósito educativo y de referencia, y no es una guía para diagnosticar o tratar trastornos del oído interno.

Core questions

• ¿Cómo están dispuestos los compartimentos fluidos cocleares y el órgano de Corti?
• ¿Cómo produce la onda viajera un mapa tonotópico (de lugar) de la frecuencia?
• ¿Qué es el amplificador coclear y por qué es necesario para una sensibilidad y sintonización normales?
• ¿En qué se diferencian las células ciliadas internas y externas en su función dentro del órgano de Corti?

Key concepts

• Escala vestibular (scala vestibuli), escala media (scala media), escala timpánica (scala tympani)
• Endolinfa y perilinfa
• Membrana basilar
• Órgano de Corti
• Células ciliadas internas y externas
• Onda viajera y tonotopía (codificación de lugar)
• Amplificador coclear
• Prestina (prestin) y electromotilidad de las células ciliadas externas
• Potencial endococlear

Mechanisms

El movimiento del estribo en la ventana oval impulsa la perilinfa en la escala vestibular (scala vestibuli), iniciando una onda viajera a lo largo de la membrana basilar que crece hasta un pico en un lugar dependiente de la frecuencia y luego decae, la base de la tonotopía coclear demostrada por primera vez por von Bekesy (1960; Robles & Ruggero, 2001). El órgano de Corti se asienta sobre esta membrana: las células ciliadas internas son las principales células sensoriales que informan del movimiento de la membrana basilar al nervio auditivo, mientras que las células ciliadas externas proporcionan amplificación activa. Esta amplificación depende de la proteína motora de membrana prestina (prestin), que hace que las células ciliadas externas cambien de longitud en respuesta al voltaje, retroalimentando energía a la onda viajera para aumentar la sensibilidad y afinar la sintonización de frecuencia (Zheng et al., 2000; Fettiplace & Fuchs, 1999). Un gradiente eléctrico estacionario, el potencial endococlear mantenido a través de la escala media (scala media), proporciona la fuerza impulsora para la transducción.

Clinical relevance

Dado que la cóclea mapea la frecuencia en un lugar específico y depende de la amplificación activa por parte de las células ciliadas externas, la pérdida de estas células degrada la sensibilidad y la sintonización, y el plan tonotópico subyace al diseño de los implantes cocleares. Esta entrada describe la anatomía y fisiología coclear normal con fines de referencia y no constituye una base para el diagnóstico o tratamiento individual.

History

Los experimentos de von Bekesy que establecieron la onda viajera y el principio de lugar del análisis de frecuencia le valieron un Premio Nobel y siguen siendo la base de la mecánica coclear (von Bekesy, 1960). El reconocimiento posterior de que la cóclea se amplifica activamente, y la identificación de la prestina (prestin) como el motor de la electromotilidad de las células ciliadas externas, transformó la cóclea de un analizador pasivo en un órgano activo y no lineal (Zheng et al., 2000; Robles & Ruggero, 2001).

Key figures

• Georg von Bekesy
• Luis Robles
• Mario Ruggero
• Peter Dallos
• Jing Zheng

Seminal works

• bekesy-1960
• robles-ruggero-2001
• zheng-2000

Frequently asked questions

¿Cómo distingue la cóclea las diferentes frecuencias?

Una onda viajera a lo largo de la membrana basilar alcanza su pico en una ubicación que depende de la frecuencia, con las frecuencias altas cerca de la base y las frecuencias bajas cerca del ápice, de modo que la frecuencia se codifica como un lugar a lo largo de la cóclea.

¿Qué es el amplificador coclear?

Un proceso activo en el que las células ciliadas externas, utilizando la proteína motora prestina (prestin), retroalimentan energía mecánica a la onda viajera para aumentar la sensibilidad y afinar la sintonización de frecuencia.