Fungsi Telinga Dalam dan Koklea

Koklea adalah organ telinga dalam berbentuk spiral, berisi cairan, yang mengubah getaran suara menjadi sinyal saraf. Saat stapes menggerakkan jendela oval, gelombang berjalan bergerak di sepanjang membran basilar dan mencapai puncaknya pada posisi yang ditentukan oleh frekuensi, memisahkan suara menjadi komponen-komponennya. Sel-sel rambut organ Corti mengubah gerakan ini menjadi sinyal listrik, dengan sel-sel rambut luar secara aktif memperkuat respons dan sel-sel rambut dalam menggerakkan saraf pendengaran.

Definition

Koklea adalah bagian pendengaran dari telinga dalam, sebuah saluran melingkar berisi cairan di mana membran basilar dan organ Corti melakukan analisis frekuensi dan mengubah getaran yang diinduksi suara menjadi sinyal saraf melalui sel-sel rambut mekanotransduksi.

Scope

Topik ini mencakup anatomi koklea dan organ Corti, gelombang berjalan dan pengodean tempat tonotopik, mekanotransduksi sel rambut, dan penguat koklea. Ini adalah penjelasan referensi tentang fungsi pendengaran telinga dalam yang normal dan tidak membahas penanganan klinis gangguan telinga dalam.

Core questions

• Bagaimana gelombang berjalan koklea memisahkan suara berdasarkan frekuensi di sepanjang membran basilar?
• Bagaimana sel-sel rambut mengubah gerakan mekanis menjadi sinyal listrik?
• Apa itu penguat koklea dan peran apa yang dimainkan sel-sel rambut luar?
• Bagaimana sel-sel rambut dalam mengodekan suara untuk saraf pendengaran?

Key concepts

• Skala vestibuli, skala media, skala timpani
• Membran basilar dan gelombang berjalan
• Tonotopi (pengodean tempat frekuensi)
• Organ Corti
• Sel-sel rambut dalam dan luar
• Mekanotransduksi berkas rambut
• Potensial endokoklea dan endolimfe
• Elektromotilitas sel rambut luar

Key theories

Teori tempat (tonotopik) pengodean frekuensi

Setiap frekuensi menghasilkan gelombang berjalan yang memuncak pada tempat tertentu di sepanjang membran basilar, sehingga frekuensi dikodekan oleh lokasi koklea mana dan set serat saraf mana yang paling kuat distimulasi.

Penguat koklea (proses aktif)

Sel-sel rambut luar menambahkan energi mekanis ke gelombang berjalan, meningkatkan dan mempertajam respons terhadap suara lembut dan menjelaskan sensitivitas tinggi, penyetelan tajam, dan perilaku nonlinier koklea.

Mechanisms

Gerakan stapes pada jendela oval menciptakan perbedaan tekanan di seluruh partisi koklea, meluncurkan gelombang berjalan di sepanjang membran basilar yang kemudian tumbuh dan meluruh, memuncak lebih dekat ke dasar untuk frekuensi tinggi dan lebih dekat ke puncak untuk frekuensi rendah. Perpindahan ini membelokkan stereosilia sel-sel rambut di organ Corti, membuka saluran mekanotransduksi dan mengubah potensial membran sel; konsentrasi kalium yang tinggi dan potensial endokoklea positif dari endolimfe mendorong arus transduksi ini. Sel-sel rambut luar mengubah panjang sebagai respons terhadap potensial reseptornya (elektromotilitas), mengembalikan energi ke dalam partisi untuk memperkuat dan mempertajam gerakan lokal. Sel-sel rambut dalam, reseptor sensorik utama, melepaskan pemancar ke serat saraf pendengaran, mengodekan frekuensi, tingkat, dan waktu suara.

Clinical relevance

Koklea adalah tempat bergantungnya pendengaran sensorineural; hilangnya atau disfungsi sel-sel rambut, terutama sel-sel rambut luar, mengurangi sensitivitas dan penyetelan, yang merupakan dasar dari gangguan pendengaran sensorineural. Entri ini menjelaskan fungsi koklea normal sebagai bahan referensi dan tidak memberikan saran diagnostik atau pengobatan.

History

Pengamatan langsung Georg von Békésy terhadap gelombang berjalan koklea menetapkan prinsip tempat analisis frekuensi dan memberinya Hadiah Nobel tahun 1961. Pekerjaan selanjutnya mengungkapkan bahwa koklea yang hidup tidak pasif: penemuan emisi otoakustik dan motilitas sel rambut luar mengarah pada konsep penguat koklea, sebuah proses aktif yang menjelaskan sensitivitas dan selektivitas frekuensi telinga yang luar biasa.

Key figures

• Georg von Békésy
• A. James Hudspeth
• Mario Ruggero
• Robert Fettiplace

Seminal works

• bekesy-1960
• robles-ruggero-2001
• fettiplace-hackney-2006

Frequently asked questions

Bagaimana koklea membedakan frekuensi yang berbeda?

Frekuensi yang berbeda memuncak pada tempat yang berbeda di sepanjang membran basilar, sehingga lokasi stimulasi maksimal dan serat saraf yang diaktifkan di sana mengodekan frekuensi suara.

Apa yang dilakukan sel-sel rambut luar?

Mereka bertindak sebagai penguat biologis, mengubah panjang untuk menambahkan energi mekanis ke gelombang berjalan, yang meningkatkan sensitivitas terhadap suara lembut dan mempertajam penyetelan frekuensi koklea.