Anatomia da Orelha Interna e da Cóclea

A cóclea é o órgão espiral, preenchido por fluido, da orelha interna que realiza a análise de frequência do sistema auditivo e converte o som em sinais neurais. Seus três compartimentos fluidos e o órgão de Corti são arranjados de modo que uma onda viajante ao longo da membrana basilar atinge o pico em diferentes locais para diferentes frequências, conferindo à cóclea um mapa tonotópico de altas frequências em sua base a baixas frequências em seu ápice.

Definition

A cóclea é a estrutura espiralada da orelha interna que contém a scala vestibuli, a scala media e a scala tympani, a membrana basilar e o órgão de Corti, onde o movimento do fluido induzido pelo som é analisado por frequência e transduzido em atividade neural.

Scope

Este tópico abrange o plano estrutural da cóclea, as três escalas e seus fluidos, a membrana basilar e o órgão de Corti, a onda viajante tonotópica e a amplificação ativa que aprimora a sintonização coclear. É a ponte sensorial entre a entrada da orelha média e o nervo auditivo; a etapa de transdução molecular é desenvolvida no tópico sobre células ciliadas. A entrada é de referência-educacional e não um guia para diagnosticar ou tratar distúrbios da orelha interna.

Core questions

• Como os compartimentos fluidos cocleares e o órgão de Corti estão arranjados?
• Como a onda viajante produz um mapa tonotópico (de lugar) de frequência?
• O que é o amplificador coclear e por que ele é necessário para a sensibilidade e sintonização normais?
• Como as células ciliadas internas e externas diferem em função dentro do órgão de Corti?

Key concepts

• Scala vestibuli, scala media, scala tympani
• Endolinfa e perilinfa
• Membrana basilar
• Órgão de Corti
• Células ciliadas internas e externas
• Onda viajante e tonotopia (codificação de lugar)
• Amplificador coclear
• Prestina e eletromotilidade das células ciliadas externas
• Potencial endococlear

Mechanisms

O movimento do estribo na janela oval impulsiona a perilinfa na scala vestibuli, lançando uma onda viajante ao longo da membrana basilar que cresce até um pico em um local dependente da frequência e depois decai, a base da tonotopia coclear demonstrada pela primeira vez por von Bekesy (1960; Robles & Ruggero, 2001). O órgão de Corti repousa sobre esta membrana: as células ciliadas internas são as principais células sensoriais que reportam o movimento da membrana basilar ao nervo auditivo, enquanto as células ciliadas externas fornecem amplificação ativa. Essa amplificação depende da proteína motora de membrana prestina, que faz com que as células ciliadas externas mudem de comprimento em resposta à voltagem, realimentando energia na onda viajante para aumentar a sensibilidade e aprimorar a sintonização de frequência (Zheng et al., 2000; Fettiplace & Fuchs, 1999). Um gradiente elétrico estacionário, o potencial endococlear mantido através da scala media, fornece a força motriz para a transdução.

Clinical relevance

Como a cóclea mapeia a frequência no local e depende da amplificação ativa pelas células ciliadas externas, a perda dessas células degrada a sensibilidade e a sintonização, e o plano tonotópico sustenta o design dos implantes cocleares. Esta entrada descreve a anatomia e fisiologia coclear normal para referência e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

History

Os experimentos de von Bekesy que estabeleceram a onda viajante e o princípio de lugar da análise de frequência renderam um Prêmio Nobel e permanecem a base da mecânica coclear (von Bekesy, 1960). O reconhecimento posterior de que a cóclea é ativamente amplificada, e a identificação da prestina como o motor da eletromotilidade das células ciliadas externas, transformou a cóclea de um analisador passivo em um órgão ativo e não linear (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

Como a cóclea distingue diferentes frequências?

Uma onda viajante ao longo da membrana basilar atinge o pico em um local que depende da frequência, altas frequências perto da base e baixas frequências perto do ápice, então a frequência é codificada como lugar ao longo da cóclea.

O que é o amplificador coclear?

Um processo ativo no qual as células ciliadas externas, usando a proteína motora prestina, realimentam energia mecânica na onda viajante para aumentar a sensibilidade e aprimorar a sintonização de frequência.