Hur blir ljudvågen en nervsignal

Forskarna undersöker hur innerörat fungerar. Foto Thor Balkhed
För för att oss bör behärska höra måste ljudvågorna, såsom är förtätningar samt förtunningar från luften, omvandlas mot elektriska nervsignaler liksom sedan skickas mot hjärnan. Omvandlingen görs från innerörat, liksom också kallas snäckan eftersom den liknar en snäckformat snigelskal.Bild a visar hur förhållandet mellan dem inre hårcellerna (rosa), yttre hårcellerna (gröna) samt tektorialmembranet (vitt) brukar illustreras, tillsammans en tomrum mellan membranet samt dem inre hårcellerna. foto b illustrerar forskarnas upptäckt för att samtliga hårcellernas stereocilier är helt inbäddade inom membranet, samt kalciumgångarna (blå) vilket transporterar kalciumjoner mot hårcellerna. Foto Sanna Hedin

Inne inom snäckans gångar sitter hörselorganet tillsammans med ett mängd hårceller – yttre samt inre hårceller. dem yttre hårcellerna förstärker ljud, så för att oss är kapabel höra svaga ljud samt uppfatta olika frekvenser inom mänskligt anförande bättre. dem inre hårcellerna sköter omvandlingen från ljud mot nervsignaler. Forskarna på baksidan den aktuella studien undersöker hur den här omvandlingen egentligen går mot. detta finns nämligen kvar enstaka sektion frågetecken kring vad vilket sker när dem inre hårcellerna stimuleras från ljudvibrationer samt ger upphov mot enstaka nervsignal mot hjärnan.

Det äger länge varit känt för att dem yttre hårcellerna är kopplade mot en membran vilket vilar ovanpå dem. På dem yttre hårcellerna finns hårliknande utskott, såsom kallas stereocilier, vilket böjs samt aktiveras när ljud får membranet samt hörselorganet för att vibrera. Däremot är den rådande synen för att stereocilier på dem inre hårcellerna ej äger någon förbindelse alls tillsammans med detta membran, vilket kallas tektorialmembranet, samt för att dem stimuleras på annat sätt från ljud. detta är denna foto liksom den aktuella studien för tillfället utmanar.

Förhållandet mellan hårcellerna samt tektorialmembranet besitter studerats inom detalj tillsammans med elektronmikroskopi från vetenskapsman sedan 1950-talet. dock detta är väldigt svårt för att ta reda på hur detta geléaktiga membran fungerar, eftersom detta krymper ihop så fort forskarna tar ut detta från örat. detta är därför ett massiv prov för att skydda förhållandet mellan dem inre hårcellerna samt tektorialmembranet. Dessutom är membranet genomskinligt, samt äger därför varit inom princip osynligt för vetenskapsman. Fram mot för tillfället inom varenda fall. LiU-forskarna la nämligen märke mot för att membranet reflekterar grönt ljus. Upptäckten gjorde detta möjligt för dem för att visualisera tektorialmembranet tillsammans med mikroskopi.Mikroskopibild från dem inre (IHC) samt yttre (OHCs) hårcellernas stereocilier, såsom är helt inbäddade inom tektorialmembranet (TM). Först publicerad i doi: 10.1038/s41467-021-22870-1 Foto Pierre Hakizimana

– oss ser för att detta ej finns något tomrum mellan tektorialmembranet samt hårcellerna, utan stereocilier på både dem yttre samt dem inre hårcellerna är helt inbäddade inom tektorialmembranet. Vårt fynd går emot dagens perception för att detta bara är dem yttre hårcellerna likt besitter förbindelse tillsammans membranet, säger Pierre Hakizimana, förste forskningsingenjör nära avdelningen för biomedicinska samt kliniska vetenskaper, BKV, nära Linköpings högskola, samt huvudförfattare mot studien som publiceras inom tidskriften Nature Communications.

Dags för att revidera läroböckerna?

Pierre Hakizimana samt hans kollegor studera innerörat från marsvin, liksom är många likt detta mänskliga hörselorganet. När forskarna undersökte förhållandet mellan membranet samt hårcellerna närmare gjorde dem ytterligare ett upptäckt.Pierre Hakizimana nära Linköpings högskola. Foto Sanna Hedin

– oss hittade kalciumrika gångar såsom ej ser ut likt något annat oss sett tidigare. Kalciumgångarna sträcker sig genom tektorialmembranet samt kopplar mot både dem inre samt dem yttre hårcellerna, säger Pierre Hakizimana.

Forskargruppen, liksom leds från professor Anders Fridberger, äger tidigare upptäckt för att tektorialmembranet fungerar likt ett depå för kalciumjoner, vilket krävs för för att hårcellerna bör behärska översätta ljudvibrationer mot nervsignaler mot hjärnan. Forskarna följde hur kalciumjoner rörde sig inom gångarna samt deras fynd pekar mot för att kalcium flödar genom gångarna mot hårcellerna. Detta fynd förmå bidra mot för att förklara hur hårcellerna får tillgång mot den höga halt från kalciumjoner vilket behövs för deras funktion. Studien visar också för att stereocilier på både dem inre samt yttre hårcellerna böjs från tektorialmembranet på en liknande sätt. Forskarna går för tillfället vidare tillsammans med forskningen för för att förstå mer angående hur kalciumjonerna transporteras samt ta reda på vilket alternativt vilka proteiner dem nyupptäckta kalciumkanalerna är byggda av.

– Utifrån våra fynd beskriver oss ett mekanism för hur hörseln fungerar, likt går emot vad människor besitter trott inom över femtio år. Bilderna inom läroböckerna såsom beskriver hur innerörat ser ut samt fungerar behöver uppdateras. dem matematiska modellerna liksom används inom undersökning för för att analysera hörsel bör också uppdateras samt omfatta dessa nya fynd, säger Pierre Hakizimana.Pierre Hakizimana är ett från forskarna på baksidan studien. Foto Thor Balkhed

Upptäckter ifall hur vår hörsel fungerar kunna på sikt få innebörd för utvecklingen från cochleaimplantat. Implantaten är en hörhjälpmedel såsom placeras inom hörselsnäckan samt likt genom elektrisk stimulering från hörselnerven förmå göra detta möjligt för döva unge samt vuxna för att uppfatta ljud.

– Cochleaimplantat är enstaka fantastisk lösning för för att behandla hörselförlust, dock detta finns utrymme för förbättring. ett bättre förståelse för hur dem inre hårcellerna stimuleras från ljud är betydande för för att behärska optimera hur cochleaimplantat stimulerar hörselnerven, säger Pierre Hakizimana.

Studien äger finansierats tillsammans stöd från Stiftelsen Tysta Skolan, Vetenskapsrådet samt National Institutes of Health inom USA.

Artikeln: ”Inner hair fängelse stereocilia are embedded in the tectorial membrane”, Pierre Hakizimana samt Anders Fridberger, (2021), Nature Communications, publicerad online den 10 femte månaden i året 2021, doi: 10.1038/s41467-021-22870-1