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Elektromechanische Transduktion

Einfluss der äußeren Haarsinneszellen auf das Bewegungsmuster des Corti-Organs

Electromechanical transduction

Influence of the outer hair cells on the motion of the organ of Corti

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Zusammenfassung

Hintergrund

Somatische elektromechanische Transduktion der äußeren Haarsinneszellen (ÄHZ) kann durch ein extrazelluläres elektrisches Feld erzeugt werden, sodass eine Untersuchung der elektromechanisch bedingten Bewegung des Corti-Organs möglich ist.

Methoden

Mit Hilfe eines Laser-Doppler-Interferometers konnten die elektrisch induzierten Bewegungen des Corti-Organs an insgesamt 22 verschiedenen Positionen gemessen werden: zehn auf der Retikularlamina (RL) und jeweils sechs Punkte auf der Ober- und Unterseite der Tektorialmembran (TM). Diese Messungen wurden an drei verschiedenen Positionen entlang der Meerschweinchenkochlea durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung

Die Untersuchungen der RL- und TM-Bewegung zeigten ein komplexes Schwingungsmuster, welches eine stimulussynchrone Deformation des subtektorialen Spaltes im Bereich der inneren Haarsinneszellen (IHZ) hervorrief. Bis mindestens 3 kHz ist diese Deformation mit einer radialen Flüssigkeitsverschiebung im Spalt verbunden. Die elektromechanische Aktion der ÄHZ beeinflusst somit, zusätzlich zur Verstärkung der Basilarmembranbewegung, direkt die Auslenkung der IHZ-Stereozilien.

Abstract

Background

The somatic electromotility of the outer hair cells can be induced by an extracellular electrical field. This enables us to investigate the electromechanically induced motion of the organ of Corti.

Methods

The electrically induced motion of the guinea-pig organ of Corti was measured with a laser Doppler vibrometer in three cochlear turns at ten radial positions on the reticular lamina (RL) and six on each of the upper and lower surfaces of the tectorial membrane (TM).

Results and conclusions

We found a complex vibration pattern of the RL and TM, leading to a stimulus synchronous modulation of the depth of the subtectorial space in the region of the inner hair cells (IHCs). This modulation causes radial fluid motion inside the space up to at least 3 kHz. This motion is capable of deflecting the IHC stereocilia and provides an amplification mechanism additional to that associated with basilar-membrane motion.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5

Notes

  1. Die Haarbündel der inneren Haarsinneszellen (IHZ) und der ÄHZ müssten nach ihrem anatomischen Aufbau als Stereovilli bezeichnet werden. In dieser Arbeit wird aber der geläufige Begriff Stereozilien verwendet.

  2. Die Retikularlamina, in Lehrbüchern oft Retikularmembran genannt, ist eine ionendichte Grenzfläche, die von den apikalen Zellenden der äußeren und inneren Haarsinneszellen und den Stützzellen gebildet wird. Sie trennt die Corti-Lymphe innerhalb des Corti-Organs von der Endolymphe des subtektorialen Spaltes.

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Danksagung

Wir möchten uns für die rege Diskussion mit Dr. E. Dalhoff, Dr. C. Harasztosi, Prof. Dr. S. Preyer, Dr. M.P. Scherer, Prof. Dr. C.R. Steele und Dr. A. Vetešník und für technische Unterstützung von A. Seeger und K. Vollmer bedanken. Die Arbeit entstand mit finanzieller Unterstützung der DFG (Projekt Gu 194/5–1).

Interessenkonflikt

Es besteht kein Interessenkonflikt. Der korrespondierende Autor versichert, dass keine Verbindungen mit einer Firma, deren Produkt in dem Artikel genannt ist, oder einer Firma, die ein Konkurrenzprodukt vertreibt, bestehen. Die Präsentation des Themas ist unabhängig und die Darstellung der Inhalte produktneutral.

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Authors and Affiliations

  1. Sektion Physiologische Akustik and Kommunikation der Universitäts-HNO-Klinik, Eberhard-Karls-Universität, Elfriede-Aulhorn-Straße 5, 72076, Tübingen

    M. Nowotny &  A. W. Gummer

Authors
  1. M. Nowotny
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  2. A. W. Gummer
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Nowotny, M., Gummer, A.W. Elektromechanische Transduktion. HNO 54, 536–543 (2006). https://doi.org/10.1007/s00106-006-1421-8

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