Новые сведения о стереоцилиях и о том, как действует внутреннее ухо
Давно известно, что стереоцилии (слуховые волоски) осуществляют поперечные волнообразные движения вперед и назад, когда их стимулирует звуковая волна. После изобретения микроскопа, способного наблюдать эти движения, группа ученых Каролинского института (Стокгольм, Швеция) обнаружила, что волоски не только совершают поперечные движения, но и меняют свою длину.
Исследование, сделанное в сотрудничестве с учеными Бейлорского медицинского колледжа (Техас, США), дает новые фундаментальные знания о механизме слуха. Его результаты опубликованы в журнале Nature Communication.
Прежде чем люди смогут воспринимать речь, музыку и другие звуки, звуковые волны должны быть преобразованы в электрические импульсы в слуховом нерве – этот процесс осуществляют сенсорные волосковые клетки внутреннего уха. Предыдущие исследования показывали, что звук вызывает боковое движение крохотных волосков, покрывающих верхушки этих клеток, которое открывает и закрывает механически чувствительные ионные каналы, создавая ощущение слуха.
Изучать движения человеческих стереоцилий невозможно, потому что сенсорные клетки находятся глубоко в височной кости. Однако у морских свинок и мышей-песчанок внутреннее ухо окружено тонкой костью. Используя специально сконструированный микроскоп, ученые смогли наблюдать движения волосков, вызванные звуком.
«То, что волоски не только сгибаются поперек, но и меняют свою длину, звучит довольно странно, – говорит д-р Андерс Фридбергер, доцент и врач Исследовательского центра слуха и коммуникации (Департамент клинических исследований, вмешательства и технологии Каролинского института). – Эти продольные изменения оказывают важное влияние на процесс преобразования звуковых волн в электрические сигналы, который необходим для слуха».
Ученые доказали, что способность стереоцилий менять длину возрастает при низком электрическом потенциале вокруг сенсорных клеток, который, как известно, наблюдается в связи с шумовыми повреждениями и возрастной потерей слуха. Падение напряжения приводит к тому, что волоски становятся слишком мягкими, а это нарушает функцию уха.
«Наши находки помогут нам понять, почему ухо плохо действует в таких случаях, - говорит Фридбергер. – Возможно, в один прекрасный день они даже помогут разработать новый метод лечения поврежденного слуха. Если мы сможем использовать лекарство для восстановления нормальной жесткости стереоцилий, мы заставим ухо работать лучше. Но это вопрос отдаленного будущего, если это вообще возможно. Что мы должны сделать сегодня – раскрыть точный механизм, который управляет жесткостью стереоцилий».
Прежде чем люди смогут воспринимать речь, музыку и другие звуки, звуковые волны должны быть преобразованы в электрические импульсы в слуховом нерве – этот процесс осуществляют сенсорные волосковые клетки внутреннего уха. Предыдущие исследования показывали, что звук вызывает боковое движение крохотных волосков, покрывающих верхушки этих клеток, которое открывает и закрывает механически чувствительные ионные каналы, создавая ощущение слуха.
Изучать движения человеческих стереоцилий невозможно, потому что сенсорные клетки находятся глубоко в височной кости. Однако у морских свинок и мышей-песчанок внутреннее ухо окружено тонкой костью. Используя специально сконструированный микроскоп, ученые смогли наблюдать движения волосков, вызванные звуком. «То, что волоски не только сгибаются поперек, но и меняют свою длину, звучит довольно странно, – говорит д-р Андерс Фридбергер, доцент и врач Исследовательского центра слуха и коммуникации (Департамент клинических исследований, вмешательства и технологии Каролинского института). – Эти продольные изменения оказывают важное влияние на процесс преобразования звуковых волн в электрические сигналы, который необходим для слуха».
Ученые доказали, что способность стереоцилий менять длину возрастает при низком электрическом потенциале вокруг сенсорных клеток, который, как известно, наблюдается в связи с шумовыми повреждениями и возрастной потерей слуха. Падение напряжения приводит к тому, что волоски становятся слишком мягкими, а это нарушает функцию уха.
«Наши находки помогут нам понять, почему ухо плохо действует в таких случаях, - говорит Фридбергер. – Возможно, в один прекрасный день они даже помогут разработать новый метод лечения поврежденного слуха. Если мы сможем использовать лекарство для восстановления нормальной жесткости стереоцилий, мы заставим ухо работать лучше. Но это вопрос отдаленного будущего, если это вообще возможно. Что мы должны сделать сегодня – раскрыть точный механизм, который управляет жесткостью стереоцилий». 
