作者:唐一尘 来源:中国科学报 发布时间:2021/5/12 15:07:58
选择字号:
新研究修改教科书上听觉知识

 

近日,瑞典林雪平大学研究人员发现了内毛细胞因振动产生神经信号的机制。该结果对目前主流的听觉器官组织结构和工作原理提出了挑战。研究人员表示,深入研究毛细胞是如何被声音刺激的,有助于优化助听器和人工耳蜗。5月10日,相关论文刊登于《自然—通讯》。

为听到声音,我们必须把声波转换成神经电信号,传送到大脑。毛细胞在这一过程中扮演了重要角色,它们分为外毛细胞和内毛细胞。外毛细胞能放大声音振动,使我们更好地感知语言的各种频率。内毛细胞将声音振动转化为神经信号。但人们一直不清楚内毛细胞是如何被声音振动刺激产生神经信号的。

人们早就知道,外毛细胞与位于其上的一层膜相连,从而感知到振动。但目前理论认为,内毛细胞没有接触这种被称为盖膜的膜,它们通过完全不同的机制受到声音的刺激

自20世纪50年代以来,人们就对毛细胞与盖膜之间的关系进行了详细研究,但这是极其困难的,因为盖膜一离开耳朵就会收缩,且这种膜是透明的,无法被看见。直到现在。研究人员注意到盖膜能反射绿光。这使得用显微镜观察盖膜成为可能。

“我们看不到盖膜和毛细胞之间有任何缝隙。相反,内、外毛细胞上的静纤毛完全嵌在盖膜中。我们的研究结果与普遍接受的只有外毛细胞与盖膜接触的观点不一致。”论文通讯作者、林雪平大学生物医学和临床科学系工程师Pierre Hakizimana说。

Hakizimana和同事研究了豚鼠的内耳,这与人类内耳非常相似。当更详细地研究盖膜和毛细胞的关系时,他们还有了进一步发现。

“我们发现了以前从未见过的钙管外观。这些钙管跨越盖膜,连接内、外毛细胞的立体纤毛。”Hakizimana说。

之前有研究发现,盖膜的功能是储存钙离子,而这些钙离子是毛细胞将声音诱发的振动转化为神经信号所必需的。

Hakizimana团队跟踪了钙离子在钙管中的运动,结果表明钙离子通过钙管流向毛细胞。这解释了毛细胞如何获得其功能所需的大量钙离子。而且,内、外毛细胞的立体纤毛被盖膜以类似的方式弯曲。

“该结果使我们能够描述听觉背后的机制,这与50多年来被接受的模型不同。因此,教科书中显示听力器官及其功能的经典插图必须更新,用于研究听力的数学模型也应该更新。”Hakizimana说。

专家认为,从长远来看,这些新信息对人工耳蜗的发展很重要。“人工耳蜗是治疗听力损失的一个有效解决方案,但它们还可以改进。更深层次地了解内毛细胞是如何被声音刺激的,对于优化人工耳蜗刺激听觉神经的方式很重要。”Hakizimana说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-021-22870-1

 
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
基于粒子不可分辨性的量子相干生成 迈向量子互联网的非相邻节点隐形传态
纸一样薄的音箱问世!MIT博士的神奇发明 极小种群野生植物平当树实现人工高效繁育
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文