內耳
內耳構造

耳蜗(拉丁文,德文,英文:Cochlea)是内耳的一个解剖结构,它和前庭系统一起组成内耳骨迷路,即内耳的核心结构[1][2][3]。耳蜗的名称来源于其形状与蜗牛壳的相似性,耳蜗的英文名Cochlea,即是拉丁语中“蜗牛壳”的意思。耳蜗是外周听觉系统的组成部分,连接着耳蜗神经[4]。耳蜗的核心部分为柯蒂氏器,是听觉传导器官,负责将来自中耳的声音信号转换为相应的神经电信号,交送脑的中枢听觉系统接受进一步处理,最终实现听觉[5]。耳蜗的病变和多种听觉障碍密切相关。

耳蜗的解剖位置编辑

耳蜗位于颞骨深处,毗邻中耳听小骨以及脑干,是内耳骨迷路的组成部分。耳蜗的几何对称轴,称为耳蜗轴英语Modiolus (cochlea)大致处在水平面内,与颞骨表面垂直。

前庭耳蜗神经与听觉相关的一部分:耳蜗神经,起源自耳蜗[4]

耳蜗的解剖结构编辑

 
人类耳蜗的截面

人类的耳蜗形似蜗牛壳,由底端(拉丁文、德文、英文:Basal)至顶端(拉丁文,英文:Apical,德文:Apikal)螺旋环绕二又八分之五周,展开长度约为35 mm。

耳蜗是一个骨质结构,由三个内部充满淋巴液的空腔组成,这三个空腔由上到下依次为[6]

前庭阶在底端中止于卵圆窗,是镫骨施力的部位;鼓阶在底端中止于圆窗,毗邻鼓室,是声压释放的窗口。

赖斯纳氏膜(德文:Reißner-Membran,英文:Reissner's membrane)分隔前庭阶和蜗管,基底膜(拉丁文:Membrana basilaris,德文:Basilarmembran,英文:Basilar membrane)分隔蜗管和鼓阶。听觉转导器官柯蒂氏器坐落于基底膜之上、蜗管内部。前庭阶和鼓阶在蜗孔(Helicotrema)相通。

听神经的纤维通过基底膜与内毛细胞和外毛细胞形成突触连接,其细胞体位于在耳蜗中心部的螺旋神经节[7]

耳蜗的比较解剖学编辑

耳蜗的蜗牛形状只在哺乳类动物存在,一些其他动物的耳蜗虽然不具有螺旋形状(例如鸟类的线形耳蜗),但是仍然称为“耳蜗”。不同哺乳类动物的耳蜗长度和螺旋周数亦有区别。该区别反映了不同物种听觉频率范围的区别。

柯蒂氏器和听觉转导编辑

 
柯蒂氏器的解剖结构。解剖结构术语拉丁语/英语-中文对照:1)Limbus:螺旋缘,2)Membrane tectoria:盖膜,3)英文:Outer hair cells,德文:äußere Haarzellen:外毛细胞,4)英文:: Inner hair cells,德文:Innenhaarzellen:内毛细胞,5)英文:Nerve fibers,德文:: Nervenfasern:听神经纤维,6)英文,德文:Hammer("Inner Rod"):内侧柱,7)Vas spirale:螺旋血管,8)英文:Basilar membrane,德文:Basilarmembran:基底膜,9)英文:Vestibule("outer rod"),德文:Vestibulum:外侧柱,10)英文:Cells of Deiters,德文:Deiters-Zellen:Deiters细胞
 
Tonotopie:频率拓扑

柯蒂氏器是听觉转导环节。右图所示为柯蒂氏器的主要解剖结构。

基底膜和频率拓扑的起源编辑

基底膜是一个贯穿耳蜗底部自顶部的膜状结构。外淋巴的机械振动,在基底膜形成一个行波,行波在基底膜的不同部位形成不同的共振幅度。自底部至顶部,基底膜的横向宽度递增、机械张力亦递增,硬度递减。这两个趋势的综合作用因素是共振频率(亦称为特性频率(英文:Characteristic frequency,德文:Eigenfrequenz)或最佳频率(英文:Best frequency,德文:Beste Frequenz))自底部至顶部的递减。在人类,该共振频率的范围约为20-20000 Hz,即人类的正常听觉频率范围。

基底膜上的距卵圆窗距离与共振频率与间的关系称为频率拓扑(英文:Tonotopy,德文:Tonotopie)。基底膜的频率拓扑造成了毛细胞阵列和听神经阵列中的频率拓扑,也是上至大脑听觉皮层的整个听觉通路的频率拓扑的根本起源。由于听觉系统具有频率拓扑性质,其工作原理形似信号处理中的傅立叶分析或某种形式的小波分析。当然在听觉通路更高级的部分,频率拓扑逐渐模糊,处理的复杂性亦非此类工程方法所能概括。

毛细胞编辑

毛细胞规则地分布于基底膜之上,自耳蜗底端至顶端的全长范围内形成平行的四列。其中靠近耳蜗中心的一列称为内毛细胞(英文:Inner hair cells,德文:Innenhaarzellen);远离中心的三列称为外毛细胞(英文:Outer hair cells,德文:äußere Haarzellen)。[8]

两类毛细胞的顶部都有若干列静纤毛(Stereocilia),同时有少量动纤毛(Kinocilia,只在发育中的毛细胞存在)。当外淋巴在机械震动下带动盖膜和基底膜形成相对剪切运动时,纤毛发生摇摆。纤毛的摇摆通过一些尚未研究透彻的机制,导致纤毛顶部附近的离子通道的开闭,形成跨膜电流和感受器电位。而毛细胞死后亦無法再生,致人一生的聽覺能力不斷減退。

内毛细胞是感受器细胞,与若干个听神经纤维形成突触连接。负责将机械振动转化为与之相连的听神经纤维的动作电位。外毛细胞与来自上橄欖複合體英语Superior olivary complex的传出神经以及另一类型的传入神经(称为II型传入纤维)形成突触,其生理功能尚不完全清楚,一般认为与增强听神经的高度频率选择性、耳蜗的调节和自我保护机制有关。

支持细胞编辑

柯蒂氏器除了毛细胞,还有多种类型的支持细胞,例如Deiter细胞等。这些细胞的功能可能与柯蒂氏器的机械特性、发育和代谢等机制有关。

與平衡感無關聯编辑

耳蝸和前庭系統一起構成了內耳迷路,而負責感知平衡感的是半規管系統及耳石器官,雖然兩者和耳蝸也是位於內耳的結構,但耳蝸和人體的平衡能力並無關聯,合而為一是進化的結果。惟發生病變感染時很有可能同時影響兩者的運作。

参见编辑

参考资料编辑

  1. ^ Bony Labyrinth - an overview. Science Direct. [2021-02-28] (英语). 
  2. ^ Vestibular system. Encyclopedia Britannica. [2021-02-28] (英语). 
  3. ^ The Antatomy of Hearing and Balance. MedicineNet. [2021-02-28] (英语). 
  4. ^ 4.0 4.1 Cochlear Nerve. Science Direct. [2021-02-28]. 
  5. ^ White, Hunter J.; Helwany, Muhammad; Peterson, Diana C. Anatomy, Head and Neck, Ear Organ of Corti. StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2021. PMID 30855919. 
  6. ^ Casale, Jarett; Kandle, Patricia F.; Murray, Ian; Murr, Najib. Physiology, Cochlear Function. StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2021. PMID 30285378. 
  7. ^ Nayagam, Bryony A; Muniak, Michael A; Ryugo, David K. The spiral ganglion: connecting the peripheral and central auditory systems. Hearing research. 2011-8, 278 (1-2): 2–20. ISSN 0378-5955. PMC 3152679 . PMID 21530629. doi:10.1016/j.heares.2011.04.003. 
  8. ^ Purves, Dale; Augustine, George J.; Fitzpatrick, David; Katz, Lawrence C.; LaMantia, Anthony-Samuel; McNamara, James O.; Williams, S. Mark. Two Kinds of Hair Cells in the Cochlea. Neuroscience. 2nd edition. 2001 (英语). 

外部連結编辑