定義
聴覚変換とは、外耳・中耳を通って内耳へ伝えられた音圧を、蝸牛の有毛細胞が電気信号へ変える過程である。蝸牛の周波数局在は、基底膜の部位ごとに最もよく振動する周波数が異なり、基底部が高音、頂部が低音を担当する空間的な符号化を指す。
イメージ
蝸牛を、端から端へ硬さと幅が少しずつ変わる鍵盤にたとえると理解しやすい。入口に近く硬い基底部は高い音で、柔らかく広い頂部は低い音で大きく揺れる。その場所に並ぶ有毛細胞が音を電気信号へ変えるため、音の高さが蝸牛上の位置として表される。
仕組み
アブミ骨が卵円窓を押すと、前庭階から鼓室階へ圧力変化が伝わり、基底膜上に進行波が生じる。内有毛細胞の不動毛が最長毛側へ傾くと、隣接する不動毛を結ぶチップリンクに張力が加わり、機械刺激受容チャネルが開く。内リンパはK⁺濃度が高く、蝸牛内電位も正であるため、K⁺が有毛細胞内へ流入して脱分極を起こす。続いて基底側の電位依存性Ca²⁺チャネルが開き、グルタミン酸が求心性神経終末へ放出される。内有毛細胞は聴神経へ情報を送る中心的な受容細胞である。一方、外有毛細胞はプレスチンによる長さの変化で基底膜振動を増幅し、小さな音への感度と周波数選択性を高める。基底膜の硬さと幅の勾配によって生じた周波数配列は、蝸牛神経核から聴覚皮質まで概ね保たれる。
例
外有毛細胞が騒音や薬剤で障害されると、聴力閾値が上がるだけでなく、近い周波数を聞き分ける能力や小さな音を増幅する働きも低下する。蝸牛の基底部は高周波音の影響を受けやすいため、高音域から聴力が低下することがある。