Чувствительные клетки внутреннего уха имеют крошечные волоски, называемые стереоцилиями, которые играют важную роль в слухе. Давно известно, что эти стереоцилии перемещаются в стороны назад и вперед волнообразным движением при стимуляции звуковой волной. Создав микроскоп для наблюдения за этими движениями, исследовательская группа из Каролинского института в Швеции обнаружила, что волосы не только перемещаются в стороны, но и изменяются в длине.
Открытие, сделанное в сотрудничестве с учеными из Медицинского колледжа Бейлора в Техасе, США, дает новые фундаментальные знания о механизмах слуха. Он представлен в онлайн-научном журнале Nature Communications.
Прежде чем мы сможем воспринимать речь, музыку и другие звуки, звуковые волны должны быть преобразованы в электрические импульсы в слуховом нерве – процесс, опосредованный сенсорными клетками внутреннего уха. Предыдущие исследования показали, что звук вызывает боковое движение крошечных волосков, которые исходят из этих клеток, что открывает и закрывает механически чувствительные ионные каналы, создавая ощущение слуха.
Невозможно изучить движение ресничек человека, потому что сенсорные клетки глубоко встроены в толстую кость, но у морских свинок и песчанок внутреннее ухо окружено тонкой костью. Используя специальный микроскоп собственной разработки, ученые смогли наблюдать движение ресничек, вызванное звуком.
"Это обнаружило кое-что удивительное – волосы не только загибаются в стороны, но и меняются по длине," говорит д-р Андерс Фридбергер, доцент и врач Центра исследований слуха и коммуникации Департамента клинической науки, интервенции и технологий Каролинского института. "Эти продольные изменения оказывают важное влияние на процесс преобразования звуковых волн в электрические сигналы, который необходим для слуха."
Ученые показывают, что способность стереоцилий изменять длину была выше, когда электрический потенциал вокруг сенсорных клеток был низким, что, как известно, происходит в связи с шумовым повреждением и возрастной потерей слуха. Падение напряжения приводит к тому, что волосы становятся слишком мягкими, что ухудшает функцию уха.
"Наши выводы, возможно, помогут нам понять, почему ухо не работает так же хорошо в таких случаях," говорит доктор Фридбергер. "И, возможно, однажды их можно будет использовать в разработке нового метода лечения нарушений слуха. Если мы сможем использовать лекарство для восстановления нормальной жесткости ресничек, мы сможем улучшить работу уха, но это дело далекого будущего, если это вообще возможно. Что мы должны сделать сейчас, так это открыть точный механизм, который контролирует жесткость ресничек."