Występowanie dwóch rodzajów komórek włoskowatych, wewnętrznych i zewnętrznych, w narządzie Cortiego zostało docenione prawie 100 lat temu, ale ich funkcje stały się jasne dopiero w ciągu ostatnich 20 lat. Pierwsza wskazówka, że mogą one odgrywać różne role w procesie słyszenia pojawiła się około 40 lat temu w wyniku żmudnych badań anatomicznych, które wykazały, że większość włókien nerwowych przenoszących informacje do mózgu kontaktuje się tylko z wewnętrznymi komórkami włosowymi. Oznacza to, że większość informacji o świecie akustycznym dociera do mózgu przez wewnętrzne komórki włoskowate. Jaka była zatem rola zewnętrznych komórek włoskowatych, których jest ponad trzykrotnie więcej? Zagadkę tę pogłębiło odkrycie, że włókna nerwowe pochodzące z neuronów znajdujących się głęboko w mózgu, które wysyłają informacje do komórek włoskowatych, dotykają tylko komórek włoskowatych zewnętrznych. Później ustalono, że stereokilia zewnętrznych komórek włoskowatych jest mocno osadzona w pokrywającej je błonie tektonicznej, podczas gdy stereokilia wewnętrznych komórek włoskowatych tworzy jedynie luźne połączenie. Zewnętrzne komórki włoskowate znajdują się blisko środka błony podstawnej, gdzie wibracje będą największe, podczas gdy błona podstawna jest zakotwiczona pod wewnętrznymi komórkami włoskowatymi (patrz rysunek 5). Obserwacje te sugerują, że ruch stereokili i wynikająca z niego modulacja ich prądów jonowych jest prawdopodobnie większa w przypadku komórek włoskowatych zewnętrznych niż wewnętrznych. W kilku badaniach, w których badano uszy wewnętrzne osób głuchych tuż po ich śmierci, wykazano, że do słyszenia potrzebne są zewnętrzne komórki włoskowate. Było jasne, że wewnętrzne komórki włoskowate służą do przekazywania informacji do mózgu, ale rola zewnętrznych komórek włoskowatych pozostawała tajemnicą.
Mechaniczne drgania narządu Cortiego były analizowane przez inżynierów od lat 40-tych. Ich analiza była w stanie wyjaśnić selektywność częstotliwości zmierzoną pierwotnie przez von Bekesy’ego w ślimaku uzyskanym ze zwłok. W tamtym czasie wiedziano, że zmierzona selektywność częstotliwościowa i selektywność częstotliwościowa obliczona na podstawie analizy inżynierskiej nie zbliżała się do selektywności częstotliwościowej ludzkiego słuchu lub selektywności częstotliwościowej, którą można zmierzyć z pojedynczych włókien nerwowych. Krótko po II wojnie światowej amerykański astrofizyk, który w czasie wojny pracował nad radarem, zasugerował, że selektywność częstotliwościowa ślimaka mogłaby zostać zwiększona, gdyby w ślimaku znajdowało się źródło energii mechanicznej. Jego sugestia została w dużej mierze zignorowana do czasu, gdy kilka grup inżynierskich w późnych latach 70-tych ponownie odkryło potencjalne korzyści płynące z tego hipotetycznego źródła energii. Zostali oni zmuszeni do rozważenia możliwości istnienia takiego „wzmacniacza ślimakowego”, gdy ulepszone pomiary wykonane na żywych (w przeciwieństwie do martwych) uszach ujawniły, że mechaniczna selektywność częstotliwości w żywym uchu zaczęła zbliżać się do selektywności ludzkiego słuchu. Koncepcja, że w ślimaku istnieje źródło energii mechanicznej została potwierdzona, gdy w późnych latach 70-tych odkryto, że dźwięk jest wytwarzany przez ucho wewnętrzne. Dźwięki te mogą być mierzone poprzez umieszczenie czułego mikrofonu w przewodzie słuchowym. Nazwano je emisjami otoakustycznymi i są one obecnie rutynowo mierzone w klinice w celu oceny słuchu. Ich odkrycie było zdumiewające dla fizjologii zmysłów, ponieważ było równoznaczne z odkryciem, że światło wychodzi z oka (co nigdy nie zostało zaobserwowane). W ciągu pięciu lat odkryto, że zewnętrzna komórka włosa może być wydłużana i skracana poprzez stymulację elektryczną. Funkcja zewnętrznej komórki włosowej w słuchu jest obecnie postrzegana jako wzmacniacz ślimakowy, który poprawia czułość i selektywność częstotliwości drgań mechanicznych ślimaka.
Następny rozdział: Elektromotoryczność komórek włoskowatych zewnętrznych
Powróć do spisu treści Jak działa ucho
Więcej informacji: Jak działa ucho?