Показано, как звуковые волны в ухе переходят в нервные импульсы — Naked Science
5 минут
Редакция

Показано, как звуковые волны в ухе переходят в нервные импульсы

Ученые определили белок, который открывает ионные каналы.

18-min
©Wikipedia

Исследователи из Рокфеллеровского университета (США) обнаружили, что протеин протокадерин 15 (PCDH15) ответственен за открытие ионных каналов во внутреннем ухе. Он же регулирует восприятие громкости звука. Результаты они представили на 63-й ежегодной встрече биофизического общества в Балтиморе.

 

Восприятие звука у человека происходит в кортиевом органе, который располагается внутри перепончатого лабиринта улитки во внутреннем ухе. Внутри кортиевого органа — так называемые волосковые клетки. Они представляют собой рецепторы слуховой системы и вестибулярного аппарата. На них базируются нити стереоцилий, которые имеют разную длину и обычно сгруппированы в порядке увеличения высоты, подобно лестнице. Нити соединяют наконечники (tip links). Все это погружено в вязкую жидкость под названием эндолимфа.

 

Когда звуковая волна попадает в ухо, она тревожит эндолимфу. Из-за этого возникает волновой эффект, который воздействует на волосковые клетки и стереоцилии. В наконечниках возникает натяжение, после чего происходит открытие ионных каналов. Ионы кальция вызывают высвобождение нейромедиаторов, а те, в свою очередь, порождают потенциалы в нервных клетках. Оставался открытым вопрос, как наконечники открывают ионные каналы? Биологи подозревали, что в этом процессе участвует белок, но не знали какой. Ученые из Рокфеллеровского университета определили, что это протокадерин 15.

 

Кортиев орган, зеленым обозначены волосковые клетки / ©3B Scientific

 

Принцип действия объяснил один из авторов работы Тобиас Барч (Tobias Bartsch):

 

«Дело в том, что для этих целей нужна мягкая пружина, которая через гибкие и постепенные изменения в ионных каналах могла бы интерпретировать диапазон шумов. Если пружина слишком мягкая, она не будет достаточно сильной, чтобы открывать ионные каналы, а значит, и сигнал к мозгу не пройдет. Если пружина слишком жесткая, то и малые, и большие стимулы будут воздействовать с той же силой, и вы не сможете различать амплитуды. Предыдущие работы игнорировали тот факт, что этот белок находится в теплой и влажной жидкости, а эти факторы влияют на его свойства».

 

По словам Барча, когда он и его коллеги построили модель, учитывающую температуру и влагу, они заметили, что протокадерин 15 вел себя как мягкая пружина при слабом натяжении наконечников и как жесткая — при сильном. Так они показали, как один белок способен регулировать спектр звукового восприятия.

 

В прошлом году нейрофизиологи установили, что, когда мы слышим звуки понятного нам языка, наш мозг реагирует иначе, чем когда мы слышим другие звуки или людей, говорящих на незнакомых нам языках. Когда кто-то говорит на известном языке, наш мозг моментально переключается, чтобы обработать звуки речи, превращая их в слова.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

8 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Очередной интерфейс мозг — компьютер от консорциума BrainGate регистрирует сигналы моторной коры, превращая их в буквы на скорости 16 слов в минуту.

Позавчера, 21:42
8 минут
Мария Азарова

Блокирование рецептора, который помогает сохранять энергию в условиях голода, назвали ключом к более безопасным профилактике и лечению ожирения, вызванного неправильным образом жизни.

Позавчера, 08:45
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

8 мая
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 21:55
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: