Показано, как звуковые волны в ухе переходят в нервные импульсы — Naked Science
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.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

10 часов назад
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 18:35
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

22 июля
Илья Ведмеденко

По информации СМИ, модуль «Наука» столкнулся с техническими проблемами. Они могут существенно осложнить стыковку с Международной космической станцией.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: