离子通道是耳朵
科学家们认为他们有一个好的模型来解释内耳将空气中的振动转换为声音听到的大脑。现在,基于从斯坦福大学医学院的一项新研究,它看起来像模型的部分是错误的。
安东尼•里奇博士,副教授耳鼻喉科,威斯康辛大学的同事在和法国Pellegrin医院发现,离子通道负责听力不是坐落在此之前,科学家们认为。发现旧理论颠倒,而且可能产生重大影响的预防和治疗听力损失。
“我认为渠道在一个非常不同的地方,”彼得·吉莱斯皮说,博士,教授耳鼻咽喉科俄勒冈健康与科学大学,他并没有参与这项研究。“这改变了我们看各种各样的以前的数据。”The findings will appear in the May issue of自然神经科学。
里奇解释道:“位置是很重要的,因为我们的整个理论的声音激活这些渠道取决于它。现在我们有重新评估模型,我们已经在过去30年的教科书。”
耳朵深处,专门的细胞被称为“毛细胞“空气中的振动。细胞包含了小块的绒毛,称为静纤毛,整齐的排列着的高度。声音震动导致静纤毛轻微弯曲,科学家认为运动打开小孔,叫做离子通道。带正电荷的离子涌入毛细胞,机械振动转化为一种电化学信号,大脑将其理解为声音。
但是经过多年的搜索,科学家还没有发现离子通道负责这个过程。确定通道的位置,里奇和他的同事们用微小的水射流喷鼠静纤毛。从静纤毛弯曲的水压力,钙离子涌入毛细胞。研究人员使用超快,高分辨率成像记录哪里钙首先进入细胞。每个离子通道的入口点明显。
结果是令人惊讶的:而不是最高的成排的静纤毛,像科学家先前认为,里奇的研究小组发现离子通道只在中间,最短的行。
离子通道在毛细胞不仅对大脑机械振动转换成信号,但他们也帮助保护耳朵对声音太大声了。通过这一过程被称为适应,耳朵的灵敏度调整离子通道与环境噪声水平。大多数人都熟悉这一现象,里奇说,尽管他们可能没有意识到。“如果你在床上看电视,你有拒绝的声音很低,你可以听到好当你睡觉的时候,”他说。“但是当你早晨起床,打开新闻,你必须把音量调大。”
因为在晚上,当一切都安静,耳朵听到柔和的声音变成了放大器。“但是当你早晨起床,”里奇说,“和孩子们跑来跑去,狗叫声,耳朵已经重置其灵敏度,这样你就可以听到在嘈杂环境下没有伤害你的耳朵。”
耳朵的适应过程缺陷使人们noise-related和老年性听力损失的风险。理解适应是一个基本的步骤,防止听力损失,罗伯特·杰克勒)说,医学博士,爱德华·c·和艾米·h·席沃教授在斯坦福大学耳鼻喉科学。
“许多形式的听力损失和耳聋是由于干扰分子生物学的毛细胞,”·杰克勒)说,他并没有参与这项研究。“当你理解的螺母和螺栓头发细胞是如何工作的,你可以理解它出错,可以设置学习如何修理它。”
这项研究是由美国国立研究所耳聋和其他沟通障碍。其他科学家们尝试类似的实验在过去,但他们使用不敏感成像技术。“我们的显微镜图像为500帧每秒,”里奇说,他领导了成像实验。“这是比它曾经做过的快得多。”
里奇和他的同事们也用头发细胞的老鼠,虽然以前的实验已经在牛蛙。因为哺乳动物有更少的,更广泛的静纤毛排列,团队能够确定的精确位置离子通道。
“他们选择实验准备非常明智,”Gillespie说。“耳朵是很困难的,因为它是一个小器官,这是包裹在非常坚硬的骨骼,很少有毛细胞。”
但利玛窦的研究在实验协议不仅仅是一种胜利。数以百万计的美国人患有听力损失耳聋,直到科学家理解听力正常的分子基础,很难理解什么会导致出错。“我们需要知道具体听力是如何工作的,”里奇说,“或者我们不能想出更好的治疗方法。”
