Come umano Orecchio Traduce vibrazioni in suoni: Discovery Of Ion Canale Accende Orecchio sulla sua testa

Giugno 19, 2016 Admin Salute 0 5
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Anthony Ricci, PhD, professore associato di otorinolaringoiatria, e colleghi presso l'Università del Wisconsin e l'Ospedale Pellegrin in Francia ha evidenziato che i canali ionici responsabili per l'udienza non si trovano dove gli scienziati pensavano in precedenza. La scoperta si trasforma vecchie teorie a testa in giù, e potrebbe avere importanti implicazioni per la prevenzione e il trattamento della perdita di udito.

"Avevo pensato che i canali erano in un posto molto diverso", ha detto Peter Gillespie, PhD, professore di otorinolaringoiatria presso la Oregon Health and Science University, non coinvolto con lo studio. "Questo cambia il modo in cui guardiamo a tutti i tipi di dati precedenti." I risultati appariranno nel numero di maggio di Nature Neuroscience.




Ricci ha spiegato, "La posizione è importante, perché tutta la nostra teoria di come suono attiva questi canali dipende da questo. Ora dobbiamo rivalutare il modello che abbiamo mostrato nei libri di testo per gli ultimi 30 anni."

Dentro l'orecchio, cellule specializzate chiamate "cellule ciliate" vibrazioni senso nell'aria. Le cellule contengono piccoli ciuffi di sporgenze simili a capelli, detti stereocilia, che sono disposti in righe per altezza. Le vibrazioni sonore causano le stereocilia a piegare un po ', e gli scienziati pensano che il movimento si apre piccoli pori, chiamati canali ionici. Come ioni caricati positivamente precipitano nella cella capelli, vibrazioni meccaniche vengono convertiti in un segnale elettrochimico che il cervello interpreta come suono.

Ma dopo anni di ricerche, gli scienziati ancora non hanno identificato i canali ionici responsabili di questo processo. Per individuare la posizione dei canali, Ricci e colleghi schizzata ratto stereocilia con un getto d'acqua molto piccolo. Come la pressione dell'acqua piegato stereocilia, calcio inondato nelle cellule ciliate. I ricercatori hanno utilizzato ultraveloci, immagini ad alta risoluzione per registrare esattamente dove il calcio prima entrato nelle cellule. Ogni punto di ingresso segnato un canale ionico.

I risultati sono stati sorprendenti: invece di essere sulle file più alte di stereocilia, come gli scienziati pensavano in precedenza, la squadra di Ricci ha trovato canali ionici solo sulla riga centrale e più brevi.

I canali ionici sulle cellule dei capelli non solo di convertire le vibrazioni meccaniche in segnali per il cervello, ma aiutano anche a proteggere l'orecchio contro suoni che sono troppo forti. Attraverso un processo chiamato adattamento, l'orecchio regola la sensibilità dei suoi canali ionici per abbinare il livello di rumore ambientale. La maggior parte delle persone che hanno già familiarità con questo fenomeno, Ricci ha detto, anche se potrebbero non rendersene conto. "Se si guarda la TV a letto e si ha il suono abbassato basso, si sente bene quando si sta andando a dormire", ha detto. "Ma poi quando ti alzi la mattina e accende la notizia, è necessario alzare il volume."

Questo perché durante la notte, quando tutto è tranquillo, l'orecchio si presenta il suo amplificatore per ascoltare i suoni più morbidi. "Ma quando ti alzi la mattina", ha detto Ricci, "ei ragazzi sono in giro e il cane abbaia, l'orecchio deve reimpostare la sua sensibilità in modo da poter ascoltare in condizioni rumorosi senza danneggiare l'orecchio."

Difetti nel processo di adattamento del orecchio mettere le persone a rischio sia per la perdita di udito legata all'età e il rumore correlati. Adattamento comprensione è un passo fondamentale nella prevenzione della perdita dell'udito, ha detto Robert Jackler, MD, Edward C. e Amy H. Sewall Professor in Otorinolaringoiatria a Stanford.

"Molte forme di ipoacusia e sordità sono dovute a disturbi della biologia molecolare della cellula capelli", ha detto Jackler, che non è stato coinvolto nello studio. "Quando capisci i dadi e bulloni di come funziona la cellula capelli, si può capire come va storto e può impostare di imparare come risolvere il problema."

Lo studio è stato finanziato da sovvenzioni dal National Institute on Deafness e altri disturbi comunicativi. Altri ricercatori hanno tentato esperimenti simili in passato, ma utilizzato tecniche di imaging meno sensibili. "Il nostro microscopio ha preso le immagini a 500 fotogrammi al secondo", ha detto Ricci, che ha condotto gli esperimenti di imaging. "Questo è molto più veloce di quanto sia mai stato fatto prima."

Ricci e colleghi hanno utilizzato anche cellule ciliate da ratti, mentre gli esperimenti precedenti erano stati fatti in rane toro. Poiché i mammiferi hanno un minor numero, filari di stereocilia più distanziati, il team è stato in grado di determinare la posizione precisa dei canali ionici.

"Hanno scelto la loro preparazione sperimentale molto saggiamente,", ha detto Gillespie. "L'orecchio è davvero difficile da ottenere in quanto si tratta di un piccolo organo, è racchiuso in osso molto duro e ci sono pochissime cellule ciliate."

Ma lo studio di Ricci non era solo un trionfo in protocollo sperimentale. Milioni di americani soffrono di ipoacusia e sordità, e fino a quando gli scienziati a capire le basi molecolari di udito normale, è difficile capire che cosa può andare storto. "Abbiamo bisogno di sapere in particolare come l'udito funziona", ha detto Ricci, "o non possiamo venire con trattamenti più efficaci."

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