Überblick
Die Cochlea ist ein spiralförmiges, flüssigkeitsgefülltes Organ im Innenohr, das die bemerkenswerte Leistung vollbringt, mechanische Schallvibrationen in elektrische Signale für das Gehirn umzuwandeln.
Schritt-für-Schritt-Schalltransduktion
- Schalleintritt: Schallwellen versetzen das Trommelfell in Vibration → Gehörknöchelchen (Hammer, Amboss, Steigbügel) → Ovalfenster.
- Flüssigkeitswellen-Erzeugung: Die Kolbenbewegung des Steigbügels erzeugt eine wandernde Welle in der Perilymph (Scala vestibuli → Scala tympani).
- Basilar-Membran-Mechanik: Der Steifigkeitsgradient der Membran erzeugt eine tonotopische Karte – die steife Basis reagiert auf hohe Frequenzen; das flexible Apex reagiert auf tiefe Frequenzen.
- Haarzellen-Stimulation: Äußere Haarzellen (OHCs) verstärken die Bewegung (der „cochleare Verstärker“); innere Haarzellen (IHCs) wandeln mechanische Bewegung in Glutamat-Freisetzung auf auditiven Nervenfasern um.
- Kodierung des Hörnervs: Neuronen der Spiralschranke kodieren Frequenz über Ortskodierung (Position auf der Basilar-Membran) und Ratenkodierung → Cochlearkern → Hirnstamm → Thalamus → Hörkortex.
Wichtige funktionale Fähigkeiten
- Frequenzanalyse: Tonhöhenwahrnehmung durch tonotopische Organisation
- Intensitätskodierung: Lautstärke über Feuerrate und Neuronenrekrutierung
- Zeitliche Verarbeitung: Timing- und Phaseninformationen für Schalllokalisation
- Schalllokalisation: Binaurale Hinweise werden zentral verarbeitet
Klinische Implikationen von Schäden
- OHC-Schaden: Empfindlichkeitsverlust (Schwellenverschiebung) – Geräusche müssen lauter sein, um gehört zu werden
- IHC-/Nervenschaden: Klarheits-/Verzerrungsprobleme – Geräusche sind hörbar, aber schlecht verständlich
- Menschliche Haarzellen regenerieren nicht – Schutz ist daher entscheidend
