毛细胞上的立体纤毛共聚焦显微照片，完全嵌入在盖膜（TM）中。

         瑞典Linköping 大学的研究人员最近重新研究了内耳毛细胞的功能机制，该机制是将声音转换为在大脑中处理的神经信号。 该结果发表在科学杂志《自然通讯Nature Communications,》上，挑战了数十年来流行的目前对听力器官的解剖生理功能的看法。 对于诸如听力障碍者的助听器和人工耳蜗的优化等问题，深入了解声音如何刺激毛细胞非常重要。

         为了听到声音，我们必须将声波转换为电神经信号，然后将其传输到大脑。内耳耳蜗的外毛细胞和内毛细胞的作用就在于此。 外毛细胞会放大声音的振动，使我们能够听到微弱的声音，并更好地感知人类语音中的各种频率。 内毛细胞将声音振动转换为神经信号。

      长期以来，人们已经知道外毛细胞与位于其顶部的盖膜相连。 外毛细胞具有称为纤毛的头发状突起，当声音引起膜和听觉器官振动时，这些突起就会弯曲并激活。 然而，目前的观点是，内毛细胞的纤毛不与该膜接触，该膜被称为盖膜，并且它们通过完全不同的机制受到声音的刺激。 新研究挑战的正是这种模式。

        自1950年代以来，已通过电子显微镜详细研究了毛细胞与保护膜之间的关系。 但是，要研究这种凝胶状膜的功能是极其困难的，因为一旦将其从耳朵上移开，它就会收缩。 这使得保持内毛细胞与盖膜之间的关系变得极为困难。 另外，该膜是透明的，因此基本上是不可见的。 到现在。 LiU研究人员注意到，盖膜反射了绿光。 该发现使得通过显微镜可视化盖膜成为可能。

          “我们看不到盖膜和毛细胞之间的任何缝隙。相反，内、外毛细胞上的立体纤毛完全嵌入了盖膜中。我们的结果与仅接受外毛细胞的普遍接受的观点不符。 与保护膜接触。” Linköping大学生物医学与临床科学系首席研究工程师Pierre Hakizimana说。 

插图a显示了通常如何描绘内毛细胞（粉红色），外毛细胞（绿色）和盖膜（白色）之间的关系，以及在膜和内毛细胞之间的间隙。 插图b显示了研究人员的新发现，他们的所有毛细胞立体纤毛都完全嵌入到盖膜中，并且钙离子通道（蓝色）将钙离子运输到毛细胞。

         Pierre Hakizimana和他的同事研究了豚鼠的内耳，这与人类的内耳非常相似。 当研究人员更详细地研究盖膜与毛细胞之间的关系时，他们做出了进一步的发现。

       Pierre Hakizimana表示：“我们发现钙离子通道的外观是我们从未见过的。这些通道跨越了盖膜，并与内和外毛细胞的立体纤毛相连。”

        由Anders Fridberger教授领导的研究小组先前发现，盖膜起着钙离子储存器的作用，而毛细胞将钙离子诱发的振动转换成神经信号则需要钙离子。 研究人员追踪了钙离子在导管中的运动，他们的研究结果表明钙离子通过导管流向毛细胞。 这可以解释毛细胞如何获得其功能所需的大量钙离子。 研究还表明，内和外毛细胞上的立体纤毛以类似的方式被覆膜弯曲。 研究的下一步将是更详细地了解钙离子的运输方式，并鉴定构成新发现的钙离子通道的一种或多种蛋白质。

         “我们的结果使我们能够描述一种听觉功能的机制，该机制与已经接受了五十多年的模型不兼容。教科书中的经典插图显示了听觉器官及其功能，必须对其进行更新。数学 研究中用于研究听力的模型也应进行更新，以包括这些新发现。” Pierre Hakizimana说。

             有关听力功能如何最终有助于人工耳蜗植入的研发。Pierre Hakizimana说：“耳蜗植入物是治疗听力损失的绝佳解决方案，但可以进一步改善。深入了解声音如何刺激内毛细胞对于优化耳蜗植入物如何刺激听觉神经至关重要，” Pierre Hakizimana说。

           原文出处：Pierre Hakizimana, Anders Fridberger. Inner hair cell stereocilia are embedded in the tectorial membrane. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-22870-1