Despolarización e hiperpolarización en estereocilios del oído interno

Hay aproximadamente dos modos de codificación de tono en la cóclea: codificación de lugar y codificación temporal. La teoría del lugar es el modelo aceptado más predominante de cómo la cóclea realiza la codificación de tonos (p. ej., Zwislocki, 1991 ). Básicamente, se basa en una transformación de Fourier de frecuencia a lugar en el sonido entrante, donde cada frecuencia se codifica en un lugar diferente en la membrana basilar, como se describe con precisión en la pregunta.

Sin embargo, existe otra forma de codificar el tono que se pasa por alto mucho, a saber, la codificación temporal . Hasta aproximadamente 1 kHz, se ha descubierto que las células ganglionares espirales en el nervio auditivo y las regiones acústicas del tronco encefálico (como el colículo inferior ) responden en un patrón de bloqueo de fase (Du et al ., 2011) . La electrofisiología en las fibras del nervio auditivo ilustra la actividad de bloqueo de fase en respuesta a los sonidos de baja frecuencia (Fig. 1). Este comportamiento de bloqueo de fase de las neuronas en el sistema auditivo se denomina respuesta de seguimiento de frecuencia (FFR).

^{higo. 1. FFR en fibras nerviosas auditivas. El trazo superior muestra el estímulo, el trazo medio una sola fibra y el trazo inferior la actividad compuesta de muchas fibras. La respuesta grupal codifica fielmente la forma de onda del estímulo. Fuente: Universidad de Nueva York} .

Sin embargo, como afirma correctamente en su pregunta, ¿por qué sería útil la inhibición de las fibras nerviosas auditivas (ANF)? La Figura 1 ilustra muy bien que el FFR del nervio auditivo está rectificado , es decir, sólo se codifica la mitad superior, mientras que los recuentos de potenciales de acción negativos obviamente no existen; Los ANF se disparan, o no, no disparan potenciales de acción negativos. Sin embargo, hay que darse cuenta de que una proporción relativamente grande de ANF en oídos sanos se disparan espontáneamente , es decir, en ausencia de sonido, el nervio auditivo sigue estando notablemente activo. Las tasas de disparo espontáneo varían de 0 a más de 100 picos/s (Jackson & Carney, 2005) . Por lo tanto, la supresión de los códigos de actividad espontánea también .

Además, como nota al margen teórica y sin referencias, el sistema auditivo procesa la información acústica en el nivel de submilisegundos. El sistema auditivo realiza la localización del sonido izquierdo/derecho resolviendo las diferencias de tiempo interaurales (ITD) . Analizando el retraso con el que llega el sonido a un oído con respecto al otro, se puede estimar la localización en el plano horizontal. Los ITD no superan los 0,8 ms , dada la velocidad del sonido y el tamaño de la cabeza humana. Esto está muy por debajo del tiempo que tarda en desarrollarse cualquier potencial de acción (!). Por lo tanto, mediante el despliegue de ambas fases del sonido, siendo una fase excitatoria, la otra inhibidora al nivel ANF, no se pierde tiempo cuando una onda de sonido entra en la cóclea con su fase inhibidora flanqueante primero.

<sub>Referencias
- Du et al ., Neurosci Biobehav Rev (2011)
- Jackson & Carney, JARO (2005); 6 : 148–59
- Zwislocki, Acta Otolaryngol (1991); 111 (2): 256-62</sub>

La despolarización e hiperpolarización de los estereocilios en el oído es importante por su papel en la transducción. Las células ciliadas están involucradas en cambiar la energía mecánica en cambios en el potencial de membrana, un proceso llamado transducción.

Cuando las células se desplazan y se mueven en la dirección del estereocilio más alto, el K+ ingresa a la célula y provoca la despolarización que permite que se abran más canales de transducción. Esta despolarización abre canales iónicos de calcio Ca2+ dependientes de voltaje. La entrada de Ca2+ provoca la liberación de neurotransmisores desde el extremo basal de la célula ciliada hacia las terminaciones nerviosas auditivas que envían señales al cerebro.

El movimiento de las células ciliadas en la dirección opuesta provoca una hiperpolarización que impide la entrada de K+ y cierra los canales de Ca2+ en la base, lo que da como resultado una liberación menor o ninguna liberación del transmisor. Esto permite que las células ciliadas generen un potencial receptor sinusoidal en respuesta a un estímulo sinusoidal que conserva la información temporal presente en la señal original hasta frecuencias de 3 kHz.

Entonces, la despolarización e hiperpolarización de las células ciliadas es significativa porque la liberación constante de transmisores impulsa la actividad espontánea en las fibras nerviosas auditivas y vestibulares. La interacción de la entrada de Ca2+ y la salida de K+ dependiente de Ca2+ conduce a resonancias eléctricas que mejoran las propiedades de respuesta de sintonización dentro del oído interno.

Para obtener una respuesta más detallada, consulte: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10867/ y http://homepage.psy.utexas.edu/homepage/class/psy394U/hayhoe/perception/Chapt. %201%20Pelo%20células%20de%20la%20cóclea%20copia%203.pdf