سلول‌های موئی: گیرنده‌های حسی در حلزون برای تبدیل ارتعاش به پیام عصبی

سلول‌های موئی: مترجم‌های کوچک گوش

ساختار و محل سلول‌های موئی

سلول‌های موئی در بخشی از گوش داخلی به نام حلزون^۲ قرار دارند. حلزون ساختاری لوله‌ای و مارپیچ شبیه به پوسته یک حلزون است. اگر بتوانیم این مارپیچ را باز کنیم، خواهیم دید که داخل آن توسط یک غشا به دو قسمت اصلی تقسیم شده است. روی یکی از این غشاها، سلول‌های موئی قرار گرفته‌اند.

این سلول‌ها به این دلیل "موئی" نامیده می‌شوند که در بالای خود دسته‌ای از رشته‌های ریز و مو مانند به نام استریوسیلیا^۳ دارند. این "موها" کلید اصلی تبدیل ارتعاش به پیام عصبی هستند. سلول‌های موئی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

مکانیسم تبدیل ارتعاش به پیام عصبی

فرآیند شنیدن زمانی آغاز می‌شود که امواج صوتی از مجرای گوش عبور کرده و به پرده گوش برخورد می‌کنند. این ارتعاش سپس از طریق استخوان‌های کوچک گوش میانی به مایع درون حلزون انتقال می‌یابد. حرکت این مایع باعث ایجاد یک موج درون حلزون می‌شود.

این موج، غشای حامل سلول‌های موئی را به حرکت درمی‌آورد. حرکت غشا باعث خم شدن استریوسیلیاها (همان موهای ریز) می‌شود. خم شدن این موها مانند کشیدن یک دروازه کوچک است: کانال‌های یونی^۴ روی سطح سلول باز می‌شوند.

با باز شدن این کانال‌ها، یون‌های مثبت (عمدتاً پتاسیم^۵) به سرعت به داخل سلول هجوم می‌آورند. این ورود ناگهانی یون‌های مثبت، یک تغییر ولتاژ الکتریکی در سلول ایجاد می‌کند که به آن پتانسیل گیرنده^۶ می‌گویند. این تغییر ولتاژ، در انتهای سلول، باعث آزاد شدن مواد شیمیایی به نام انتقال‌دهنده‌های عصبی^۷ می‌شود. این مواد شیمیایی سلول‌های عصبی مجاور را تحریک کرده و یک پیام الکتریکی به سمت مغز می‌فرستند. مغز ما این پیام‌های الکتریکی را به عنوان صدا تفسیر می‌کند.

نقش سلول‌های موئی در تشخیص زیروبمی صداها

شاید برایتان سؤال باشد که چگونه ما می‌توانیم صداهای زیر (مثل صدای جیرجیرک) و بم (مثل صدای طبل) را از هم تشخیص دهیم. پاسخ این سؤال در ساختار منحصر به فرد حلزون نهفته است. حلزون یک نقشه‌ی فرکانسی دارد. سلول‌های موئی واقع در ابتدای حلزون (نزدیک به دریچه بیضی) به صداهای با فرکانس بالا (زیر) پاسخ می‌دهند. در حالی که سلول‌های موجود در انتهای حلزون به صداهای با فرکانس پایین (بم) حساس هستند.

وقتی یک صدای زیر ایجاد می‌شود، موج ایجاد شده در مایع حلزون فقط مسافت کوتاهی را طی کرده و سلول‌های موئی ابتدای حلزون را تحریک می‌کند. اما یک صدای بم، موجی ایجاد می‌کند که در تمام طول حلزون حرکت کرده و به انتهای آن می‌رسد و سلول‌های آن ناحیه را فعال می‌سازد. مغز با توجه به این که کدام سلول‌های موئی پیام فرستاده‌اند، زیروبمی صدا را تشخیص می‌دهد.

سلول‌های موئی و حس تعادل

جالب است بدانید که سلول‌های موئی فقط برای شنوایی نیستند. در بخش‌های دیگری از گوش داخلی به نام مجاری نیم‌دایره‌ای^۸ و اتریکول^۹ و ساکول^۱۰، سلول‌های موئی مشابهی وجود دارند که مسئول حس تعادل ما هستند. این سلول‌ها حرکات سر، شتاب خطی و جهت گیری نسبت به جاذبه زمین را تشخیص می‌دهند.

برای مثال، وقتی شما سر خود را به طرفین کج می‌کنید، ذرات ریز کلسیم‌کربناتی که روی موهای این سلول‌ها قرار دارند، بر اثر جاذبه جابه‌جا شده و موها را خم می‌کنند. این خم شدن، مشابه فرآیندی که در حلزون توصیف شد، یک پیام عصبی ایجاد می‌کند که به مغز می‌گوید سر شما در چه وضعیتی قرار دارد.

چرا محافظت از سلول‌های موئی حیاتی است؟

سلول‌های موئی در انسان، برخلاف برخی موجودات مانند ماهی‌ها و دوزیستان، قابلیت بازسازی و ترمیم ندارند. این بدان معناست که هر سلول موئی که از بین برود، برای همیشه از دست رفته است. قرار گرفتن در معرض صداهای بسیار بلند (مثل انفجار، کنسرت‌های پرسروصدا یا استفاده طولانی‌مدت از هدفون با حجم بالا) می‌تواند به این سلول‌های حساس آسیب جدی وارد کند.

آسیب اولیه معمولاً به سلول‌های موئی خارجی که مسئول تقویت صداهای آرام هستند وارد می‌شود. در این حالت فرد ممکن است متوجه شود که شنیدن صداهای بسیار آرام (مثل زمزمه) برایش سخت شده است. با ادامه آسیب، سلول‌های موئی داخلی نیز از بین می‌روند که منجر به کاهش شنوایی دائمی می‌شود.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ Hair Cells: سلول‌های گیرنده حسی در اندام‌های شنوایی و تعادلی.

^۲ Cochlea: بخش حلزونی شکل گوش داخلی که حاوی اندام شنوایی (عضو کورتی) است.

^۳ Stereocilia: زائده‌های ریز و مو مانند روی سلول‌های موئی که در پاسخ به حرکت مایع خم می‌شوند.

^۴ Ion Channels: پروتئین‌های غشایی که عبور یون‌ها را به داخل و خارج سلول کنترل می‌کنند.

^۵ Potassium (K+): یک یون مثبت مهم که در ایجاد پتانسیل الکتریکی در سلول‌های عصبی و حسی نقش دارد.

^۶ Receptor Potential: تغییر ولتاژ درون یک سلول گیرنده در پاسخ به یک محرک.

^۷ Neurotransmitters: مواد شیمیایی که سیگنال‌ها را از یک سلول عصبی به سلول دیگر منتقل می‌کنند.

^۸ Semicircular Canals: سه کانال حلقوی در گوش داخلی که در تشخیص چرخش سر نقش دارند.

^۹ Utricle: یکی از دو اندام اتولیتی که شتاب خطی و موقعیت سر نسبت به جاذبه را تشخیص می‌دهد.

^۱۰ Saccule: اندام اتولیتی دیگر که در تشخیص ارتعاشات و شتاب عمودی نقش دارد.

^۱۱ Tinnitus: احساس شنیدن صدا (مثل زنگ، وزوز یا سوت) در گوش در غیاب منبع صوتی خارجی.