سلول‌های مویی گوش: سلول‌هایی در گوش داخلی که ارتعاشات صوتی را به مغز منتقل می‌کنند

سلول‌های مویی گوش: مبدل‌های کوچک معجزه‌گر

گوش شما چگونه صدا را می‌شنود؟ یک نگاه کلی

برای درک جایگاه سلول‌های مویی، ابتدا باید مسیر صوت را در گوش دنبال کنیم. صدا به صورت امواجی از ارتعاش مولکول‌های هوا ایجاد می‌شود. این امواج وارد گوش خارجی می‌شوند، از مجرای گوش عبور کرده و به پردهٔ گوش² برخورد می‌کنند. ارتعاش پردهٔ گوش به سه استخوانچهٔ کوچک در گوش میانی منتقل می‌شود. این استخوان‌ها ارتعاش را تقویت کرده و به دریچه‌ای بیضی‌شکل در دیوارهٔ گوش داخلی می‌فرستند. گوش داخلی حاوی ساختار حلزونی‌شکل پر از مایعی به نام حلزون گوش³ است. درون این حلزون، سلول‌های مویی قرار دارند که قهرمانان اصلی داستان شنوایی ما هستند.

آناتومی و انواع سلول‌های مویی

سلول‌های مویی، سلول‌های حسی ویژه‌ای هستند که در سطح فوقانی خود دسته‌ای از ساختارهای ریز و رشته‌مانند به نام استریوسیلیا⁴ دارند که مانند موهای ظریفی به نظر می‌رسند. این سلول‌ها در دو دستهٔ اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند:

تصور کنید در یک کنسرت هستید. سلول‌های مویی داخلی مانند گزارشگرانی هستند که اطلاعات اصلی موسیقی (نت‌ها، کلام) را به مغز می‌فرستند. سلول‌های مویی خارجی مانند مهندسان صدایی هستند که بلندگوها را تنظیم می‌کنند تا گزارشگران، صدا را واضح‌تر و با جزئیات بیشتر دریافت کنند.

مکانیسم تبدیل: از حرکت موها تا سیگنال عصبی

فرآیند ترانسداکشن⁷ (تبدیل انرژی) در سلول‌های مویی یکی از شگفت‌انگیزترین رویدادهای بدن است. این فرآیند را گام به گام بررسی می‌کنیم:

گام ۱: ارتعاش استخوان‌چه‌ها، مایع درون حلزون را به حرکت درمی‌آورد.
گام ۲: حرکت مایع، یک غشای انعطاف‌پذیر به نام غشای پایه⁸ را به لرزه می‌اندازد. این غشا خاصیت جالبی دارد: نواحی مختلف آن به فرکانس‌های (بم یا زیر بودن) خاصی از صوت پاسخ می‌دهند.
گام ۳: سلول‌های مویی که روی این غشا نشسته‌اند، همراه با آن بالا و پایین می‌روند. حرکت غشا باعث کج شدن استریوسیلیا (موهای ریز) می‌شود.
گام ۴: کج شدن این موهای ریز، دریچه‌های کانال‌های یونی⁹ بسیار ریزی را در راس آنها باز می‌کند. با باز شدن این دریچه‌ها، یون‌های پتاسیم ($K^+$) که در مایع اطراف فراوان هستند، به درون سلول هجوم می‌آورند.
گام ۵: ورود یون‌های با بار مثبت، باعث ایجاد یک تغییر ولتاژ (پتانسیل الکتریکی) در داخل سلول می‌شود. این رویداد را پتانسیل گیرنده¹⁰ می‌نامند.
گام ۶: این تغییر ولتاژ، در پایهٔ سلول مویی، باعث آزاد شدن مواد شیمیایی به نام انتقال‌دهنده‌های عصبی¹¹ می‌شود.
گام ۷: انتقال‌دهنده‌های عصبی به دندریت‌های¹² عصب شنوایی متصل می‌شوند و یک سیگنال الکتریکی (پتانسیل عمل¹³) در عصب ایجاد می‌کنند که به سمت مغز حرکت می‌کند.

سلول‌های مویی و درک صداهای مختلف

چگونه ما صدای زیر یک پرنده را از صدای بم یک طبل تشخیص می‌دهیم؟ پاسخ در اصل سازمان‌دهی مکانی-فرکانسی¹⁴ حلزون نهفته است. غشای پایه در قاعدهٔ حلزون (نزدیک به گوش میانی) سفت و باریک است و به فرکانس‌های بالا (صداهای زیر) حساس است. در انتهای حلزون، این غشا پهن و نرم‌تر است و به فرکانس‌های پایین (صداهای بم) پاسخ می‌دهد. بنابراین، هر نت موسیقی یا هر فرکانس صوتی، گروه خاصی از سلول‌های مویی را در ناحیه‌ای مشخص از حلزون فعال می‌کند. مغز با شناسایی مکان این سلول‌های فعال، زیروبمی صدا را تشخیص می‌دهد.

بلندی صدا نیز با شدت حرکت غشای پایه و در نتیجه میزان خم شدن استریوسیلیا و تعداد سیگنال‌های ارسالی به مغز در واحد زمان کدگذاری می‌شود.

سلول‌های مویی و حس تعادل: نقش دیگر این مبدل‌ها

سلول‌های مویی فقط در حلزون و برای شنوایی نیستند. در ساختارهای کوچک نزدیک به حلزون به نام دهلیز (شامل اوتریکول، ساکول و مجاری نیم‌دایره) نیز سلول‌های مویی تخصص‌یافته‌ای وجود دارند. این سلول‌ها درون یک مادهٔ ژله‌ای حاوی کریستال‌های ریز کلسیم کربنات به نام اتوکونیا¹⁵ قرار گرفته‌اند. با حرکت سر، این ژله و کریستال‌ها به دلیل اینرسی جابه‌جا شده و موهای سلول‌ها را خم می‌کنند. این خم شدن، سیگنالی دربارهٔ موقعیت سر و شتاب حرکت آن به مغز می‌فرستد تا ما بتوانیم تعادل خود را حفظ کنیم. آسیب به این سلول‌ها می‌تواند باعث سرگیجه و اختلال در تعادل شود.

آسیب‌پذیری و محافظت از سلول‌های مویی

متأسفانه سلول‌های مویی گوش داخلی در پستانداران (از جمله انسان) قدرت باززایی¹⁶ ندارند. یعنی اگر آسیب ببینند یا بمیرند، بدن نمی‌تواند سلول‌های جدیدی را جایگزین کند. از دست رفتن این سلول‌ها به طور معمول منجر به کاهش شنوایی دائمی (کری حسی‌عصبی¹⁷) یا مشکلات تعادلی می‌شود. مهم‌ترین عوامل آسیب‌زا عبارتند از:

راه‌های جبران آسیب: از سمعک تا کاشت حلزون

وقتی سلول‌های مویی آسیب می‌بینند، اما عصب شنوایی سالم است، می‌توان از دستگاه‌های کمک‌شنوایی استفاده کرد. سمعک اساساً صدا را تقویت می‌کند تا سلول‌های مویی باقی‌مانده بتوانند آن را تشخیص دهند. اما وقتی آسیب شدید است و سلول‌های مویی داخلی عملاً کار نمی‌کنند، کاشت حلزون²⁰ می‌تواند معجزه کند. این دستگاه، سلول‌های مویی آسیب‌دیده را دور می‌زند! یک پردازندهٔ خارجی صدا را به سیگنال‌های الکتریکی دیجیتال تبدیل می‌کند. این سیگنال‌ها از طریق آرایه‌ای از الکترودها که در حلزون کار گذاشته شده، مستقیماً عصب شنوایی را تحریک می‌کنند و حس شنوایی را تا حد زیادی بازمی‌گردانند.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ سلول‌های حسی (Sensory Cells): سلول‌های تخصص‌یافته‌ای که محرک‌های محیطی (مثل نور، صدا، گرما) را دریافت و به سیگنال عصبی تبدیل می‌کنند.
² پردهٔ گوش (Tympanic Membrane).
³ حلزون گوش (Cochlea).
⁴ استریوسیلیا (Stereocilia).
⁵ سلول‌های مویی داخلی (Inner Hair Cells, IHCs).
⁶ سلول‌های مویی خارجی (Outer Hair Cells, OHCs).
⁷ ترانسداکشن (Transduction).
⁸ غشای پایه (Basilar Membrane).
⁹ کانال‌های یونی (Ion Channels).
¹⁰ پتانسیل گیرنده (Receptor Potential).
¹¹ انتقال‌دهنده‌های عصبی (Neurotransmitters).
¹² دندریت (Dendrite): شاخه‌های عصبی که سیگنال را دریافت می‌کنند.
¹³ پتانسیل عمل (Action Potential): سیگنال الکتریکی که در طول عصب حرکت می‌کند.
¹⁴ سازمان‌دهی مکانی-فرکانسی (Tonotopy).
¹⁵ اتوکونیا (Otoconia).
¹⁶ باززایی (Regeneration).
¹⁷ کری حسی‌عصبی (Sensorineural Hearing Loss).
¹⁸ اتوتوکسیک (Ototoxic): سمی برای گوش.
¹⁹ پیرگوشی (Presbycusis).
²⁰ کاشت حلزون (Cochlear Implant).
²¹ وزوز گوش (Tinnitus).