De cochlea ook wel slakkenhuis genoemd is ons gehoororgaan en verantwoordelijk voor de omzetting van mechanische vibraties (geluid) in elektrische signalen. Dit proces dat transductie genoemd wordt, wordt uitgevoerd door speciale sensorische cellen in de cochlea.

In onderstaande animaties wordt uitgelegd hoe het oor werkt. Daarna volgt een beschrijving.

De cochlea is in 2 3/4 winding spiraalsgewijs opgerold en heeft een diameter van 2 mm en een lengte van ongeveer 35 mm.

Cochlea van een foetus, waarbij het benige gedeelte is verwijderd. O= Ovale venster; R=ronde venster.

Met speciale dank aan Remy Pujol van de Universiteit van Montpellier (Frankrijk) voor het gebruik van deze foto. 
Foto door:  M. Lavigne-Rebillard, INSERM-Montpellier

In onderstaand tekening is de cochlea gedeeltelijk uitgerold.

Wanneer we de cochlea helemaal ontrold voorstellen is de structuur ervan beter te beschrijven.

Wanneer we naar een dwarsdoorsnede kijken van de cochlea, zien we dat er een derde compartiment is: het scala media. Dit tussenschot is gevuld met een andere vloeistof: de endolymphe. De twee vloeistoffen worden van elkaar gescheiden door een zeer dun vlies: het membraan van Reissner. Aan de andere zijde ligt een dikker en stugger vlies: het bassilair membraan.
Deze membranen komen beide in trilling wanneer geluid de cochlea stimuleert.
Tussen de endolymphe en perilymphe vloeistof bestaat geen directe openverbinding. De vloeistoffen in het binnenoor worden niet uitgescheiden en veranderen niet van volume. He behoud van de chemische samenstelling van beide vloeistoffen wordt gedomineerd door ionen transport binnen de eigen regio.

De cochlea vormt een organisch geheel met het evenwichtsorgaan. De vloeistof in het evenwichtsorgaan en in de cochlea staan met elkaar in verbinding.
De cochlea is via een nauw kanaal verbonden met de grote ruimte in de schedel waarin zich de hersenen bevinden. Wanneer er nu een overdruk ontstaat in de cochlea, kan de perilymphe uitwijken naar de vloeistof rond de hersenen (de liquor cerebri).

Het orgaan van Corti

Het orgaan van Corti bevat twee soorten haarcellen: binnenste haarcellen en buitenste haarcellen.
In totaal zijn er vier rijen haarcellen: 1 rij binnenste haarcellen en 3 rijen buitenste haarcellen.
Aan de binnenste haarcel, waarvan er zo'n 3500 zijn, zitten ca. 20 zenuwvezels. Van de buitneste haarcellen bestaan er ongeveer 25.000.

De drie rijen buitenste haarcellen

Deze cellen worden haarcellen genoemd omdat bovenop deze cellen zeer dunne haartjes zitten: de cilia. Deze cilia steken naar buiten en worden bedekt door het tectoriaal membraan. 

 

Figuur overgenomen van Wersall, Flock en Lundguist, 1965

Wanneer het bassilair membraan in beweging komt buigen de cilia. Hierdoor ontstaan electrochemische signalen in de gehoorzenuw.

Bij uitwijking van het basilair membraan zorgt voor buiging van de (stereo-) cilia. Dit zorgt op zijn beurt weer voor een spanningsverschil.

Wanneer wij slechthorend worden, door bijvoorbeeld blootstelling aan lawaai, of door ouderdom, neemt de functionaliteit van de buitenste haarcellen af. Hierdoor zijn we minder goed in staat om zachte geluiden waar te nemen. Vreemd genoeg zijn het aantal verbindingen van de buitenste haarcellen naar de hersenen (afferente zenuwbanen) gering. Elke 10 buitenste haarcellen moeten samen 1 zenuwvezel delen. Wel zijn er zenuwbanen van de hersenen naar (efferente zenuwbanen) deze buitenste haarcellen. De informatie naar de hersenen wordt voornamelijk doorgegeven door de binnenste haarcellen. Zo is 90% van de vezels verbonden met de binnenste haarcellen. 

Momenteel bestaan er theorieën dat de buitenste haarcellen bij stimulatie van zachte geluiden extra in beweging komen. Wanneer de buitenste haarcellen samentrekken, zal het orgaan van Corti in beweging komen zoals in onderstaande figuur te zien is. Informatie over de beweging in de cellen wordt teruggekoppeld naar de bewegingen op het basilair membraan, waardoor de golfbeweging versterkt wordt en de cochlea actief.

Met speciale dank aan Fabio Mamano voor het gebruik van deze figuur.

De buitenste haarcellen zouden niet betrokken zijn voor de doorgifte van de hardere geluiden. Hiervoor zijn de binnenste haarcellen voor verantwoordelijk. Dit zou de verklaring zijn dat de bij beschadiging van de buitenste haarcellen het oor ongevoelig wordt voor zachte geluiden, terwijl de hardere geluiden nog steeds goed zijn waar te nemen. 


Beschadigde buitenste haarcellen

De signaalbewerking van een aantal moderne hoortoestellen is gebaseerd op deze theorie.
Zachte geluiden worden meer versterkt, terwijl hardere geluiden maar een klein beetje worden versterkt. Deze toestellen compenseren volgens deze theorie daar waar het defect veelal zit: in de buitenste haarcellen.

Een haarcel

Het basilair membraan is (1) 3 tot 4 keer zo breed bij het helicotrema dan bij de stijgbeugel, en (2) 100 maal zo stijf aan de stijgbeugel kant dan bij het helicotrema.

Door de toename van de breedte en de afname  van de gemiddelde dikte verloopt de stijfheid van de basis naar de apex met een factor 100. De resonantiefrequentie van het membraan is daardoor hoger aan de basis dan aan de apex. Aan de basis is deze ongeveer 20.000 Hz en aan de Apex om en nabij de 80 Hz.

Bezoek ook: "promenade round the cochlea"....by R. Pujol, S. Blatrix and T. Pujol, CRIC- Montpellier: http://www.iurc.montp.inserm.fr/cric/audition/start.htm