เยื่อกั้นหูชั้นใน

เยื่อกั้นหูชั้นใน
หรือ เยื่อฐาน
(Basilar membrane)
ภายในหูชั้นในรูปหอยโข่ง (คอเคลีย) เป็นโครงสร้างแข็ง ๆ ที่แยกท่อสองท่อซึ่งเต็มไปด้วยน้ำ ซึ่งก็คือช่อง scala media และ scala tympani (ดูรูป) และวิ่งไปตามก้นหอยของคอเคลีย

**โครงสร้างและหน้าที่**
เยื่อฐานเป็นโครงสร้างกึ่งสั่นพ้อง
คล้ายกับสายขึงของเครื่องดนตรีหลายเส้น ที่มีขนาดและความอ่อนแข็งต่าง ๆ กัน
แต่ว่า เยื่อฐานไม่ใช่สายที่ขนานกันหลายเส้น แต่เป็นสายยาวเส้นเดียวที่มีคุณสมบัติต่าง ๆ กัน (รวมทั้งความกว้าง ความแข็ง มวล ความหน่วง และขนาดของท่อที่มันอยู่) ตามความยาวของเยื่อ เหมือนกับสายหลายสายรวมเป็นเส้นเดียวกัน
การเคลื่อนไหวของเยื่อโดยทั่วไปอยู่ในรูปคลื่นที่กำลังวิ่งไป
ตัวแปรหรือลักษณะต่าง ๆ ของเยื่อตามยาว เป็นตัวกำหนดความถี่เสียงที่เยื่อไวในการตอบสนองมากที่สุด
เยื่อจะกว้างที่สุด (0.42-0.65 มม.) แข็งน้อย (หนาน้อย) ที่สุดที่ยอดของคอเคลีย ในขณะที่แคบที่สุด (0.08-0.16 มม.) แข็งที่สุด (หนามาก) ที่ฐาน (โดยความกว้างจะต่างกันถึงประมาณ 5 เท่า)
ดังนั้น เสียงความถี่สูงจะเร้าเยื่อใกล้ ๆ ฐาน (คือใกล้ช่องรูปกลมและรูปไข่) มากที่สุด ในขณะที่เสียงความถี่ต่ำจะเร้าเยื่อใกล้ยอด (คือตรงกลางของก้นหอย) มากที่สุด

**แยกน้ำ endolymph จาก perilymph**
น้ำในท่อทั้งสอง ซึ่งเรียกว่า endolymph และ perilymph ต่างกันทั้งทางเคมี ทางชีวเคมี และทางไฟฟ้า
ดังนั้น ทั้งสองจะต้องไม่ปะปนกัน- เยื่อ Reissner's membrane เป็นตัวแยกท่อ scala vestibuli และ scala media- ส่วนต่าง ๆ ของเยื่อฐานรวมทั้ง inner sulcus cell และ outer sulcus cell (แสดงในรูปเป็นสีเหลือง) และเยื่อ reticular lamina ที่อวัยวะของคอร์ติ (สีแดงม่วง) จะเป็นตัวแยกท่อ scala media และ scala tympani ให้สังเกตว่า ที่อวัยวะของคอร์ติ น้ำ perilymph จะซึมผ่านเยื่อฐานได้ และดังนั้น ส่วนแยกน้ำทั้งสองที่ตรงนี้ก็คือเยื่อ reticular lamina ดังกล่าว

**เป็น "ฐาน" ของเซลล์รับความรู้สึก**
เยื่อฐาน (basilar membrane) ยังเป็น "ฐาน" (base) ของเซลล์รับความรู้สึกในการได้ยิน ซึ่งก็คือเซลล์ขนที่มียอดคล้ายขนที่เรียกว่า "Stereocilia"
มนุษย์มีเซลล์ขนประมาณ 16,000 ตัว ในหูแต่ละข้าง (ดูรูป)
หน้าที่ความเป็น "ฐาน" จึงเป็นตัวให้ชื่อแก่เยื่อ ซึ่งพบในสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อยู่บนบกทั้งหมด
เพราะตำแหน่งของมัน เยื่อฐานจึงเป็นเหตุให้เซลล์ขนอยู่ติดกับทั้งน้ำ endolymph และ perilymph ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของเซลล์ขน

**กระจายความถี่เสียง**
หน้าที่อย่างที่สามที่วิวัฒนาการขึ้นล่าสุดของเยื่อฐาน ซึ่งพบในคอเคลียของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยมากและในนกบางสปีชีส์ ก็คือ
การกระจายคลื่นเสียงที่เข้ามาในหูและแยกแยะความถี่เสียงตามความยาวของเยื่อ
คือ โดยย่อ ๆ แล้ว เยื่อจะเล็กและแข็งที่ริมหนึ่งมากกว่าอีกริมหนึ่ง
นอกจากนั้นแล้ว คลื่นเสียงที่วิ่งไปยังเยื่อด้านไกลซึ่งอ่อนกว่า จะต้องวิ่งผ่านน้ำไปไกลกว่าคลื่นที่วิ่งไปยังเยื่อด้านใกล้ซึ่งแข็งกว่า
แต่ละส่วนของเยื่อฐานพร้อมกับน้ำที่อยู่รอบ ๆ สามารถพิจารณาว่าเป็นระบบมวลสปริง (mass-spring) ที่มีความถี่สั่นพ้องต่าง ๆ กัน
คือ จุดที่แข็งมากและมีมวลต่ำที่ด้านใกล้ก็จะมีความถี่สั่นพ้องสูง และจุดที่แข็งน้อยและมีมวลสูงที่ด้านไกลก็จะมีความถี่สั่นพ้องต่ำ
ซึ่งทำให้เสียงความถี่โดยเฉพาะ ๆ สั่นเยื่อในตำแหน่งโดยเฉพาะ ๆ มากกว่าที่อื่น ๆ
ดังที่แสดงในการทดลองทำโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบลปี 2504 ดร. จอร์จ ฟอน เบเคซี เสียงความถี่สูงจะทำให้ส่วนฐานของคอเคลียที่เป็นส่วนแข็งที่สุดแคบที่สุด สั่นมากที่สุด และเสียงความถี่ต่ำจะสั่นส่วนที่แข็งน้อยกว่าและกว้างกว่า มากที่สุด
แผนที่ตำแหน่ง-ความถี่เช่นนี้ สามารถแสดงเป็นฟังก์ชันของ Greenwood function และฟังก์ชันแปรอื่น ๆ
แรงสั่นจากเสียงจะวิ่งเป็นรูปคลื่นตามเยื่อนี้ ซึ่งในมนุษย์ จะมีเซลล์ขนด้านใน (inner hair cell, IHC) กระจายไปตามเยื่อเป็นแถวเดียว
เซลล์แต่ละตัวจะยึดอยู่กับฐานรูปสามเหลี่ยมเล็ก ๆ
โดยจะมี "ขน" ยื่นออกมาจากเซลล์ ซึ่งไวต่อการเคลื่อนไหวมาก
เมื่อแรงสั่นที่เยื่อเขย่าฐานสามเหลี่ยมนี้ ขนของเซลล์ก็จจะขยับไปมา มีผลให้เกิดกระแสประสาทในใยประสาท ซึ่งจะส่งไปตามวิถีประสาทการได้ยิน (auditory pathway)
ส่วนเซลล์ขนด้านนอก (outer hair cell, OHC) จะสร้างแรงป้อนกลับเพื่อขยายกำลังของคลื่นที่วิ่งไป ในบางจุด (คือในบางความถี่) อาจขยายถึง 65 เดซิเบล

**รูปภาพอื่น ๆ**

**เชิงอรรถและอ้างอิง**

**แหล่งข้อมูลอื่น**
  Auditory Neuroscience | The Ear several animations showing basilar membrane motion under various stimulus conditions-  Functional anatomy of the inner ear: plenty of images, animations, and very concise functional explanations-  Basilar Membrane Simulator Video and Scripts to Simulate the Basilar Membrane date=2017-01-08 -  The role of the basilar membrane in sound reception: good explanation and diagramsfix-attempted=yes 
หมวดหมู่:ระบบการได้ยิน
หมวดหมู่:หู