หูชั้นในรูปหอยโข่ง
หน้าที่ > รายละเอียด

กระดูกเล็ก (ossicle) ที่เรียกว่ากระดูกโกลน เป็นตัวส่งแรงสั่นสะเทือนจากหูชั้นกลางไปยัง fenestra ovalis หรือช่องรูปไข่ ที่นอกคอเคลีย ซึ่งก็จะสั่นน้ำ perilymph ใน vestibular duct คือช่องบนของคอเคลีย
กระดูกเล็ก 3 ชิ้นในหูชั้นกลางจำเป็นเพื่อส่งคลื่นเสียงเข้าไปในคอเคลีย เพราะว่าคอเคลียเป็นระบบน้ำ-เยื่อ และมันจำเป็นต้องได้แรงดันเพื่อส่งเสียงเป็นคลื่นน้ำสูงกว่าที่เป็นคลื่นอากาศโดยต่างจากหูชั้นนอก
เป็นความดันที่เพิ่มขึ้นอาศัยอัตราพื้นที่ของแก้วหู (tympanic membrane) ต่อของเยื่อช่องรูปไข่ เป็นประมาณ 20 เท่า
ของแรงดันคลื่นเสียงเดิมในอากาศ
กระบวนการเพิ่มความดันแบบนี้เป็นรูปแบบหนึ่งของ impedance matching คือเป็นการจับคู่คลื่นเสียงที่วิ่งไปในอากาศให้เข้ากับคลื่นเสียงที่วิ่งไปในระบบน้ำ-เยื่อ
ที่ฐานของคอเคลีย duct แต่ละท่อจะจบลงที่หน้าต่างเนื้อเยื่อที่ชนกับช่องหูชั้นกลาง โดย vestibular duct จะจบที่ช่องรูปไข่ ซึ่งชนกับฐานของกระดูกโกลน
เป็นจุดที่ฐานกระดูกโกลนจะสั่นเพื่อส่งแรงดันต่อจากกระดูกเล็ก
และคลื่นใน perilymph ก็จะวิ่งไปจากฐานกระดูกโกลนไปทาง helicotrema
แต่เพราะคลื่นน้ำจะขยับส่วนกั้นคอเคลีย (cochlear duct/partition) ขึ้นและลง ดังนั้นคลื่นที่วิ่งไปใน vestibular duct จะมีส่วนเท่ากับคลื่นที่วิ่งกลับมาใน tympanic duct ซึ่งไปสุดที่เยื่อช่องรูปกลม ทำให้เยื่อนูนออกไปทางหูชั้นกลาง เทียบกับขณะที่เมื่อเสียงวิ่งผ่านเยื่อช่องรูปไข่ ซึ่งเยื่อจะนูนเข้ามาในคอเคลีย
perilymph ใน vestibular duct และ endolymph ใน cochlear duct จะมีพฤติกรรมเหมือนกับอยู่เป็นท่อเดียวกัน โดยแยกจากกันด้วยเยื่อ Reissner's membrane บาง ๆ เท่านั้น
แรงสะเทือนของ endolymph ใน cochlear duct จะเคลื่อนเยื่อฐานมากที่สุด (peak) ตามระยะจากช่องรูปไข่ขึ้นอยู่กับความถี่เสียง
OHC จะทำให้อวัยวะของคอร์ติสั่นซึ่งขยายแรงดันนี้เพิ่มขึ้น
IHC ก็จะเคลื่อนไปตามแรงสั่นที่วิ่งไปตามน้ำ และเกิดการลดขั้ว (depolarization) เมื่อไอออน K+ วิ่งเข้าช่องไอออนที่เปิดปิดโดยใยเชื่อมปลายขน (tip-link) และส่งสัญญาณโดยใช้สารสื่อประสาทไปยังนิวรอนของ spiral ganglion (ซึ่งเป็นตัวส่งสัญญาณต่อไปยังสมอง)
เซลล์ขนในอวัยวะของคอร์ติจะเลือกตัวกระตุ้นเป็นความถี่เสียงโดยเฉพาะขึ้นอยู่กับตำแหน่งในคอเคลีย ตามความอ่อนแข็งของ basilar membrane
ความอ่อนแข็งจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างรวมทั้งความหนาและความกว้างของเยื่อ
ซึ่งแข็งสุดตรงจุดใกล้กับช่องรูปไข่ที่สุด ที่กระดูกโกลนส่งความสั่นสะเทือนต่อมาจากแก้วหู
เนื่องจากแข็งที่สุดตรงนี้ จึงจะขยับเหตุความสั่นความถี่สูงเท่านั้น โดยเซลล์ขนจะขยับไปพร้อม ๆ กัน
คลื่นยิ่งเดินเข้าไปทางยอดของคอเคลียคือจุด helicotrema เท่าไร เยื่อฐานก็จะแข็งน้อยลงเท่านั้น
ดังนั้น คลื่นความถี่ต่ำจะดำเนินยาวไปในท่อ ไปสู่จุดที่เยื่อแข็งน้อยกว่าและขยับได้ง่ายกว่า
คือ เมื่อคลื่นดำเนินไปสู่ที่อ่อนกว่า คลื่นจะวิ่งช้าลงโดยตัวเยื่อจะตอบสนองต่อคลื่นได้ดีกว่า
นอกจากนั้นแล้ว ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม คอเคลียจะม้วนเป็นก้นหอย ซึ่งมีหลักฐานว่าช่วยเพิ่มแรงสั่นสะเทือนความถี่ต่ำเมื่อคลื่นวิ่งไปตามก้นหอยที่เต็มไปด้วยน้ำ
การเรียงลำดับความถี่การรู้เสียงตามปริภูมิเช่นนี้เรียกว่า tonotopy
สำหรับเสียงที่ต่ำมาก (คือน้อยกว่า 20 Hz) คลื่นเสียงจะเดินไปจนสุดทาง คือตาม vestibular duct และ tympanic duct จนถึงจุด helicotrema
เสียงความถี่ต่ำขนาดนี้ยังทำให้อวัยวะคอร์ติทำงานบ้าง แต่ว่า ก็ต่ำเกินที่จะให้ทราบความถี่ที่ชัดเจน
ส่วนเสียงความถี่สูงจะไม่เดินไปถึงจุด helicotrema เนื่องจากการเรียงลำดับความแข็งแบบ tonotopy
การเคลื่อนไหวของเยื่อฐานแบบรุนแรงเนื่องจากเสียงดังอาจทำให้เซลล์ขนตาย
นี่เป็นเหตุสามัญของการเสียการได้ยิน และเป็นเหตุที่ทำให้คนที่ใช้ปืนหรือเครื่องจักรหนักบ่อยครั้งจำเป็นต้องใส่เครื่องป้องกันหู