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Adrian Meier Redaktor für Gesundheit
Das Corti-Organ auch cortische Organ im Innenohr (lat. Cochlea), ist Teil der Gehörschnecke, dem Hörorgan. Hier werden mechanische Schallwellen in elektrische Nervenimpulse umgewandelt. Einzelnen Bestandteile sind Membranen, eine gallertartige Flüssigkeit, tausende Sinnes-Haarzellen und Nervenzellen.
Das cortische Organ als ein Teil des Gehörgangs im Innenohr von Menschen, Säugetieren und Vögeln ist wurde benannt nach seinem Entdecker, dem italienischen Anatomieprofessor Alfonso Giacomo Gaspare Corti de Marchese. Der Pionier auf dem Gebiet der mikroskopischen Anatomie beschrieb den Aufbau des eigentlichen Hör-Organs erstmals im Jahre 1854. Nachfolgend erfahren Sie alles zum Begriff des Cortischen Organs.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte - Entdeckung und Namensgeber
Der erste Wissenschaftler, welcher sich eingehend mit dem inneren Teil des menschlichen Ohres beschäftigte, war Alfonso Giacomo Gaspare Graf von Corti (1822-1876). Der gebürtige Italiener stammt aus einer alten und berühmten gräflichen Familie. Er studierte ab 1841 Medizin an der Universität von Pavia (Italien) und wirkte später unter anderem auch in Bern.
Nach seinem Studium ging er nach Österreich zum österreichisch-ungarischer Anatom Joseph bzw. Josef Hyrtl (1810-1894), welcher eine berühmte anatomische Sammlung von Innenohrpräparaten besass.
Durch Unruhen der österreichischen Revolution im Jahr 1848, wechselte er ins deutsche Würzburg zum schweizerisch-deutschen Anatom und Physiologen Rudolf Albert von Koelliker 1817-1905). Als Erheber der mikroskopischen Anatomie zum eigenständig medizinischen Lehrfach, gilt dieser als Begründer der modernen, systematisch durchgeführten Gewebelehre, der modernen Entwicklungsgeschichte sowie der Zellularphysiologie.
Dort entdeckte er im Jahr 1850 das Sinnesorgan «Innenohr». Diese Entdeckung ist eng mit dem damaligen Fortschritt im Gebiet der Mikroskopie verbunden, womit Strukturen erstmalig vergrössert dargestellt werden konnten. Wesentliche Impulse erhielt Corti damals, durch das Observatorium Mikroskopikum in Utrecht (Niederlande), von welchem er Hinweise erhielt, wie man fein-zarte Gewebeschnitte anfertigen, einfärben und konservieren kann.
Ihm gelang es folglich, feinste Teile zu isolieren und deren Funktion zu bestimmen. Im Jahr 1850 beschrieb Graf Corti das «organon spirale», welches später nach seinem Entdecker «Corti Organ» oder «Cortisches Organ» benannt wurde.
Er veröffentlichte seine Entdeckung noch im Jahr 1850 in Koelliker und Siebold’s «Zeitschrift für wissenschaftliche Zoologie» unter dem Titel «Recherches sur l’organ de l’ouïe des mammifères. Première partie: Limaçon», was zu Deutsch wie folgt bedeutet: «Untersuchungen über das Gehörorgan der Säugetiere. Erster Teil: Schnecke».
Corti verstand, dass im Innenohr die Schallempfindung zweimal gewandelt wird: Im Mittelohr wird Schall noch mechanisch von den Gehörknöchelchen bestehend aus Hammer, Amboss und Steigbügel über dessen Steigbügelfussplatte an das Innenohr weitergeleitet. Das ovale Fenster am Ansatz der Gehörschnecke ist wie eine Art Eingangstüre in das Schneckenhäuschen. Durch Anklopfen der Steigbügelfussplatte werden die mechanischen Schallwellen zunächst in Flüssigkeit auf Gewebe weitergeleitet. Das Corti Organ wandelt dann mechanische Schallwellen in elektrische Nervenimpulse um.
Über die genaue Funktionsweise von Nervensignalen und Elektrizität wusste Corti aber noch nichts. Die Erforschung des menschlichen Nervensystems steckte zu diesen Zeiten noch in den Kinderschuhen.
Kurz nach seiner Entdeckung kehrte Corti wieder zurück nach Italien, wo er im Jahr 1855 heiratete und bald darauf seine wissenschaftliche Arbeit einstellte.
Anatomischer Aufbau Corti Organ
Das cortische Organ auch Corti'sches Organ (lat. Organon spirale) liegt inmitten des Innenohrs und ist Teil der Hörschnecke (lat. cochlea).
Die Hörschnecke (lat. Cochlea) ist ein nur wenige Millimeter grosses Organ im Innenohr. Sie sieht wirklich wie ein Schneckenhaus aus. Ihr Aufbau ähnelt im Inneren einem spiralförmigen Treppenhaus.
Als wichtigster Teil des Innenohrs ist die Hörschnecke vom sehr harten Felsenbein-Knochen, dem härtesten Knochen bei Säugetieren und Menschen, umgeben und gut geschützt.
Das «Schneckenhäuschen» hat gerade mal die Grösse einer Kaffeebohne und 2 ½ Windungen. In diesen Windungen hat es drei mit Flüssigkeiten gefüllte Kammern. Zwei dieser Kammern, die «Scala Media» (auch ductus cochlearis oder Schneckengang) und die «Scala Vestibuli», werden durch eine Membrane, der sogenannten Basilarmembran wie durch eine Art Wand voneinander getrennt. Die Basilarmembran ist an ihrer Basis (Basal) lediglich 0,1 mm breit und erweitert sich zum Ende (Apikal) bis zu einem halben Millimeter. Auf dieser Träger-Membran liegt der eigentliche Gehörsinn, das cortische Organ.
Das Corti Organ bildet quasi den Belag des Treppenhauses und durchdringt es.
Auf und zwischen den beiden Hauptmembranen
- Basiliarmembran und
- Tektorialmembran
befinden sich Reihen mit
- 12.000 äusseren Haarzellen
- ca. 3.000 inneren Haarzellen sowie
- umgebende Stützzellen.
Die Sinnes-Haarzellen sind die eigentlichen Sensoren des Gehörs und in vier Reihen aufgegliedert:
- 1 Reihe innere Haarzellen und
- 3 Reihen äussere Haarzellen.
In Reih- und Glied angeordnet, haben die Haarzellen je nach Lage unterschiedliche Aufgaben:
- die inneren Haarzellen senden Informationen ans Gehirn und
- die äusseren Haarzellen erhalten Befehle vom Gehirn.
Die äusseren Haarzellen besitzen zudem die Fähigkeit ihre Länge zu verändern und so Schwingungen der Basilarmembran zu verstärken oder zu dämpfen.
Die Haarzellen (Hörsensorzellen) verfügen im Detail jeweils über mehrere feine Fortsätze (Stereozilien), welche in eine Flüssigkeit (Endolymphe) hineinragen. Trifft der mechanische Schall am ovalen Fenster auf die Cochlea, so geraten die Flüssigkeit und die darin liegende Basiliarmembran in Schwingung. Die Stereozilien bewegen sich in der Flüssigkeit wie Algen am Grunde eines Gewässers. Durch diese Schwingungen erfahren die feinen Fortsätze minimale Änderungen ihrer Lage und Knicken. Biochemische Vorgänge im Inneren der Sinneszellen erzeugen dadurch eine elektrische Ladung. Diese Ladung entspricht dem in einen Nervenimpuls umgewandelten Schall. Tausende winzige Nervenzellen des Hörnerves (Axone) registrieren nun diese Ladungen, bündeln sie und leiten diese an den Hörnerv weiter. Der auditive Cortex im Gehirn verarbeitet jede Millisekunde eine unglaubliche Menge dieser Hörimpulse und wandelt sie in die mannigfaltige Welt der hörbaren Klänge und Geräusche.
Bildliche Beschriftung und Histologie des Corti-Organs.
Funktionen Corti Organ
Das Corti-Organ ist ein anatomisches Meisterwerk der Sinneswahrnehmung. Folgendes geschieht zusammengefasst im Cortischen Organ:
Akustische Schallsignale gelangen vom Aussenohr über das Mittelohr zum Innenohr. Druckwellen, ausgelöst von der Steigbügelfussplatte am ovalen Fenster zur Hörschnecke, lösen Schwingungen der weich-elastischen Basialarmembran, ähnlich einer Wanderwelle aus. Die Basilarmembran und gegenüberliegende Tektorialmembran werden zueinander verschoben und die Haarzellen auf dem Basilarmembran befindlichen Corti-Organ in eine bestimmte Richtung ausgelenkt.
Durch die mechanischen Auslenkungen mit Scherbewegungen reagieren nun die Haarzellen durch das Ausschütten von Botenstoffen an die Nervenfasern der Haarsinneszellen. Der Hörnerv leitet dann das Signal weiter an den zentralen Gehörsinn.
Ablauf im Cortischen Organ
Zusammengefasst ist die Aufgabe des Innenohres, respektive des Cortischen Organs, die Umwandlung der Schallwellen in Nervenimpulse. Diese werden dann über die Hörbahn zum Gehirn weitergeleitet, vom zentralen Nervensystem (kurz ZNS) analysiert und führen dann zu einer Sinneswahrnehmung.
Das Corti-Organ verwandelt dann durch Freisetzung chemischer Prozesse in den Fasern des Schnecken-Nervs Schwingungsenergien in Nervenimpulse, welche über das 8e Hirnnervenpaar in die Zentren der Hirn-Kortex gelangen. Der 8. Hirnnerv «Nervus vestibulocochlearis» besteht aus dem Hörnerv (lat. Nervus cochlearis) und dem Gleichgewichtsnerv (lat. Nervus vestibularis). Der Nervus cochlearis leitet also die auditiven Reize zu den Zentren im Gehirn weiter, wo sie verarbeitet und übersetzt werden.
Hörschwächen durch Schädigung des Corti Organs
Eine Schädigung des Corti-Organs oder des Innenohrs allgemein, führt je nach Beschädigungsgrad zu einer mehr oder weniger stark ausgeprägten Hörstörung.
Die Minderung des Hörvermögens in einem solchen Fall wird Schallempfindungsschwerhörigkeit oder Innenohrschwerhörigkeit genannt.
Es gibt eine ganze Reihe von Ursachen und Faktoren, welche die Funktionalität dieses wichtigen Hör-Organs nachteilig beeinflussen und durch Schädigung der Cochlea eine Schwerhörigkeit verursachen:
- anhaltende Lärmbelastung
- Lärmtrauma
- Knalltrauma oder Explosionstrauma
- Ohrenentzündungen wie z.B. Labyrinthitis
- Tumoren
- Endolymphatischer Hydrops
- Medikamente & Arzneimittel
- chronische Gefässerkrankungen
- akute Erkrankungen z.B. Morbus Menière
- Rauchen
- Alkohol und Drogenmissbrauch
- schlechte Ernährung
- usw.
Nicht zuletzt nutzen sich die Haarzellen und die Stereozilien mit dem Alter ab (Presbyakusis) oder werden weniger.
Betroffene müssen ab einem gewissen Grad der Schwerhörigkeit Hörsysteme tragen. In besonders schweren Fällen oder bei Kindern kann sich das Einsetzen eines Cochlea-Implantats lohnen.
2017 fand eine Forschergruppe einen Weg, wie sich umgebende Stützzellen in Hör-Haarzellen wandeln lassen. In der Zukunft könnte durch dieses Verfahren sogar eine teilweise oder vollständige Regeneration der Hörfähigkeit im Corti Organ möglich werden.
< Details zum Corti-Organ sehen Sie im folgenden Erklärvideo «Hörvorgang im Innenohr»:
Corti-Organ im Detail erklärt (Expertenwissen)
Das Corti Organ (lat. Organon spirale) ist das eigentliche Hörorgan innerhalb des Innenohrs bei Menschen, Säugetieren, und Vögeln.
Das Innenohr ist ein flüssigkeitsgefülltes Hör- und Gleichgewichtsorgan und bildet durch das ovale- und das runde- Fenster die Schnittstelle zum Mittelohr, welches über den inneren Gehörgang (lat. porus acusticus internus) die Verbindung über das Aussenohr zu Aussenwelt herstellt. Es wird wegen seines komplizierten Kanalsystems auch «Labyrinth» genannt und liegt im Knochenumschlossenen Felsenbein (lat. pars petrosa), dem härtesten Knochen des Säugetier- und Menschenschädels.
Das Labyrinth wird in zwei Hauptabschnitte gegliedert, dem Schneckenlabyrinth (labyrinthus cochlearis) mit dem integrierten Hörorgan und dem Vorhoflabyrinth (labyrinthus vestibularis) mit dem beherbergten Gleichgewichtsorgan. Die Sinneszellen des Gleichgewichts- und Hörorgans liegen im sogenannten häutigen Labyrinth (labyrinthus membranaceus), welches mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, der sogenannten Endolymphe. Die Endolymphe-Flüssigkeit enthält viele Kaliumionen und wenig Natriumionen und ist positiv geladen. Im Gegensatz zu den Haarzellen des Gleichgewichtsorgans haben die Haarzellen in der Cochlea keine Kinozilien.
Die menschliche Schnecke (lat. Cochlea) ist ungefähr so gross wie eine Kaffeebohne. Die Namensgebung einer Schnecke erhielt sie, da sie aussieht wie ein Schneckenhäuschen mit 2,5 spiralförmigen Windungen in Form einer Pyramide. Mit einem Basisdurchmesser von etwa 9mm, einem Spitzendurchmesser von 3mm und einer Höhe von 5mm, wird die Schnecke im Querschnitt in drei Teile unterteilt:
- An der oberen Spitze befindet sich die Vorhoftreppe (lat. scala vestibuli),
- in der Mitte der häutige Schneckengang (lat. ductus vestibuli),
- unten die Paukentreppe (lat. scala tympani).
All diese Räume sind mit Flüssigkeit gefüllt. Während die scala vestibuli und die scala tympani mit positiver Perilymphe gefüllt sind, ist die ductus cochlearis ist mit negativer Endolymphe gefüllt.
Die Perilymphe-Flüssigkeit ist eine klare eiweissarme Flüssigkeit mit viel Natriumionen und wenig Kaliumionen und ist negativ geladen.
Abgewickelt ist die Cochlea ein etwa 32 mm langer Kanal, welcher spiralförmig in der knöchernen Hörschnecke verläuft. Die Schneckenspitze (lat. cupula cochlea) ist der Ort, wo die Vorhoftreppe (auch Vorhofgang) in die Paukentreppe (auch Paukengang) übergeht. Dieser Übergang wird «Helicotrema» genannt. Die Steigbügel Platte schliesst die Vorhoftreppe am ovalen Fenster, wogegen die Paukentreppe am ovalen Fenster endet.
Der Schneckengang ist also spiralförmig in Basalwindungen wie eine Art Pyramide um die eigene Achse (lat. modiolus) aufgebaut. Diese spiralförmigen Windungen muss man sich vorstellen, wie einen Schlauch. Der runde «Schlauch» ist im Innern aufgeteilt in die drei Kammern: Vorhoftreppe, Paukentreppe und Schneckengang. Der Schneckengang liegt zwischen den anderen beiden Kammern und wird durch Membranen wie durch eine Art Wand getrennt. Während nach Oben zur Vorhoftreppe die Reissner-Membran (lat. membrana vestibularis) die Trennwand bildet, so bildet die Basilarmembran (lat. lamina basilaris) nach Unten zur Paukentreppe eine Trennwand. Eine weitere Trennwand des häutigen Schneckengangs bildet die «stria vascularis» und dichtet den Schneckengang zu allen Seiten ab.
Das eigentliche Hörorgan, das «Corti-Organ», liegt nun im ductus cochlearis, dem Schneckengang und dockt an den Hörnerv (lat. nervus cochlearis) an.
Der Aufbau der Basilarmembran ist sehr spannend, da sie durch ihren Aufbau mitentscheidend ist für die Frequenzanalyse des Ohrs. Die Basilar-Membran wird wie ein Keil immer dicker. Während sie am Steigbügelnahen basalem, steifen Ende ca. 80 µm schmal und 7,5 µm dick ist, ist sie am apikalen, weichen Ende 500 µm breit und 2,5 µm dünn. Dieser Aufbau der Basilarmembran ist entscheidend für den Aufbau der sogenannten Wanderwelle. Durch Vibrationsbewegungen der Steigbügelfussplatte am ovalen-Fenster, entstehen Druckschwankungen in der perilymphen Flüssigkeit. Da die Perilymphe praktisch nicht komprimierbar ist, weicht diese in Richtung Vorhoftreppe (scala vestibuli) aus. Da wird die Basilarmembran durch die Druckschwankungen in eine wellenförmige Bewegung angeregt. Diese Wellen laufen in Richtung Schneckenspitze und darüber hinaus in die Paukentreppe (scala tympani) in Richtung rundes Fenster, wo der notwendige Druckausgleich erfolgt. Die Ausschwingungen der Basilarmembran sind folge dessen abhängig von den äusserlich angeregten Frequenzschwingungen. Während nun hohe Frequenzen bereits in den ersten Windungen der Schnecke ihren maximalen Ausschlag erreichen, weisen tiefe Frequenzen ihren maximalen Ausschlag erst zur Schneckenspitze hin aus. Am Ort, wo das Schwingungsmaximum auf der Basilarmembran stattfindet, wird der spezifische Ton weitergeleitet. Kurz; am Eingang der Hörschnecke werden die hohen-hellen Töne detektiert, im Mittleren Teil des Schneckengangs dementsprechend die mittleren Töne und am apikalen Ende die tiefen-dunklen Basstöne.
Experimentell aufzeigen konnte dies anhand von Felsenbeinpräparaten und stark vergrösserten Ohrmodellen, der Physiker Georg von Békésy (1899-1972). Dieses Phänomen wird auch als Ortsprinzip bezeichnet und Békésy erhielt für seine bahnbrechenden Forschungsarbeiten im Jahr 1961 einen Nobelpreis in der Medizin.
Während die Wanderwellentheorie (Ortstheorie) von Békésy ein wichtiger Meilenstein in der Erforschung des Innenohrs war, reichten diese Erkenntnisse jedoch noch nicht aus, um die Frequenzselektivität des menschlichen Gehörs vollständig zu erklären. Ein Mensch kann bei einer Basilarmembran-Länge von 32 mm rund 640 Frequenz-Stufen wahrnehmen! 32 Millimeter geteilt durch 640 ergibt 0,05 Millimeter oder 50 µm. Dies entspricht der Breite eines menschlichen Kopf-Haares. Da die passive Wanderwelle ein relativ breites und unscharfes Schwingungsmaximum aufweist, scheint diese für eine hohe Frequenzauflösung ungeeignet. Békésy führte seine Experimente an Leichen und toten Tieren durch, wobei ihm ein wichtiger Effekt des aktiven, nichtlinearen cochleären Verstärkers entging.
Die Basilarmembran ist also nur mitentscheidend für die Tonhöhenbestimmung. Der eigentliche Tonempfänger ist das darauf sitzende «Corti-Organ». Das Corti-Organ ist der eigentliche Sitz des Gehörsinnes inmitten der Cochlea des Innenohrs. Es ist ein komplexes System aus Sinnes- und Stützzellen, sowie aus Nervenfasern.
Auf der Basilarmembran sitzen eine Reihe von inneren- und drei Reihen von äusseren Haarzellen (neurosensorische Zellen). Durch die mechanischen Bewegungen des Steigbügels am ovalen Fenster, wird die Flüssigkeit (Perilymphe) in der Schnecke in eine Welle versetzt. Durch diese Wellenbewegung wird auch die elastische Basilarmembran mit in Schwingung versetzt.
Die inneren (Inner-Hair-Cells, kurz IHC) und äusseren Haarszellen (Outer-Hair-Cells, kurz OHC) sitzen auf Stützzellen (Phalangenzellen). Diese Haarzellen sind ausgestattet mit sogenannten Stereozilien (lat. stereovilli) sind mikroskopisch kleine «Zellhärchen», mit einem Durchmesser von lediglich 0,2 bis 0,8 µm. Pro Haarzelle sind etwa 30-150 Stereozilien enthalten. Während die inneren Haarzellen an afferente, also zum Gehirn führende Nervenfasern angeschlossen sind, sind die äusseren Haarsinneszellen an efferente, also vom Gehirn kommende Nerven-Fasern gekoppelt.
Das Corti-Organ beherbergt pro Ohr total rund 15'000 Haarzellen, wovon eine Reihe aus rund 3’000 inneren- und drei Reihen aus rund 12'000 äusseren- Haarzellen besteht. All diese Häärchen koppeln an Hörnerven, wobei die inneren Haarzellen Informationen ans Gehirn senden und die äusseren Haarzellen Befehle vom Hirn erhalten. Die äusseren Haarzellen besitzen die Fähigkeit, ihre Länge aktiv zu verändern. Dadurch können diese Schwingungen der Basilarmembran abschwächen oder gar verstärken. Diese Längenveränderungen können blitzschnell innert rund 100 kHz durchgeführt werden. Dieser aktive Verstärkermechanismus ist wichtig, um leise Schallreize zu verstärken und lauten Schall abzuschwächen. Bei einem Innenohrbedingten Hörschaden werden typischerweise zuerst die äusseren Haarzellen beschädigt, welche Schallexponierter sind, also hohe Schallspitzen dämpfen sollen und dementsprechend bei starker Beanspruchung mit der Zeit «ermüden» (Altersschwerhörigkeit) oder bei plötzlicher maximaler Überlastung zerstört werden (z.B. Knall, Explosion). Als Folge findet ein Ausfall der Verstärkungswirkung bei den betroffenen Frequenzen statt und leise Töne werden nicht mehr gehört. Die sogenannte «Hörschwelle» verschiebt sich zu einem höheren Pegel, was so viel bedeutet, dass in diesen beschädigten Tonlagen Töne lauter abgegeben werden müssen, dass diese von Betroffenen Hörgerschädigten umgesetzt werden können. Kurz, die Lautstärke der Musik muss lauter gestellt werden oder es muss lauter mit dieser Person oder dem Tier gesprochen werden. Hier kommen Hörsysteme wie Hörgeräte oder Hörimplantate (Cochlea Implantate) ins Spiel.
Bei Messungen an einer lebenden Cochlea kann also der Effekt der Aktivitäten der äusseren Haarzellen beobachtet werden, welche als aktiver cochleärer Verstärker wirken (aktive Wanderwelle). Ein Funktionsverlust der äusseren Haarzellen in einem Bereich der Basilar-Membran z.B. durch eine Lärmschädigung, äussert sich nebst einem Hörverlust auch durch ein verändertes Lautstärkeempfinden. Dieses Phänomen des Recruitments (Lautheitsausgleich), erklärt sich durch den Ausfall des cochleären Verstärkers.
Ein Phänomen der Funktionseinschränkung der äusseren Haarzellen ist auch, der sogenannte Lautheits-Ausgleich (auch Recruitment). Viele Schwerhörige empfinden hierbei laute Signale genau so laut wie Normalhörende. Normale Sprache verstehen sie indes nicht so gut. Dies zeigt sich im Alltag mit Schwerhörigen, vor allem im Lärm: «Wie, ich habe dich nicht verstanden – sag es bitte nochmals lauter!» Spricht man nun lauter, so sagt der Schwerhörige auf einmal: «nicht so laut!». Die Dynamik des Lautheitsempfinden zwischen zu leise und zu laut rückt Folge dessen bei Innenohrschwerhörigkeit enger zusammen.
Nun finden drei unterschiedliche Transformationen statt:
- Mechanoelektrische Transduktion – Umwandlung eines mechanischen Reizes in einen elektrischen Reiz.
- Somatische elektromechanische Transduktion – Umwandlung eines elektrischen Reizes in eine mechanische Aktion.
- Elektrochemische Transduktion – Umwandlung eines elektrischen Reizes in einen chemischen Reiz.
Ablauf Mechanoelektrische Transduktion
Durch mechanoelektrische Transduktion (lat. transducere), wird mechanischer Schall in elektrischen Schall umgewandelt und dies geschieht wie folgt:
Durch die Bewegungen der Basilarmembrane wird das darauf liegende Corti-Organ stets mitbewegt. Die Aufgabe des Corti-Organs ist es, die Auslenkungen der Basilarmembran zu ermitteln. Hierbei muss der mechanische Reiz der Basilarmembran-Bewegung in einen elektrischen Reiz umgewandelt und transformiert werden. Die Schallabhängige Auf- und Abwärtsbewegungen der Basilarmembran führt zu Schwerbewegungen der Tektorialmembran gegenüber dem Cortischen Organ. Dabei werden die Stereozilien der äusseren Haarzellen deflektiert (abscheren) und die Haarzelle sieht diese Auslenkung als mechanischen Reiz an. Die dort befindlichen Kalium-Ionenkanäle verändern ihr Öffnungsverhalten. Dieser Mechanismus hängt eng zusammen mit den dort befindlichen «Tip-Links». Tip-Links sind extrem dünne fadenartige Strukturen (6,5 nm), welche einzelne Stereozilien einer Haarzelle untereinander verbinden. Eine Zerstörung von Tiplinks führt in Experimenten zu Schwerhörigkeiten. Zwischen der endolymphen Flüssigkeit (positiv) und den Haarzellen (negativ) herrschen hohe Potentialunterschiede, weswegen dies auch als endocochleäres Potential bezeichnet wird. Die Kaliumionen nutzen bei einer Ionenkanal-Öffnung sofort die Möglichkeit, in die Haarzellen überzutreten. Durch das Eindringen der K+ Ionen wird das Membranpotential der Haarzelle gegen 0 milliVolt (mV) depolarisiert und es findet dadurch eine mechanische Transduktion statt: Mechanischer Reiz > Abscherung Stereozilien > elektrischer Reiz > Membranpotentialveränderung. Die Kaliumionen verlassen nun die Haarzellen durch die Ionenkanäle, welche an die Perilymphe angrenzen, in welcher wiederum eine niedrige Kaliumkonzentration herrscht.
Durch somatische elektromechanische Transduktion, wird ein elektrischer Reiz in eine mechanische Aktion umgewandelt und dies geschieht wie folgt: In den äusseren Haarzellen führt eine Änderung des Membranpotentials zu einer Längen-Änderung der Haarzelle. Somit findet eine elektromechanische Transduktion statt. Zu Details zu spannungsgesteuerten Längenänderungen mittels Motorprotein «Prestin» und zu der Erregung der inneren Haarzellen gehen wir hier in diesem Blog nicht weiter ein. Nur soviel, die somatische Elektromotilität spielt eine Schlüsselrolle in der Schallverarbeitung des Innenohres. Sie ermöglicht dem Sinnesorgan Ohr die hohe Frequenzselektivität, den grossen Dynamikbereich und die sensible Empfindlichkeit des Hörorgans nahe der Hörschwelle.
Durch elektrochemische Transduktion, wird ein elektrischer Reiz in einen chemischen Reiz umgewandelt. Auch hier gehen wir nicht weiter in die Details. Nur so viel, Aktionenpotentiale werden über den Hörnerv in Richtung Hirnstamm geleitet.
Codierung des Schalldrucks:
Neben den in den Schallsignalen enthaltenen Frequenzen, wird vom Ohr auch der Schalldruck analysiert, was Grundvoraussetzung für eine Bewertung der Lautstärke des Schalls ist. Dies geschieht über die Reizung von Haarzellen und zugehörigen Hörnervenfasern, welche je nach Anregung, verschiedene Aktionspotentiale aufweisen.
Codierung der Schallfrequenz:
Die Codierung der Schallfrequenz (Tuning-Kurve), erfolgt über die Anregung der einzelnen Nervenfasern der inneren Haarzellen. Die Gesamtheit dieser Nerven-Fasern bildet den sogenannten Hörnerv (nervus cochlearis).
Die von den Hörzellen aufgenommenen Informationen, werden über den Hörnerv zum Hirnstamm gesendet und von dort über die aufsteigenden Bahnen zum Gehirn gelangen (Hörbahn).
Der primäre auditorische Kortex (lat. audire = hören & lat. cortex = Rinde) des Grosshirns ist in der Area 41 lokalisiert. Verschiedene Areale sind zuständig für unterschiedliche akustische Interpretationen, sowie die Area 41 für die räumliche Ortung und tonotope Frequenz-Organisation. Der sekundäre auditorische Kortex analysiert akustische Muster ordnet dem Gehörten Melodien oder Muster zu.
- Gesprochenes Wort > Area 41,42 > Wernicke (Area 22) > Hören und Wortverstehen
- Verstehen > Wernicke > Broca > Gesicht > Hirnnerven > Sprechen
- geschriebenes Wort > Area 17 > Area 18,19 > Area 39 (Gyrus angularis) > Wernicke > Lesen
Wo sitzt Corti-Organ?
Das Corti-Organ sitzt im Innenohr, genauer auf der Basilarmembran der Hörschnecke (latein cochlea). Die Basilar-Membran befindet sich im häutigen Schneckengang (latein ductus cochlearis), auch Scala vestibuli genannt, welche gefüllt ist mit endolympher Flüssigkeit. Gut eingehüllt im Härtesten Knochen von Mensch und Säugetier, dem Felsenbein (lat. pars petrosa), ist das Cortische Hörorgan geschützt vor äusseren Einflüssen.
Welche Aufgabe hat das Corti-Organ?
Das Corti-Organ hat die Aufgabe, mechanische Schallwellen in elektrische Nervenimpulse umzuwandeln und auditive Wahrnehmungen über den Hörnerv zum Hirn weiterzuleiten. Das Cortische Organ ist das eigentliche Hörorgan im Innenohr und wandelt Audiosignale aus Schallwellen wie Töne, Geräusche und Sprache in elektrische Informationen um.
Welche Flüssigkeit befindet sich im Corti-Organ?
Im Corti-Organ befinden sich Flüssigkeiten gefüllte Kammern mit Endolymphe und Perilymphe. Während die Scala vestibuli und die Scala tympani mit positiv geladener Perilymphe gefüllt sind, ist die Ductus cochlearis ist mit negative geladener Endolymphe gefüllt. Die Perilymphe-Flüssigkeit ist eine klare eiweissarme Flüssigkeit mit viel Natriumionen (Salzig) und wenig Kaliumionen und ist negativ geladen. Corti-Lymphe bezeichnet man die Flüssigkeit, welche man in den Gewebsspalten des Corti-Organs findet, so z.B. im Corti-Tunnel auch Cortischen-Tunnel.
Wie viele Haarsinneszellen sind im Corti-Organ?
Im Corti-Organ sind rund 15'000 Haarzellen. Davon rund 3’000 innere Haarzellen auf einer Reihe und etwa 12'000 Haarzellen verteilt auf drei weitere Reihen. Die Haarsinneszellen sind ausgestattet mit Stereozilien (Latein Stereovilli).
Was ist das cortische Organ?
Das Corti-Organ ist das eigentliche Hörorgan bei Mensch, Säugetier und Vogel. Das Cortische Organ im Innenohr inmitten der Hörschnecke (Latein Cochlea), empfängt und Wandelt Schallwellen von mechanischer Energie in elektrische Energie und sendet diese Hörinformationen über den Hörnerv an das Gehirn, wo es in Töne, Sprache, räumliche Ortung, usw. umgewandelt wird.