Wie das Ohr Schall verarbeitet

Foto: Mikroskopieaufnahme von Haarzellen im Innenohr

Das menschliche Gehör ist in der
Lage, ein immenses Lautstärke-
spektrum wahrzunehmen; © bccn

Das passiert im Ohr, wenn wir hören: Eine Schallwelle bringt zunächst das Trommelfell zum Schwingen - diese Bewegung wird über die Gehörknöchelchen als Druckschwankung weitergeleitet und setzt letztlich im Innenohr winzige Härchen auf so genannten Haarzellen in Bewegung. Die Haarzellen wandeln die Schwingungen der Härchen in Nervenimpulse um.

Jede Haarzelle steht mit bis zu zwanzig nachgeschalteten Nervenfasern in Kontakt. Je nach Lautstärke aktiviert die Haarzelle eine unterschiedliche Anzahl dieser nachgeschalteten Nervenfasern. Die Übertragungseffizienz an den Kontaktstellen zwischen Haarzelle und Nervenfaser ist je nach Kontaktstelle unterschiedlich: Manche nachgeschalteten Zellen reagieren schon bei leisen Tönen, andere erst bei lauten.

Wie die Haarzellen dabei vorgehen, das haben Göttinger Wissenschaftler am Bernstein Zentrum für Computational Neuroscience unter der Leitung von Professor Tobias Moser im Innenohr der Maus untersucht. Dabei konnten sie einen für Nervenzellen ungewöhnlichen Mechanismus aufdecken: Durch das Auslenken der Härchen einer Haarzelle verändert sich die elektrische Spannung über ihrer Zellmembran - und zwar umso mehr, je lauter das Signal ist.

Diese Spannungsänderung öffnet spannungsgeregelte Kalziumkanäle, die sich an den Kontaktstellen zu den nachgeschalteten Nervenfasern befinden. Kalzium kann durch diese Kanäle ins Zellinnere strömen und verursacht die Signalübertragung von den Haarzellen auf nachgeschaltete Zellen. Die Arbeitsgruppe konnte zeigen: an den Kontaktstellen einer Haarzelle fließt verschieden viel Kalzium ein, obwohl alle Kalziumkanäle durch die gleiche Spannung gesteuert werden.

"Diese Unterschiede zwischen den verschiedenen Kontaktstellen einer Haarzelle könnte erklären, warum an einigen Kontaktstellen bereits schwache Signale weitergeleitet werden, während andere Kontaktstellen erst bei stärkeren Signalen aktiv werden", sagt Moser.

MEDICA.de; Quelle: Universitätsmedizin Göttingen