Salute e malattia

La Coclea: L'Analizzatore di Fourier Biologico della Natura per l'Udito

La coclea è un organo a spirale, riempito di fluido, nell'orecchio interno che trasforma le vibrazioni sonore meccaniche in segnali neurali. Il suo design elegante esegue un'analisi di frequenza in tempo reale — essenzialmente una trasformata di Fourier biologica.

Anatomia: Tre Camere, Una Missione

  • Labirinto osseo: 2.5 giri intorno al modiolo (pilastro centrale).
  • Tre scale (camere fluide):
    • Scala vestiboli (perilinfa) — riceve vibrazioni dalla staffa.
    • Scala media (endolinfa) — ospita l'Organo del Corti, epitelio sensoriale con cellule ciliate.
    • Scala timpani (perilinfa) — termina alla finestra rotonda, dissipa energia.
  • Membrana basilare: Rigida e stretta alla base (alte frequenze), larga e flessibile all'apice (basse frequenze) — creando una precisa mappa tonotopica.
  • Cellule ciliate: Cellule ciliate interne (IHC) sono i recettori sensoriali primari (95% fibre afferenti); cellule ciliate esterne (OHC) amplificano e affinano la sintonia.

Trasduzione del Segnale: Dal Suono allo Spike

  1. Onde sonore → membrana timpanica → catena ossiculare → staffa.
  2. Onda pressione entra scala vestiboli, viaggia all'elicotrema, e torna via scala timpani.
  3. Spostamento membrana basilare picca alla posizione corrispondente alla frequenza del suono.
  4. Stereociglia cellula ciliata si piegano → canali meccano-trasduzione si aprono → afflusso K⁺ → depolarizzazione.
  5. IHC rilasciano glutammato → nervo uditivo (CN VIII) → tronco encefalico → corteccia uditiva.

Correlati Clinici

  • Ipopacusia neurosensoriale: Perdita cellule ciliate da rumore, invecchiamento, ototossine, genetica.
  • Impianti cocleari: Bypassano cellule ciliate danneggiate; stimolano direttamente nervo uditivo.
  • Malattia di Ménière: Idrope endolinfatica (distensione scala media) causando vertigini episodiche, ipoacusia, acufeni.

La mappatura frequenza-luogo esquisitamente precisa della coclea la rende uno dei processori di segnale più notevoli della biologia.