[신경과학] 10.1 : 청각(hearing)의 인식 - 2

 

이전 포스트에 이어서 청각의 인식 과정에 대해 알아보자.

 

 

구체적으로 organ of corti와 associated structure들에 대해 살펴보자.

 

 

 

 

실제 구조는 위와 같음. 보면 보라색으로 나타낸 hair cell들이 있음. 이들의 경우 outer hair cell 여러개, 그리고 inner hair cell 1개로 이루어져 있음. 이 중 inner hair cell이 정말 sound perception에 상당히 중요한 역할을 하고 나머지 outer hair cell들은 소리를 증폭해주는 역할을 함. 한편 inner hair cell 하나는 하나의 neuron과 synapse를 이루고 있음.

 

 

이들 hair cell들은 cilia 구조가 윗부분 끝에 나와 있는데, 이들을 덮어주는 막의 역할을 하는 것이 바로 tectorial membrane임.

 

 

그런데 실제로 소리가 들어오게 되면 위 그림의 맨 아래에 해당하는 basilar membrane이 위아래로 진동하게 됨.

 

 

 

 

위 그림은 organ of corti를 다시금 나타내주고 있으므로 참고할 것.

 

 

그렇다면 basilar membrane이 요동칠 시 이 것이 어떻게 hair cell에 의한 전기신호로 변환될 수 있을까.

 

 

 

 

보면 basilar membrane이 위쪽으로 올라갈 경우 위 그림 오른쪽 위와 같이 tectorial membrane이 shear force를 받게 되고 그 결과 이 녀석의 움직임에 딸려가면서 hair cell의 stereocilia도 같이 움직이게 됨. 한편 basical membrane이 아래쪽으로 내려갈 경우에도 위 그림 오른쪽 아래와 같이 tectorial membrane이 반대 방향으로 shear force를 받으며 stereocilia도 움직이게 됨. 정리하자면 sound에 의해 basilar membrane이 움직이고 이에 따라 reticular lamina도 올라가면서 stereocilia도 bending됨.

 

 

그렇다면 stereocilia의 bend는 어떻게 전기신호로 변환되는 것일까.

 

 

 

 

 

stereocilia에는 mechanic-sensitive K+ channel이 존재함. 이 때 이 녀석은 물리적 자극에 의해 열릴 수 있고, 실제로 위 그림 왼쪽 그림 중 (B)에 나타나 있는 것과 같이 stereocilia가 bending될 시 K+ channel이 열리게 됨. 이 때 특이하게도 이 경우 K+ channel이 열릴 시 K+ ion이 세포 외에서 내로 이동하게 되고 그 결과 depolarization이 일어나게 됨. 그러면 이어서 Ca2+ channel이 열리며 calcium ion이 세포 내로 들어오고 그 결과 NT 분비가 촉진되게 됨. 위 그림 오른쪽은 같은 작용을 나타내주고 있는 다른 그림이므로 참고할 것.

 

 

 

 

한편 실제로 하나의 spiral ganglion fiber는 한 inner hair cell, 그리고 여러 outer hair cell과 모두 synapse를 이루고 있음. 그리고 앞서 outer hair cell은 signal의 amplification에 도움을 준다고 했는데, 이 도움을 위해 이들이 움직여야 함. 이 때 세포 내의 Prestin과 같은 motor protein들이 관여함.

 

 

 

다음 포스트부터는 뇌에서 청각 정보를 어떻게 처리하는지에 대해 알아보자.