Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie funktioniert das Innenohr? - Neue Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung

15.03.2005


Die Fähigkeit Sprache zu verstehen, stellt große Anforderungen an die Signalverarbeitung im Innenohr. Neben der Empfindlichkeit (Lautstärke) ist die hohe Frequenzauflösung (Unterscheidung von Tönen) im Alltag von besonderer Bedeutung. Bereits bei kleinen Veränderungen des sensorischen Gewebes, z.B. durch Krankheit oder Lärmtrauma, werden Empfindlichkeit und Frequenzauflösung schlechter. Bislang können Innenohrschäden nicht genau diagnostiziert und therapiert werden. Hörgeräte beheben Defekte nur begrenzt - sie können die normale akustische Wahrnehmung nie wieder herstellen. Damit den Patienten künftig besser geholfen werden kann, ist ein genaueres Verständnis der Mikroelektromechanik im Innenohr, insbesondere des so genannten cochleären Verstärkers nötig.



Prof. Anthony Gummer und Dipl.-Phys. Marc Scherer von der Tübinger Universitätsklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde haben durch mechanische und elektrische Untersuchungen am Corti`schen Organ, einem zentralen Teil des cochleären Verstärkers, einen Teilmechanismus entdeckt, durch den die Verstärkung bei hohen Frequenzen (50 kHz) funktioniert. Sie konnten zeigen, dass das Deformationsmuster des Corti`schen Organs wellenförmig und nicht wie bis jetzt angenommen gleichförmig ist und dass die Kraftentwicklung der äußeren Haarzellen eine Resonanz oberhalb 10 kHz aufweist. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen sind in Proceeding of the National Academy of Sience of the USA* erschienen.

... mehr zu:
»Haarzelle »Organ


In Deutschland leiden 15 bis 19 Prozent der Bevölkerung an einem Innenohrschaden, der Tinnitus und/oder Schwerhörigkeit zur Folge hat. Diese Erkrankungen können bislang weder exakt diagnostiziert noch ursächlich behandelt werden, da das Innenohr nicht geöffnet werden kann, ohne es zu zerstören. Deshalb ist auch die Funktionsweise des Organs bis heute nicht vollständig verstanden.

Prof. Anthony Gummer und Dipl.-Phys. Marc Scherer konnten mit ihrer Untersuchung des Corti`schen Organs elementare Fragen zur Funktion des Innenohrs und speziell des cochleären Verstärkers beantworten. Der cochleäre Verstärker ist ein Mechanismus: Darunter versteht man die Erzeugung von mechanischer Kraft bei akustischen Frequenzen durch spezialisierte Zellen (äußere Haarzellen) und die Rückkopplung dieser Kraft in die Vibration des sensorischen Gewebes (cochleäre Partition). Diese Verstärkung führt zu einer deutlichen Zunahme von Empfindlichkeit und Frequenzauflösung und ist somit die Basis für die normale Funktion des Innenohrs. Die äußeren Haarzellen sind ins Corti`sche Organ eingebettet.

Die beiden Forscher konnten an verschiedenen Stellen des Corti`schen Organs die elektromechanischen Eigenschaften und das Deformationsmuster bis zu Frequenzen von 50 kHz messen. 50 kHz ist die oberste Frequenzgrenze der meisten Säugetierohren (Ausnahme: Fledermaus). Bis jetzt war es technisch nicht möglich, bei so hohen Frequenzen Messungen vorzunehmen.

Es zeigte sich, dass sich das Corti`sche Organ unter der Einwirkung der Kraft, die von den äußeren Haarzellen erzeugt wird, nicht wie bis jetzt angenommen als ganzes vergrößert, sondern dass sich das Gewebe wellenartig verformt. Außerdem fanden die Forscher, dass die äußeren Haarzellen deutlich breitbandiger verstärken als man ursprünglich anhand von Untersuchungen an Einzelzellen angenommen hatte. Dadurch wurde teilweise klar, wie der cochleäre Verstärker über den gesamten Hörbereich funktioniert. Das bedeutet einen weiteren wichtigen Schritt zum vollständigen Verständnis des Innenohrs.

Die Ergebnisse von Prof. Gummer und Dipl.-Phys. Scherer sind wichtige Grundlagen für die Entwicklung neuer Methoden der Diagnose und Behandlung von Erkrankungen des Innenohrs.

Ansprechpartner für nähere Informationen:

Universitätsklinikum Tübingen
Klinik für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde,
Sektion Physiologische Akustik und Kommunikation
Prof. Anthony W. Gummer
Dipl.-Phys. Marc Scherer
Elfriede-Aulhorn-Str. 5, 72076 Tübingen
Tel. 0 70 71/29-8 81 91, Fax 0 70 71/29-41 74
E-Mail anthony.gummer@uni-tuebingen.de

* Originaltitel der Publikation: "Vibration pattern of the organ of Corti up to 50 kHz: Evidence for resonant electromechanical force" in Proceeding of the National Academy of Sience of the USA, Band 101, Seite: 17652-17657.

Dr. Ellen Katz | idw
Weitere Informationen:
http://www.medizin.uni-tuebingen.de/

Weitere Berichte zu: Haarzelle Organ

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Erste Verteidigungslinie gegen Grippe weiter entschlüsselt
21.02.2018 | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

nachricht Neue Behandlung mit Immunglobulinen hilft gegen Entzündung der weißen Hirnsubstanz bei Kindern
21.02.2018 | Universität Witten/Herdecke

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics