有毛細胞による信号増幅

🧠 外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） はプレスチン Prestin プレスチン（Prestin） Prestin（プレスチン） を使って膜電位変化を長さ変化へ変換し、コルチ器organ of Corti コルチ器（organ of Corti）organ of Corti（コルチ器） へ局所的な能動力を加える。 この蝸牛増幅器 cochlear amplifier 蝸牛増幅器（cochlear amplifier） cochlear amplifier（蝸牛増幅器） が小さい音を増幅し、周波数選択性を鋭くする。^{1 2}

有毛細胞の機械―電気変換に対し、外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） は電気―機械変換によって、基底膜の周波数選択的な振動を増幅する。

電気運動性

プレスチンPrestin プレスチン（Prestin）Prestin（プレスチン） は外有毛細胞 outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell） outer hair cell（外有毛細胞） 側壁のモータータンパク質 motor protein モータータンパク質（motor protein） motor protein（モータータンパク質） で、脱分極・過分極に応じて細胞長を高速に変える。この運動がコルチ器 organ of Corti コルチ器（organ of Corti） organ of Corti（コルチ器） の局所力学へ作用して進行波 traveling wave 進行波（traveling wave） traveling wave（進行波） を増強する。高周波high frequency 高周波（high frequency）high frequency（高周波） でも周期ごとの運動を支持する生体内 in vivo 生体内（in vivo） in vivo（生体内） 計測 measuring 計測（measuring） measuring（計測） があるが、受容器電位receptor potential 受容器電位（receptor potential）receptor potential（受容器電位） と電気運動性 electromotility 電気運動性（electromotility） electromotility（電気運動性） の周波数特性を含む詳細な位相機構には議論が残る。^{1 2}

flowchart TD
  A["小さな基底膜振動"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='outer hair cell'>外有毛細胞</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='receptor potential'>受容器電位</span>"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Prestin'>プレスチン</span>の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='conformation'>立体配座</span>変化"]
  C --> D["細胞長が変化"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='organ of Corti'>コルチ器</span>へ局所的な能動力を加える"]
  E --> F["振幅増大・周波数選択性が鋭くなる"]

外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） 障害では聴覚閾値が上がるだけでなく、周波数選択性とダイナミックレンジ dynamic range ダイナミックレンジ（dynamic range） dynamic range（ダイナミックレンジ） も悪化する。

💡 内耳は受動的なマイクロフォン phon フォン（phon） phon（フォン） ではない。生きた蝸牛はエネルギーを使って入力を能動的に増幅する。

この能動過程に関連して蝸牛から外耳道側へ記録される微弱音が耳音響放射 otoacoustic emissions, OAE 耳音響放射（otoacoustic emissions, OAE） otoacoustic emissions, OAE（耳音響放射） である。したがって、耳音響放射otoacoustic emissions, OAE 耳音響放射（otoacoustic emissions, OAE）otoacoustic emissions, OAE（耳音響放射） は主観的Subjective 主観的（Subjective）Subjective（主観的） なラウドネス loudness ラウドネス（loudness） loudness（ラウドネス） 尺度とは異なり、外有毛細胞outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell）outer hair cell（外有毛細胞） を中心とする蝸牛機能を他覚的 objective 他覚的（objective） objective（他覚的） に評価する信号である。ただし反応がない場合も障害部位を単独では確定できない。

まとめ

• プレスチンPrestin プレスチン（Prestin）Prestin（プレスチン） は膜電位を外有毛細胞 outer hair cell 外有毛細胞（outer hair cell） outer hair cell（外有毛細胞） の長さ変化へ変換する。
• コルチ器organ of Corti コルチ器（organ of Corti）organ of Corti（コルチ器） への局所的な能動フィードバック active feedback 能動フィードバック（active feedback） active feedback（能動フィードバック） が感度と周波数選択性を高める。
• 耳音響放射otoacoustic emissions, OAE 耳音響放射（otoacoustic emissions, OAE）otoacoustic emissions, OAE（耳音響放射） は蝸牛増幅器 cochlear amplifier 蝸牛増幅器（cochlear amplifier） cochlear amplifier（蝸牛増幅器） の臨床的検査に利用できる。