Amplificazione e Adattamento di Impedenza nel Sistema Uditivo PDF

AMPLIFICAZIONE E ADATTAMENTO DI IMPEDENZA NEL SISTEMA UDITIVO Il sistema uditivo è un complesso meccanismo che converte le onde sonore in segnali nervosi. Per farlo in modo efficace, il suono deve essere amplificato e adattato all'impedenza dei fluidi dell'orecchio interno. In questa lezione, esplor...

AMPLIFICAZIONE E ADATTAMENTO DI IMPEDENZA NEL SISTEMA UDITIVO Il sistema uditivo è un complesso meccanismo che converte le onde sonore in segnali nervosi. Per farlo in modo efficace, il suono deve essere amplificato e adattato all'impedenza dei fluidi dell'orecchio interno. In questa lezione, esploreremo i processi che avvengono a partire dall'orecchio esterno fino alla coclea. Orecchio Esterno: Incanalamento del Suono Condotto Uditivo: Il condotto uditivo funge da imbuto, incanalando le onde sonore verso il timpano. Questo processo aumenta l'intensità del segnale che raggiunge il timpano rispetto a quella presente all'esterno del padiglione auricolare. Guadagno in Decibel: L'aumento di intensità del suono viene quantificato in decibel (dB). Un aumento di 10 dB corrisponde a una moltiplicazione dell'intensità del suono per un fattore 10. Orecchio Medio: Adattamento di Impedenza, Non Amplificazione Catena degli Ossicini: La catena di ossicini (martello, incudine e staffa) svolge un ruolo fondamentale nell'adattamento di impedenza, che è il vero obiettivo di questo sistema di leve. L'adattamento di impedenza serve a massimizzare la trasmissione dell'energia sonora dall'aria ai fluidi dell'orecchio interno. Meccanismo di Leve: Il rapporto tra la superficie del timpano e quella della finestra ovale  (l'ingresso della coclea) è di circa 16:1. Gli ossicini, in particolare il martello, ruotano attorno a un perno, trasformando un movimento ampio e a bassa forza del timpano in uno spostamento più piccolo, ma con forza maggiore, alla finestra ovale. Adattamento, non Amplificazione: È cruciale capire che, contrariamente all'idea comune, non avviene un'amplificazione dell'energia sonora. L'amplificazione, come quella di un microfono, comporta un apporto di energia esterna. Invece, l'orecchio medio opera come un sistema di "adattamento di impedenza", simile al cambio di una bicicletta. Analogia con il Cambio della Bicicletta: Il cambio della bici permette di adattare la forza e la velocità di pedalata alle condizioni del terreno. Analogamente, l'orecchio medio "adatta" la pressione dell'aria a quella dei fluidi, ottimizzando la trasmissione dell'energia sonora. Concetti Fondamentali: Potenza, Pressione e Volume Potenza Sonora: La potenza sonora che entra nella coclea è cruciale per l'attivazione dei recettori uditivi. Trasduttanza: La trasduttanza, ovvero la capacità di trasmettere l'energia sonora, è scarsa quando l'onda arriva direttamente sulla finestra ovale, senza il meccanismo di adattamento. Solo una piccola parte dell'energia sonora viene trasmessa efficacemente alla coclea, se si tolgono timpano e ossicini. Come Aumenta la Pressione? Pressione, Energia e Volume: L'energia sonora può essere vista come pressione per volume (PxV). L'energia può anche essere espressa come n° di moli x Temperatura x Costante (R). Trasformazione Pressione-Volume: L'orecchio trasforma l'energia sonora, inizialmente espressa come bassa pressione e alto volume d'aria al timpano, in alta pressione e basso volume alla finestra ovale.  Superfici: La superficie del timpano è circa 16 volte maggiore di quella della finestra ovale. Spostamenti: Per ogni 1.3 mm di spostamento del timpano si ha 1mm di spostamento alla finestra ovale. Riduzione del Volume: La combinazione dei movimenti e delle superfici fa sì che il volume del liquido spostato sia ridotto di un fattore di 21.6. Aumento della Pressione: In condizioni ideali, la pressione aumenta di un fattore di circa 21 volte, poiché il volume diminuisce, grazie al principio di conservazione dell'energia. Effetto Chiodo e Effetto Leva: Due Meccanismi di Trasformazione Effetto Chiodo: Immaginando un cuneo rigido tra il timpano e la finestra ovale, la forza si scarica su una superficie più piccola, aumentando la pressione ma mantenendo lo stesso spostamento. Effetto Leva: Il sistema di ossicini funziona come un'altalena, con bracci di lunghezza diversa. Uno spostamento maggiore del timpano si traduce in uno spostamento minore ma con forza maggiore alla finestra ovale, mantenendo l'energia costante. Guadagno in Pressione L'effetto combinato della leva e della riduzione della superficie porta idealmente ad un guadagno di pressione di circa 13 dB, riducendo il volume spostato. La Coclea: Struttura e Funzione Modiolo e Lamina Ossea: La coclea è un condotto a spirale, attorno a un nucleo osseo (il modiolo), con una lamina ossea che divide il condotto in tre scale: scala vestibolare, scala media e scala timpanica. Scale e Fluidi: Le tre scale sono riempite di fluidi diversi: Scala Vestibolare e Timpanica: Contengono perilinfa, simile al liquido cerebrospinale. Scala Media: Contiene endolinfa, simile al liquido intracellulare, ricca di potassio e povera di sodio. Comunicazione tra Scale: La scala vestibolare e quella timpanica sono in comunicazione all'apice della coclea (l'elicotrema). Potenziale Endolinfa: L'endolinfa ha un potenziale elettrico positivo rispetto al liquido intracellulare (+80/+85 mV), fondamentale per la trasduzione del segnale uditivo. Stria Vascolare: L'endolinfa viene secreta attivamente dalla stria vascolare, che si occupa di pompare potassio nella scala media. Membrane: La scala vestibolare e media sono separate dalla membrana di Reissner (resistenza meccanica minima). La membrana basilare, invece, offre resistenza meccanica variabile, su cui è poggiato l'organo del Corti. Percezione delle Frequenze Frequenze Subsoniche: Le frequenze subsoniche causano lo spostamento del fluido lungo tutta la lunghezza delle scale, fino all'elicotrema. Frequenze Udibili: Le frequenze udibili causano oscillazioni specifiche della membrana basilare: Frequenze Basse: Oscillano porzioni della membrana basilare vicine all'elicotrema. Frequenze Alte: Oscillano porzioni della membrana basilare vicine alla finestra ovale. Cortocircuiti del Liquido: Il liquido non deve necessariamente fare tutto il giro della coclea per raggiungere la finestra rotonda. Può "cortocircuitare" a diverse altezze a seconda della frequenza. Conclusione Il sistema uditivo è un'orchestra complessa di meccanismi che lavorano in sinergia per permetterci di sentire. L'adattamento di impedenza nell'orecchio medio, insieme alla selettività della coclea per le diverse frequenze, è cruciale per una percezione efficiente dei suoni. Spero che questa rielaborazione sia utile per lo studio! TONOTOPIA NELLA MEMBRANA BASILARE: DALLE TEORIE DI HELMHOLTZ A BEKESY In questa lezione, esploreremo il concetto di tonotopia nella membrana basilare della coclea, ovvero la sua capacità di rispondere in modo selettivo alle diverse frequenze sonore. Analizzeremo le teorie di Von Helmholtz e Von Bekesy, e le evidenze sperimentali che hanno portato a una comprensione più completa di questo fenomeno. La Teoria di Von Helmholtz: Risonanza e "Arpa" Cocleare Pettine del Carillon: Von Helmholtz paragonò la membrana basilare ai rebbi di un carillon o alle corde di un'arpa, sostenendo che diverse porzioni della membrana rispondessero in modo selettivo a specifiche frequenze. Rebbi e Frequenze: Ogni rebbio di un carillon ha una sua lunghezza, spessore e massa. I rebbi più lunghi e flessibili oscillano a basse frequenze, mentre quelli più corti e rigidi rispondono a  frequenze più alte. Risonanza Selettiva: Secondo Helmholtz, quando un suono con una specifica frequenza entra nella coclea, solo le porzioni della membrana basilare "intonate" per quella frequenza entrano in risonanza, cioè vibrano con maggiore ampiezza. Esperimenti con Diapason: L'analogia con il carillon è stata dimostrata sperimentalmente usando diapason di diverse dimensioni. Se un diapason viene fatto vibrare a una certa frequenza, solo un diapason "gemello" (intonato alla stessa frequenza) entra in risonanza, mentre gli altri rimangono fermi. Questo dimostra che il sistema è invertibile: se pizzicando un rebbio produci una certa nota, quello stesso rebbio si muoverà in risposta a quella nota. I Frequenzimetri Elettrici Applicazione del Principio di Helmholtz: Lo stesso principio della risonanza selettiva è stato utilizzato per creare i primi frequenzimetri per segnali elettrici. In questi strumenti, elementi meccanici specifici vengono messi in vibrazione da una corrente elettrica a una certa frequenza e quello che oscilla principalmente è l'elemento meccanico con la frequenza di risonanza corrispondente. Limiti del Modello di Helmholtz: L'Interazione Fluida Modello Incompleto: Il modello di Helmholtz non considera l'interazione tra le diverse sezioni della membrana basilare tramite il liquido che la circonda. Nel modello di Helmholtz ciascun rebbio agisce indipendentemente dall'altro. Energia e Distribuzione: L'energia sonora non è distribuita uniformemente su tutta la membrana basilare. Per arrivare alle sezioni più lontane dalla finestra ovale, l'energia sonora deve attraversare più liquido, creando interazioni tra le diverse sezioni. Interazione Meccanica: L'interazione fluida tra una sezione e l'altra si comporta come se ci fosse un elastico intrecciato. La Teoria di Von Bekesy: Onde Viaggianti Osservazioni con Luce Stroboscopica: Von Bekesy, utilizzando la luce stroboscopica, ha osservato che la membrana basilare non si comporta come una serie di elementi isolati, ma come un'onda viaggiante, una "traveling wave". Onda Viaggiante: Quando un'onda sonora entra nella coclea, non fa oscillare una singola porzione della membrana, ma crea un'onda che si propaga lungo tutta la sua lunghezza. Andamento Topo-Dipendente: L'onda viaggia dal punto di ingresso (finestra ovale) verso l'elicotrema. La posizione di massima ampiezza dell'onda dipende dalla frequenza sonora. Confronto tra i Modelli: Vantaggi del Modello di Bekesy Modello di Helmholtz: Prevede una risposta indipendente di ciascuna sezione della membrana basilare, come nel carillon. Modello di Bekesy: Prevede una risposta interconnessa, con onde viaggianti che interagiscono tra loro. Interazione Fluida: Il vantaggio evolutivo della "traveling wave" secondo il modello di Bekesy è dato dall'accoppiamento fluido tra le sezioni della membrana basilare. Questo accoppiamento fa sì che la porzione di coclea messa in oscillazione sia più ristretta e, quindi, si ottiene una discriminazione della frequenza molto più efficace. Modello Quantitativo e Interazione Fluida Per capire come queste due teorie si combinano, si può immaginare un modello in cui: Ogni Dente del Carillon: La membrana basilare è fatta di tanti "dentini", ognuno dei quali è collegato alle strutture di riferimento attraverso molle e attrito viscoso.  Interazione Fluida: Il fluido nella scala vestibolare e nella scala timpanica accoppia i movimenti dei "denti", e il liquido è responsabile di un accoppiamento che può essere visto come un "elastico" che lega i denti. Rigidità Meccanica: La rigidità meccanica della membrana basilare, ovvero la forza necessaria per spostarla di una certa distanza, non è uniforme ma cala con un andamento iperbolico. Massa di Liquido: La massa di liquido da mettere in moto per far oscillare una sezione è tanto maggiore quanto più lontana è la sezione dalla finestra ovale. Forza Distribuita: Se consideriamo l'impulso di forza come uniformemente distribuito lungo tutta la membrana, l'unica sezione che entra in oscillazione con la maggiore ampiezza è quella che meglio si adatta alla frequenza. Tonotopia Ristretta: L'accoppiamento fluido che dà luogo alla "travelling wave" permette di ottenere una risposta più ristretta lungo la membrana basilare per ogni data frequenza. Ciò permette di discriminare le frequenze in modo più efficace. Legame tra Caratteristiche della Coclea e Risonanza Larghezza e Rigidità: La larghezza della membrana basilare e la distanza tra lamina ossea e legamento spirale aumentano man mano che si procede lungo la coclea verso l'elicotrema. La rigidità della membrana diminuisce di conseguenza. Frequenze Basse e Alte: Le frequenze basse (subsoniche) fanno cortocircuitare il liquido nelle porzioni più lontane dalla finestra ovale, mentre le frequenze alte oscillano selettivamente nelle porzioni più vicine alle finestre. Prevalenza di Massa o Elasticità: A bassa frequenza la massa di liquido da mettere in moto è maggiore della componente elastica della membrana, mentre ad alta frequenza la componente elastica è più alta rispetto alla massa da mettere in moto. Oscillatore Armonico: Per comprendere appieno il legame tra le caratteristiche della coclea e la risonanza, è utile ricondursi al concetto di oscillatore armonico, che descrive un sistema che oscilla ad una frequenza di risonanza specifica in base alle proprie caratteristiche di massa e rigidità. Conclusione La tonotopia della membrana basilare è il risultato dell'interazione complessa tra le sue caratteristiche meccaniche, le proprietà del fluido che la circonda e la distribuzione dell'energia sonora. La teoria delle onde viaggianti di Von Bekesy ha permesso di migliorare il modello di Von Helmholtz, portando a una comprensione più dettagliata della percezione del suono. Spero che questa rielaborazione sia utile per il tuo studio! RISPOSTA IN FREQUENZA E RISONANZA IN UNA SEZIONE DELLA COCLEA In questa lezione, analizzeremo come una specifica sezione della coclea risponde alle diverse frequenze sonore. Utilizzeremo il modello di Von Helmholtz e studieremo le componenti che influenzano la risposta in frequenza, ovvero la risonanza. Componenti della Risposta in Frequenza (Modello di Helmholtz) Secondo il modello di Von Helmholtz, ogni sezione della coclea è caratterizzata da: 1. Resistenza Elastica (k): La rigidità della sezione, dovuta ai punti di vincolo ossei e legamentosi. 2. Massa (m): La massa del liquido che deve essere spostato per far oscillare quella specifica sezione. 3. Attrito Viscoso (η): La resistenza dovuta alla viscosità del fluido. Analisi Matematica della Risposta in Frequenza Equazione Differenziale: Il comportamento di una sezione della coclea può essere descritto tramite un'equazione differenziale di secondo grado. Analisi di Fourier: Tramite l'analisi di Fourier possiamo analizzare la risposta di ogni sezione della coclea a una singola sinusoide, che è alla base di qualsiasi onda complessa. Derivate nel Dominio delle Frequenze: La derivata prima di una cosinusoide s = s cos(ωt) è ds/dt= - s ω * sin(ωt). La derivata seconda è d²s/dt²= - s * ω² cos(ωt). Fasi: Spostamento vs. Accelerazione: Sono sempre sfasati di 180°. Componente Viscosa: È sfasata di 90° rispetto allo spostamento. Equazione Completa: L'equazione completa include una componente in fase con lo spostamento (rigidità k), una in quadratura di fase (viscosità η), e una in opposizione di fase (massa m). Risoluzione Grafica dell'Equazione Somma Grafica delle Sinusoidi: L'obiettivo è trovare la forza necessaria (F) per ottenere un dato spostamento (s). È possibile sommare graficamente le componenti delle diverse resistenze (elastica, viscosa, inerziale). Esempio Numerico: Per comprendere il concetto, vengono utilizzati numeri di comodo: Spostamento (s) = 1 m Rigidità (k) = 1 N/m Massa (m) = 1 kg Viscosità (η) = 0,5 Ns/m Frequenza (ω) = 0,5 rad/s (bassa) Analisi dei Grafici: Bassa Frequenza A bassa frequenza, la componente di resistenza elastica (k) è predominante. Le componenti viscose (η) e inerziali (m) sono trascurabili. Analisi dei Grafici: Risonanza Frequenza di 1 rad/s: A una frequenza di 1 rad/s, l'ampiezza della componente inerziale (m) diventa uguale a quella della componente elastica (k). Queste due componenti si annullano a vicenda. Viscosità Predominante: Alla risonanza, l'unica resistenza che la forza deve vincere per produrre l'oscillazione desiderata è la viscosità (η). Definizione Risonanza: La risonanza è quindi la frequenza alla quale si ha un picco di ampiezza nello spostamento. Terminologia: Anche se "resistenza" è un termine energicamente improprio, le componenti elastica e inerziale sono chiamate "resistenze" anche se non dissipano necessariamente energia. La viscosità è l'unica che dissipa per forza energia. Analisi dei Grafici: Alta Frequenza A frequenze più alte della risonanza, la componente inerziale (m) aumenta rapidamente, rendendo molto difficile far oscillare quella sezione. L'ampiezza dello spostamento diminuisce con 1/ω². Funzione di Trasferimento della Sezione di Coclea Definizione: La funzione di trasferimento descrive la relazione tra spostamento e forza a diverse frequenze. A Bassa Frequenza: Il rapporto spostamento/forza è circa 1/k.  Alla Risonanza: L'oscillazione è massima, e lo spostamento per una data forza è più elevato (1/η). Oltre la Risonanza: Il rapporto spostamento/forza diminuisce come 1/mω². Fase: La fase tra forza e spostamento cambia a seconda della frequenza: Bassa Frequenza: Sono quasi in fase. Risonanza: Sono sfasati di 90°. Alta Frequenza: Sono sfasati di 180°. Risonanza e Determinazione della Frequenza di Risonanza Frequenza di Risonanza: La risonanza si verifica quando la componente inerziale e quella elastica si equivalgono. Formula della Frequenza di Risonanza (ω): ω = √(k/m) / 2π Dipendenza da Rigidità e Massa: La frequenza di risonanza dipende dal rapporto tra la rigidità (k) e la massa (m). Più bassa è la rigidità e più alta la massa, più bassa sarà la frequenza di risonanza e viceversa. Variazione di Rigidità e Massa e la Frequenza di Risonanza Rigidità: Se si riduce la rigidità la curva si sposta verso sinistra (frequenze più basse), e viceversa. Massa: Se si aumenta la massa la curva si sposta verso sinistra (frequenze più basse), e viceversa. Effetto della Viscosità: La larghezza del picco di risonanza e la sua altezza dipendono dall'attrito viscoso (η) e dalla capacità di immagazzinare energia da parte delle componenti elastiche e inerziali. Il coefficiente che esprime questa relazione è chiamato ξ. Tonotopia: la Selettività delle Sezioni di Coclea Posizione e Risonanza: Ogni sezione della coclea entra in risonanza a una frequenza specifica, a seconda del rapporto tra la sua massa e la sua rigidità. Sezioni Adiacenti: Le sezioni adiacenti alla sezione di risonanza non vengono eccitate allo stesso modo: quelle a frequenza di risonanza maggiore danno una risposta più piccola, quelle a frequenza inferiore, si trovano nella fase discendente della curva di risposta. Risonanza: La risonanza è il punto in cui l'energia viene efficacemente immagazzinata e scambiata tra massa inerziale e rigidità elastica. A risonanza si ha il massimo spostamento possibile. Spiegazione di Risonanza e Scambio di Energia Risonanza e Scambio di Energia: Alla risonanza l'energia viene scambiata perfettamente tra la massa inerziale e la rigidità elastica, che si annullano e l'unica resistenza che la forza deve vincere è quella viscosa. Energia e Frequenza: L'energia che può essere immagazzinata elasticamente è indipendente dalla frequenza, mentre l'energia immagazzinata dalla massa inerziale dipende dalla frequenza al quadrato (ω²). Frequenza di Risonanza: La frequenza di risonanza è quella in cui l'energia immagazzinata dalla componente inerziale si equivale all'energia immagazzinata dalla componente elastica. Ruolo della Viscosità: La viscosità limita l'ampiezza del picco di risonanza, e senza viscosità il picco di risonanza tenderebbe all'infinito. Approccio Semplificato alla Tonotopia Resistenza Totale: La resistenza totale è la somma della resistenza elastica, inerziale e viscosa.  Componenti di Resistenza: La resistenza elastica è costante al variare della frequenza. La resistenza inerziale aumenta linearmente con la frequenza. Intersezione di Resistenze: L'intersezione tra le curve di resistenza elastica e inerziale determina la frequenza di risonanza per ogni sezione. Tonotopia Passiva e Variazione di Frequenza nella Coclea Tonotopia Passiva: La tonotopia descritta in precedenza è definita "passiva" in quanto non considera l'effetto delle cellule ciliate esterne, che modulano attivamente la rigidità della membrana basilare. Variazione di Frequenza: La frequenza di risonanza diminuisce dalla base (vicino alla finestra ovale e rotonda) verso l'apice (elicotrema) della coclea. Range di Frequenze Udibili: La coclea è organizzata in modo che frequenze alte vengano percepite alla base della coclea, mentre frequenze basse all'apice. Tonotopia negli Animali: La tonotopia passiva varia nelle diverse specie animali. Ad esempio, l'elefante ha una coclea più lunga e percepisce frequenze infrasoniche, mentre il topo sente frequenze ultrasoniche. Conclusione In questa lezione abbiamo visto come ogni sezione della coclea risponde in modo selettivo a diverse frequenze, a causa delle proprie caratteristiche di massa, rigidità e viscosità e che l'organizzazione tonotopica della coclea è alla base della nostra capacità di percepire un ampio spettro di frequenze sonore. Spero che questa rielaborazione sia utile per il tuo studio! I RECETTORI COCLEARI: L'ORGANO DEL CORTI E LE CELLULE CILIATE In questa lezione, esploreremo la struttura e la funzione dell'organo del Corti, l'elemento chiave per la trasduzione del suono in segnali nervosi. Analizzeremo le cellule ciliate e i meccanismi che permettono loro di convertire il movimento della membrana basilare in segnali elettrici. Struttura dell'Organo del Corti Posizione: L'organo del Corti si trova all'interno della scala media della coclea, poggiato sulla membrana basilare. Componenti: È composto da cellule di sostegno, cellule ciliate e una membrana tettoria sovrastante. Fluidi: L'organo del Corti è immerso nell'endolinfa. Nella galleria del Corti scorre la cortilinfa (o perilinfa), simile al liquido interstiziale, ricca di sodio e povera di potassio. Le ciglia delle cellule ciliate sono immerse nell'endolinfa. Cellule Ciliate: Trasduttori del Suono Tipi di Cellule Ciliate: Ci sono due tipi di cellule ciliate: Cellule Ciliate Interne (IHC): Una singola fila di cellule a forma di pera. Non sono a diretto contatto con la membrana tettoria. Rilasciano neurotrasmettitore eccitatorio sui neuroni di tipo I del nervo acustico. Ogni IHC contatta più neuroni di tipo I.  Cellule Ciliate Esterne (OHC): Due/tre/quattro file di cellule che si abbarbicano alla membrana tettoria. Hanno un ruolo importante nella modulazione della risposta cocleare, ma non rilasciano neurotrasmettitore. Cellule Ciliate Interne: Potenziale d'Azione: Non generano potenziali d'azione. Neurotrasmettitore: Rilasciano neurotrasmettitore eccitatorio sui neuroni afferenti di tipo I del nervo acustico. Innervazione: Sono innervate da neuroni efferenti provenienti dalle olive, che modulano la trasduzione del segnale. Ciglia delle Cellule Ciliate Interne: Disposizione: Sono ordinate in file di altezze crescenti. Tip Link: Sono collegate da fascetti di collagene e "tip link", che collegano l'apice di un ciglio all'estremità del ciglio più basso che lo precede. Trasduzione Meccanica: La deflessione delle ciglia attiva i canali ionici. Meccanismo di Trasduzione Nelle Cellule Ciliate Interne 1. Deflessione delle Ciglia: Il movimento della membrana basilare deflette le ciglia delle cellule ciliate. 2. Tensione dei Tip Link: Quando le ciglia vengono deflesse dalla più piccola verso la più grande, i tip link si tendono. 3. Apertura dei Canali Ionici: La tensione dei tip link apre canali cationici aspecifici presenti sull'apice del ciglio. 4. Ingresso di Potassio: L'apertura dei canali permette l'ingresso di potassio (K+) dall'endolinfa all'interno della cellula ciliata. 5. Depolarizzazione: L'ingresso di ioni positivi (principalmente potassio) depolarizza la cellula ciliata. 6. Ingresso di Calcio: Insieme al potassio entra anche il calcio, che attiva la chiusura del canale e la terminazione della risposta.  7. Adattamento: Il canale si chiude anche se le ciglia restano deflesse (rapido adattamento). Ruolo del Gradiente Elettrochimico Gradiente di Concentrazione del Potassio: Il gradiente chimico del potassio non è la forza guida per l'ingresso del potassio, in quanto l'endolinfa è ricca di potassio come il citoplasma della cellula. Gradiente Elettrico: L'ingresso di potassio è guidato dal gradiente elettrico: Cellule Ciliate: Il potenziale di riposo delle cellule ciliate è negativo, per cui i canali selettivi per il potassio tendono a fare uscire il potassio. Endolinfa: Il potenziale dell'endolinfa è positivo, a causa del suo rapporto di permeabilità selettiva agli ioni, ed è questo potenziale positivo che fa entrare il potassio attraverso i canali cationici aspecifici delle ciglia. Produzione del Potenziale Endolinfa: Stria Vascolare Ruolo: La stria vascolare, presente sulla parete laterale della scala media, è fondamentale per la produzione dell'endolinfa e del suo potenziale positivo. Meccanismo: La stria vascolare trasporta attivamente il potassio (K+) dal legamento spirale verso l'endolinfa. Il potassio entra nella stria vascolare e nel legamento spirale dai fluidi dell'organo del Corti. Nel legamento spirale il potassio viene trasportato attivamente nei fibrociti, poi pompato nei canali tra il legamento e le cellule basali e intermedie della stria. Queste cellule sono connesse tra loro tramite gap junction che permettono di trasportare il potassio fino alle cellule marginali. Le cellule intermedie rilasciano potassio nel piccolo spazio interstriale, tra lo strato basale e marginale. Le cellule marginali, a loro volta, assorbono sodio, potassio e cloro dal liquido interstiziale e  riciclano sodio e cloro per pompare potassio nell'endolinfa. Conduttanze Ioniche e Polarità della Membrana della Stria Vascolare Cellule della Stria Vascolare: Nelle cellule della stria vascolare, la conduttanza al sodio è maggiore della conduttanza al potassio. Conduttanza al Sodio: Il sodio entra più facilmente rispetto al normale. Conduttanza al Potassio: L'uscita del potassio è ostacolata. Potenziale: La membrana della stria vascolare ha un potenziale citoplasmatico non più negativo, ma positivo o debolmente positivo. Cellule Marginali: Le cellule marginali della stria vascolare hanno una elevata conduttanza al sodio e una bassa conduttanza al potassio, e un potenziale positivo. Gradiente di Potenziale: Le cellule marginali sono adiacenti all'endolinfa, che, però, è un serbatoio non in comunicazione con il resto del corpo. Le cellule marginali pompano potassio nell'endolinfa in modo che il potenziale dell'endolinfa sia superiore al loro potenziale, creando il gradiente di potenziale che porta all'ingresso di potassio nella cellula ciliata. Potenziali di Riposo e la Differenza tra Cellule e Endolinfa Cellule Ciliate: Hanno una maggiore conduttanza al potassio rispetto al sodio, e un potenziale di riposo di -57/-60 mV. Endolinfa: Ha una minore conduttanza al potassio rispetto al sodio, e un potenziale di +80 mV circa. Analogie: La stria vascolare si comporta come una membrana cellulare circondata da endolinfa (il citoplasma) con una elevata resistenza al potassio e una bassa resistenza al sodio. Obiettivo della Stria Vascolare Le cellule della stria vascolare lavorano per creare un potenziale positivo dell'endolinfa, necessario per la trasduzione del segnale nelle cellule ciliate, e per questo cercano di impedire la dissipazione del potassio e del suo potenziale elettrico. Conclusione L'organo del Corti è una struttura complessa con un sistema ingegnoso di cellule ciliate e fluidi specializzati che permette la trasduzione del suono. La stria vascolare gioca un ruolo essenziale nel mantenere il potenziale positivo dell'endolinfa, permettendo alle cellule ciliate di depolarizzarsi in risposta al movimento della membrana basilare. Spero che questa rielaborazione sia utile per il tuo studio!