電気的同調は、長い蝸牛を持たないカエルや爬虫類などの脊椎動物が音を識別するメカニズムです。哺乳類は長い蝸牛を持ち、機械的同調などのメカニズムによって異なる音を聞き分けることができます。機械的同調では、有毛細胞の不動毛の硬さと長さによって、特定の刺激に反応するのに最適な細胞が作られます。長い蝸牛を持つ動物の基底膜も、異なる周波数の音に反応して膜上の異なる位置で振動します。爬虫類の耳には長い蝸牛がないため、電気的同調は音の違いを認識するための代替メカニズムとなります。
電位依存性カルシウムチャネルとカルシウム感受性K +チャネルの組み合わせにより、細胞は電圧の振動を設定し、脱分極刺激に反応して振動します。Ca ++が細胞内に侵入して脱分極させ、K +チャネルを開いてK +が細胞を出て過分極させます。細胞からのK +の流出は遅れるため電圧が上昇しますが、その後K +の流出とともに細胞は膜電位を超え過分極します。細胞によってK +の流出の遅延は異なり、したがって電圧は異なる周波数で振動します。遅延は0.7ミリ秒と短く、150ミリ秒と長くなる可能性がありますが、Ca 2+の流入は常に約1ミリ秒以内に発生します。[1]このように、K +が流出するための遅延の長さを変えることで、細胞のイオン濃度を特定の周波数で振動させることができます。振動周波数が高い細胞は高周波数の音に最もよく反応し、振動周波数が低い細胞は低周波の音に最もよく反応します。特定の音に最もよく共鳴する細胞は、脳に音の周波数を伝えます。高周波刺激に反応する有毛細胞は、特定のニューロンに情報を送り、その情報は脳内で分離して保持されます。そのため、異なる有毛細胞からの全ての情報が同一のニューロンまたはニューロン群に収束した場合のように、音の周波数に関する情報が失われるのではなく、保存されます。
参考文献
