Experimentelle Aufklärung der Stereozilien- und Flüssigkeitsbewegung im subtektorialen Spalt und inneren Sulcus des Corti'schen Organs

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Die Funktionsweise der Cochlea, insbesondere die Signaltransformation von schallinduzierten Flüssigkeitswellen hin zu einer neuronalen Erregung, ist ein komplexer biophysikalischer Vorgang und zu großen Teilen unverstanden. Neben weiteren Prozessen spielen die flüssigkeitsdynamischen Vorgänge an den Haarbündeln der inneren Haarsinneszellen (IHZ) im Zwischenraum von Retikularlamina und Tektorialmembran, dem so genannten subtektorialen Spalt, eine herausragende Rolle. Diese Vorgänge werden unter anderem durch die somatische Elektromotilität der äußeren Haarsinneszellen (ÄHZ) induziert, so dass diese Zellen direkt an der Erregung der IHZ beteiligt sind. Weder sind die physikalischen Vorgänge an den Stereozilien der IHZ bekannt, noch liegen experimentelle Daten dazu vor. In dem hier beantragten Projekt sollen die Vorgänge erstmals experimentell untersucht werden. Das Projekt setzt sich aus zwei in einander eng verzahnten Teilen zusammen: 1) Messung der Auslenkung der Stereozilien und des Vibrationsmusters der Retikularlamina, induziert durch die somatische Elektromotilität der ÄHZ, und 2) Messung der daraus entstandenen mechanischen Flüssigkeitskräfte im subtektorialen Spalt und inneren Sulcus. In einem In-vitro-Präparat der Meerschweinchencochlea sollen Vibrationen mittels einer CCD-Zeilenkamera sowie der Laserinterferometrie und Flüssigkeitskräfte mittels der Optischen Gradientenfalle gemessen werden. Die experimentellen Daten werden komplizierte nanomechanischen Vorgänge bei der Erregung der IHZ aufklären und im Besonderen dazu führen, Zusammenhänge zwischen dieser Erregung und der mechanischer Verstärkung durch die ÄHZ zu entschlüsseln.