科蒂氏器

定义与结构

科蒂氏器（Organ of Corti）又称螺旋器，是内耳耳蜗基底膜上的感觉上皮结构，由意大利解剖学家科蒂于1851年发现。它包含两种毛细胞：

• 内毛细胞（约3500个）：单排排列，负责将声波信号转化为神经冲动，是听觉信息传递的主要细胞。
• 外毛细胞（约12000个）：3-4排排列，通过主动收缩放大微弱声波，增强听觉敏感性。

此外，科蒂氏器还包括支持细胞（如柱细胞、指细胞）和盖膜（Tectorial Membrane）。支持细胞固定毛细胞位置并提供营养，盖膜覆盖在毛细胞顶端，与纤毛接触参与机械-电转换。

功能机制

1. 声波传导
   声波经外耳道传至鼓膜，引起中耳听小骨振动，进而通过卵圆窗将振动传递至内耳淋巴液。淋巴液的波动使基底膜产生行波运动。

2. 机械-电转换

   • 基底膜振动带动毛细胞纤毛与盖膜发生剪切运动，导致纤毛弯曲。
   • 纤毛弯曲触发细胞膜上的离子通道开放，钾离子内流引发毛细胞去极化。
   • 去极化促使毛细胞释放神经递质（如谷氨酸盐）至听神经末梢，将机械振动转化为神经冲动。

3. 神经信号传递
   神经冲动经听神经（第八对脑神经）传递至脑干听觉通路，最终到达大脑皮层颞叶产生听觉。内毛细胞与90%的听神经纤维形成突触连接，是听觉信号传递的主要通道。

生理意义

• 听觉感知
  科蒂氏器是听觉系统的核心感受器，负责将声音信号转换为神经信号。其损伤（如噪声暴露、耳毒性药物）会导致不可逆的感音神经性耳聋。

• 频率分析
  基底膜不同部位对不同频率声波敏感，耳蜗底部负责高频声（20 kHz以上），顶部负责低频声（20 Hz以下），形成“耳蜗音调排列特性”。这种频率分析功能使人类能区分不同音调。

• 声音放大
  外毛细胞通过主动收缩增强基底膜振动幅度，可将微弱声波放大100倍以上，显著提高听觉敏感性。

研究热点

• 毛细胞再生
  探索通过干细胞治疗或基因编辑（如GATA3基因调控）修复受损毛细胞，恢复听力。哺乳动物毛细胞再生能力有限，但鸟类和两栖动物具有天然再生能力，为研究提供模型。

• 人工耳蜗优化
  改进人工耳蜗电极设计，更精准地模拟科蒂氏器的频率分析功能。当前人工耳蜗主要通过电刺激听神经，但频率分辨率仍低于自然听觉。