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声波在耳蜗内的逆行传导机制

【摘要】 耳蜗是内耳的听觉转换器官，其主要功能是把声波

引起的机械振动转变为生物电信号并经听神经传输到听觉中枢。正常

耳蜗也可以产生声信号，通常把在外耳道记录到的耳蜗产生的声信号

称为耳声发射。虽然耳声发射已经被应用于临床听觉功能测试和研究

耳蜗工作的原理，耳声发射从耳蜗逆向传出的机理仍不清楚。近年的

生理实验研究结果显示声波在耳蜗的逆向延迟明显小于其从耳蜗底回

向顶回传导的延迟，这些结果提示耳声发射是经耳蜗内的液体纵波，

而不是普遍认为的逆向行波传导至外耳道的。这一新的发现不仅能够

促进耳声发射的临床应用，而且对于研究耳蜗的基本工作原理具有重

要意义。

【关键词】 耳蜗 耳声发射 耳蜗基底膜振动 激光干涉仪

ABSTRACT: Cochlea is the auditory sensory organ in the

inner ear. It normally transfers sound induced vibrations of

the cochlear partition to bioelectrical signals, which are

transmitted to the brain by the auditory nerve. Sensitive

cochleae can also generate sounds, named as otoacoustic

emissions, which can be measured in the external ear canal.

Although otoacoustic emissions have been used to evaluate

hearing and to study cochlear mechanism, how emissions exit the

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cochlea remains unclear. Recent experimental results have

showed that the backward delay of emissions is equal to or

shorter than the forward delay, indicating that otoacoustic

emissions exit the cochlea likely via cochlea fluids as

compression waves rather than along the cochlear partition as

backward traveling waves.

KEY WORDS: cochlea; otoacoustic emission; basilar

membrane vibration; laser interferometer

人和哺乳动物的外周听觉器官由外耳、中耳和内耳的耳蜗部

分组成(图 1)。外界声经空气传导进入外耳道并引起鼓膜振动。这种

声引起的振动经中耳腔内的听骨链和卵圆窗传入内耳。耳蜗液体中的

压力差推动耳蜗隔膜运动，形成耳蜗行波。耳蜗行波的最大振动位置

随刺激声的频率改变。高频声引起的振动部位接近耳蜗基底部，而低

频声引起的振动接近耳蜗顶端。能引起局部最大振动的刺激频率称为

特征频率或最佳频率。

位于耳蜗隔膜上的听觉感受细胞能够感受到小于一个纳米的振

动。这种微小的基底膜振动能够使耳蜗毛细胞顶端的微纤毛倾斜，继

而开放其离子通道，这一机械 电转换过程将机械振动转变为细胞膜

电位，后者导致神经介质的释放，从而引起神经动作电位，经听觉神

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经传递到大脑并产生听觉。

耳蜗不仅能把声能转换成电能， 而且能够产生并发射声。 KEMP

在 1978 年首先报道了这一现象[1]。采用信号叠加技术，他观察了人

外耳道声压在脉冲声刺激后的变化，发现外耳道的声压变化并没有在

声刺激后立即消失，而是延续到 5ms 之后。这种声现象仅存在于所观

察的正常耳中。KEMP 认为他观察到的声现象不是刺激声的直接延续，

而是由耳蜗的非线性特性产生的。

耳声发射(otoacoustic emissions, OAEs)通常分为自发性和

诱发性耳声发射两类。前者是自身存在而不需要声刺激诱发的耳声发

射。根据刺激声的不同，诱发性耳声发射又分为瞬时诱发性耳声发射

(transiently evoked otoacoustic emission, TEOAE)、刺激频率耳

声发射(stimulus frequency otocoustic emission, SFOAE)、电诱

发的耳声发射(electrically evoked otoacoustic emission, EEOAE)

和畸变产物耳声发射(distortion product otoacoustic emission,

DPOAE)。瞬时诱发性耳声发射由短声如声脉冲或短纯音诱发。刺激频

率耳声发射由连续纯音诱发。电诱发的耳声发射是电刺激耳蜗产生的

耳发声现象。用两个频率接近的纯音(f1 和 f2, f1 听力筛查、耳病治

疗效果的监测、助听器的选配和研究耳蜗机制等[3]。

耳声发射从其产生部位传至耳蜗基底的机制目前还不清楚，

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