蝸牛

蝸牛（かぎゅう、Cochlea）

蝸牛は内耳に位置する、聴覚を担う重要な感覚器官です。側頭骨に空洞として存在し、蝸牛管を含んでいます。この器官は、形状がカタツムリに似ているため、蝸牛と名付けられました。蝸牛は「かたつむり管」や「渦巻管」とも呼ばれることがあります。蝸牛の内部にはリンパ液が満たされており、音の振動は鼓膜や耳小骨を経て、蝸牛管内部に伝えられていきます。最終的には、蝸牛神経を通じて中枢神経系へと情報が送られます。

構造

人間の蝸牛は約2巻半の螺旋状の骨で覆われた管から構成されています。その長さは約3センチメートル、基部の太さは約2ミリメートルです。蝸牛は主に三つの区画に分けられます。前庭階（scala vestibuli）、中央階（scala media）、鼓室階（scala tympani）です。前庭階と鼓室階は外リンパで満たされており、共に蝸牛管の頂部で繋がっています。一方、中央階はカリウムイオンに富んだ内リンパで満たされていて、相対的に高い電位を持っているのです。

蝸牛の基部には卵円窓があり、ここから中耳のあぶみ骨が外リンパに振動を伝えます。また、鼓室階には正円窓が存在し、これにより外リンパの振動が助けられています。基底膜は中央階と鼓室階の間にあり、前庭階と中央階を分けるのはライスナー膜です。この基底膜は、位置によってその特性が異なり、音の周波数によって特定の振動パターンを生成します。

機構

蝸牛の機能を理解するために提案された理論の一つが、「フォン・ベケシの進行波モデル」です。このモデルでは、蝸牛管の基底膜上に伝わる振動は、ピアノの弦のように各周波数毎に共振し、音の情報を神経へと伝達することが示されています。流体の力学的相互作用を考慮したこのモデルは、1960年にアメリカの生物物理学者フォン・ベケシにより発表されました。この研究によって、蝸牛管内の音の振動が、流体の流れと共に基底膜を振動させ、異なる周波数ごとに特定の位置で最大の振動が生じることが明らかになりました。

震動の情報はコルチ器を通じて、内有毛細胞に伝えられます。ここで、内有毛細胞は振動を神経パルスに変換し、聴覚情報が上位の神経系に伝達される仕組みを持っています。また、外有毛細胞も重要で、音の増幅に関与しています。これにより、蝸牛全体の聴覚処理能力が向上し、音の感度が高まります。

現在の研究では、蝸牛は静かな音も出すことが知られており、耳音響放射という現象も発見されています。この現象は、蝸牛内部の信号処理の過程を反映しており、新生児の聴覚検査などにも応用されています。

蝸牛については依然として多くの謎が残っており、その機能の詳細は今も解明が続けられています。聴覚の仕組みを理解する上で、蝸牛の役割を知ることは重要であり、今後の研究に対する期待が高まっています。

もう一度検索