Les cellules ciliées sont les récepteurs sensoriels du système auditif : elles font la transduction des ondes sonores mécaniques en énergie électrique que le système nerveux peut comprendre. Les cellules ciliées sont situées dans l’organe de Corti dans la cochlée de l’oreille interne, entre les membranes basilaires et téctoriales. Les vrais récepteurs sensoriels s’appellent des cellules ciliées internes. Les cellules ciliées externes servent à d’autres fonctions, telles que l’amplification sonore dans la cochlée, et elles ne sont pas vues en détail ici.

Les cellules ciliées sont nommées d’après les stéréocils ressemblant à des cheveux qui dépassent de leur sommet et touchent la membrane téctoriale. Les stéréocils sont disposés selon la hauteur et sont attachés par de minces filaments appelés tip links (“ liens apicaux ”). Les liens apicaux sont reliés à des canaux de cations activés par l’étirement sur les extrémités des stéréocils.

Lorsqu’une onde sonore fait vibrer la membrane basilaire, elle crée une force de cisaillement entre les membranes basilaires et téctoriales qui déplace les stéréocils des cellules ciliées d’un côté à l’autre. Lorsque les cils sont déplacés vers le cil le plus haut, les liens apicaux s’étirent, ouvrant les canaux cationiques. Le potassium (K⁺) s’écoule alors dans la cellule, parce qu’il y a une concentration très élevée de K⁺ dans le fluide à l’extérieur des stéréocils. Cette grande différence de tension crée un gradient électrochimique qui provoque un influx de K⁺ une fois que les canaux sont ouverts.

Cet influx de charge positive dépolarise la cellule, augmentant la tension à travers la membrane. Cela fait que des canaux calciques (Ca²⁺) tensiodépendants s’ouvrent dans le corps cellulaire, et que Ca²⁺ s’écoule dans la cellule. Le Ca²⁺ déclenche une cascade de signalisation qui fait que des vésicules synaptiques contenant des molécules de neurotransmetteurs excitateurs fusionnent avec la membrane cellulaire et sont libérées, excitant la cellule nerveuse auditive postsynaptique et augmentant la transmission des potentiels d’action au cerveau. Lorsque les stéréocils sont poussés en sens inverse, vers les stéréocils les plus courts, les liens apicaux se détendent, les canaux cationiques se ferment, et la cellule devient hyperpolarisée (c.-à-d. le potentiel de la membrane est plus négatif) par rapport à son état de repos.

Les caractéristiques de l’onde sonore, telles que la fréquence, sont codées dans le modèle d’activation des cellules ciliées et donc l’activation des cellules nerveuses auditives. Cette information est ensuite envoyée au cerveau pour être interprétée.