Улитка является спиральной структурой во внутреннем ухе, которая содержит волосковые клетки-сенсорные рецепторы слуховой системы. Звуковые волны передаются в улитку мелкими костями, прикрепленными к барабанной перепонке, называемой косточки, которые вибрируют овальное окно, которое приводит к внутреннему уху. Это приводит к жидкости в камерах улитки двигаться, вибрируя базилярной мембраны.

Базилярная мембрана простирается от базального конца улитки возле овального окна до апического конца на кончике. Хотя улитка сама сужается к апическому концу, базилярная мембрана имеет противоположную геометрию, становясь более широкой и гибкой к апическому концу.

В первую очередь из-за этих физических характеристик, апический конец базилярной мембраны максимально вибрирует при воздействии низкочастотных звуков, в то время как более узкий, жесткий базальный конец максимально вибрирует при воздействии высоких частот. Этот градиент частотной реакции создает тонотопию – топографическая карта шага – в улитке.

Волосковые клетки стимулируются сдвигающей силой, создаваемой вибрацией базилярной мембраны под ними по сравнению с более жесткой текториальной мембраной над ними. Из-за тонотопии базилярной мембраны волосковые клетки максимально стимулируются разными частотами в зависимости от того, где они находятся в улитке. Те, что на базальном конце, лучше всего реагируют на высокие частоты, а те, что на апикальном конце, лучше всего реагируют на низкие частоты. Следовательно, их постсинаптические клетки & mdash; клетки слухового нерва & mdash; имеют одинаковый тонотопический паттерн ответов.

Эта тонотопия сохраняется на протяжении всего слухового пути, при этом информация из разных областей улитки проходит организованными параллельными путями через мозг. В конечном итоге первичная слуховая кора содержит «карту». входов от базального до апикального конца улитки. Нейроны, которые стимулируются на этой карте, коррелируют с слышимыми частотами, помогая различать высоту звука.

Таким образом, улитка играет жизненно важную роль как в преобразовании звуковой информации в нейронные сигналы, так и в начальном кодировании высоты звука.