猫的耳朵为啥是断开?
猫的耳朵并不是“断开的”,只是它们耳道开口处的鼓膜和耳蜗螺旋神经节在解剖结构上被一条狭缝或裂隙分开——这条狭缝或者裂隙叫做耳蜗裂。 如图所示,黑素细胞(黑颜色)聚集形成的椭圆形结构就是耳蜗螺,其中含有听觉器官耳蜗核(绿颜色)以及将声音转换为电信号的耳蜗螺旋神经节(蓝颜色)。两个结构由一个狭缝(红箭头所指)区分开来。
这个耳蜗裂不仅出现在猫的耳朵里,而且出现在所有哺乳动物的耳朵里[1],只不过不同动物耳蜗的结构略有差异而已。比如人的耳蜗中,这条狭缝就位于前庭水管与鼓室鼓膜之间的卵圆窗(Oval window,黄箭头所示)附近。所以把人类耳道的鼓膜拉向一边,同样可以看见一条由黑素细胞组成的狭缝。
那么为什么这条狭缝会存在于各个哺乳动物的耳朵之中呢?这是因为,虽然不同物种的耳蜗形态结构存在差别,但是它们的耳蜗都是通过一条“隧道”进入内耳的——这条隧道被称为蜗管(图a),而连接内外耳的通道就叫鼓管(图b)。
当听觉传入信号从鼓管进人耳蜗时,由于耳蜗螺旋神经节的位置比耳蜗核略靠后一些,因此首先感受到的声音信号就会被传送到耳蜗核进行第一次加工。如果这时声源来自正前方,则声音通过耳蜗螺旋神经节的神经冲动就会依次经过脑干、小脑和中脑传递到大脑枕叶的纹状皮层,形成对声音的“视觉图像”;而如果声源来自侧方,则声音会通过双耳的听力过程产生相应的神经冲动以供大脑处理。
无论声源是正面还是侧面,进入耳蜗的神经冲动都会受到位于螺旋神经节内的黑素细胞的感知,这些细胞主要是通过其轴突中的化学感受器(图c)来传递刺激。
这些化学递质可能是乙酰胆碱或是谷氨酸,具体种类在不同物种之间可能会有所区别。而当这些神经冲动进入脑干或小脑时,可能又会激活另一种分子机制,从而进一步调节对声音的处理。 虽然单个的黑素细胞似乎只起到感知声音强度的作用,但这似乎并不是决定声音频率特性的关键。因为不同声音频率的声音信号经耳蜗核加处理后,最终会在螺旋神经节处被编码成不同的电信号。 对于猫或其他哺乳动物来说,虽然它们的耳蜗看起来好像能分别对不同频率的声音信号进行处理,但实际上它们的耳蜗核与螺旋神经节并没有分离。因此有人猜测,耳蜗的每个部分实际上是一个整体,共同对声音频率进行编码。 如果真是这样,那就意味着耳蜗的每一部位都应该具有感知声音强度和能力,只不过高强度的声音刺激会优先激活靠近入口的耳蜗核,从而使该结构的神经元最先受到影响。随着刺激的增强,最后才波及到整个耳蜗,使整个耳蜗的神经末梢都参与对这个声音的编码。