Hearing and equilibrum

      Kita mengetahui bahwa telinga kita berfungsi untuk mendengar suara-suara yang terdapat di sekeliling kita. Namun ternyata, telinga kita juga berperan dalam menjaga keseimbangan tubuh kita. Kita dapat merasakan bahwa kita sedang bergerak ke depan, ke atas, berputar, dsb karena telinga. Hal ini disebabkan karena adanya organ yang berfungsi sebagai reseptor suara dan reseptor keseimbangan.

Anatomi

                                

     Secara anatomi, telinga kita dapat dibagi menjadi 3 bagian besar: telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. Telinga luar kita berfungsi hanya sebagai saluran konduksi getaran suara yang diterima dan kemudian menggetarkan membran timpani. Pada bagian telinga tengah, terdapat 3 tulang berukuran sangat kecil: maleus, incus, dan stapes. Tulang maleus terdiri atas 3 bagian: manubrium, caput, processus. Bagian manubrium maleus menempel pada membran timpani, bertujuan untuk menerima getaran dari membran timpani untuk diteruskan. Bagian caput maleus menempel pada dinding teling tengah, dan bagian processusnya menempel ke incus. Incus kemudian menempel ke bagian kepala stapes, sedangkan bagian foot plate stapes menempel ke koklea pada bagian oval window. Adapula otot yang menempel pada tulang-tulang ini, yakni tensor tympani dan stapedius. Otot-otot ini akan menarik maleus dan stapes menjauhi membran timpani dan oval wondow ketika terdapat gelombang suara yang keras agar tidak merusak membrannya. Selain itu, pada bagian telinga tengah juga terdapat suatu saluran yang berhubungan dengan nasopharynx, yaitu tube eustachius. Saluran ini berfungsi untuk menjaga tekanan pada telinga tengah dan menjaga membran timpani tetap rileks. Bagian telinga dalam (labirin) terdiri dari 2 lapisan, yaitu: osseous labyrinth (lapisan luar) dan membranous labyrinth (lapisan dalam). Di antara kedua lapisan ini terdapat ruangan yang tersisi cairan. Cairan ini disebut dengan perilymph. Lapisan membranous labyrinth akan membentuk 3 komponen, yakni: koklea, canalis semicircularis, dan organ otolit. Koklea berperan dalam proses pendengaran, canalis semicircularis berperan dalam mendeteksi rotasi kepala, dan organ ototlit berperan dalam mendeteksi arah gravitasi dan gerakan kepala (sumbu x dan y)

Koklea
      Koklea terletak di bagian telinga dalam dan memiliki bentuk menyerupai rumah keong. Di dalam koklea tersusun atas 3 ruangan utama: skala vestibuli, skala media, dan skala timpani. Di antara skala vestibuli dan skala media terdapat suatu membran tipis yang disebut dengan membran Reissner, dan di antara skala media dengan skala timpani terdapat membran juga yang disebut dengan membran basilar. Skala vestibuli dan skala timpani berisi cairan yang disebut dengan cairan perilymph dan skala media terisi dengan cairan endolymph. Ketika terdapat getaran suara, getaran akan menggerakan cairan dari skala vestibuli kemudian berputar pada bagaian ujung koklea tempat dimana skala vestibuli dan skala timpani bertemu yang disebut dengan helicotrema. Getaran kemudian akan berjalan melalui skala timpani dan kemudian menggetarkan round window. Getaran tersebut akan menggetarkan membran basilar di tempat-tempat tertentu sesuai dengan frekuensi getaran (semakin menuju apex semakin sensitif terhadap frekuensi rendah).

  

      Pada bagian skala media terdapat suatu struktur yang mengandung banyak reseptor-reseptor yang menerima rangsangan gelombang suara tersebut. Struktur ini disebut dengan organ of corti. Reseptor yang terdapat pada pada organ of Corti ini tergolong ke dalam jenis hair cell dimana gerakan daripada rambut sel menyebabkan depolarisasi sel. Organ of Corti memiliki hair cell yang berfungsi sebagai reseptor. Struktur ini terbentang sepanjang koklea. Organ of corti tersusun atas 2 jenis hair cell: outer hair cell dan inner hair cell. Yang memiliki peran besar dalam pendengaran adalah inner hair cell, sedangkan outer hair cell berperan lebih kepada amplifikasi dan penjernihan getaran yang diterima. Jumlah inner hair cell yang ada di organ of Corti jauh lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah outer hair cell, yakni 3.500 inner hair cell dan 20.000 outer hair cell. Di atas hair cell ini terdapat suatu lapisan tipis yang elastis yang disebut dengan membran tectorial, namun fungsi dari membran ini masih belum diketahui secara pasti. Rangsang mekanik yang sudah mengalami transduksi sinyal kemudian diteruskan ke otak melalui nervus vestibulokoklear bagian auditori (koklea).

                                    

 Canalis semisirkularis + organ otolit

                                 

      Canalis semisirkularis berperan untuk mendeteksi gerakan rotasi pada kepala. Organ ini memiliki 3 struktur utama, yakni: superior, horizontal, dan posterior. Masing-masing saluran ini tegak lurus satu dengan yang lainnya. Posisi dariada canalis semisirkularis ini tidaklah sejajar garis horizontal melainkan memiliki kemiringan sekitar 30 derajat. Kemiringan ini menyebabkan setiap kanal mendeteksi gerakan yang berbeda-beda. Di dalam setiap kanal terdapat suatu organ reseptor yang disebut dengan crista ampularis yang terletak di bagian ampula setiap kanal dan kanal ini terisi dengan cairan endolymph. Setiap crista ampularis memliki hair cell dan sel sustentakuler (sel penyokong). Sel-sel ini kemudian diselubungi oleh suatu lapisan gelatin yang disebut dengan cupula. Prosesus daripada hair sel terdapat di dalam cupula ini, sehingga gerakan dari cupula di dalam cairan endolymph akan mempengaruhi pergerakan prosesus hair cell.

      Organ otolit terdiri atas sepasang: utrikulus dan sakulus. Organ ini memiliki epitel yang berfungsi sebagai reseptor yang disebut dengan makula yang terletak secara vertikal pada sakulus dan horizontal pada utrikulus. Makula tersusun atas sel sustentakuler dan hair cell yang dikelilingi oleh membran otolit (seperti pada crista ampula) dan terletak di bawah batu otolit (batu kalsium karbonat) yang disebut dengan otoconia. Impuls yang diterima dari crista ampularis dan organ otolit akan diteruskan juga ke nervus vestibulokoklear bagian vestibularis.

                                  

      

Mekanisme hair cell
      Reseptor-reseptor yang terdapat dalam koklea, canalis semisirkularis dan organ otolit merupakan suatu hair cell. Hair cell ini memiliki silia yang menangkap rangsangan getaran yang memicu terjadinya depolarisasi atau hiperpolarisasi sel. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Pada dasarnya, silia hair cell dapat dibagi menjadi 2 jenis: kinosilia dan stereosilia. Stereosilia tersebar di seluruh hair, sedangkan kinosilia juga terdapat pada seluruh hair cell namun pada koklea silia ini bersifat immotil sehingga aktivitas hair cell dipengaruhi oleh stereosilia koklea.
      Terdapat suatu prosesus kecil yang menghubung bagian ujung dari stereosilia yang disebut dengan tip links. Tip links ini mengkaitkan kanal kation yang satu dengan yang lainnya sehingga ketika silia bergerak akan menyebabkan tip links tertarik dan membuka kanal kation. Dikarenakan susunan tinggi stereosilia yang berbeda, ketika stereosilia yang lebih pendek bergerak ke arah stereosilia yang lebih tinggi akan menyebabkan tertariknya tip links pada stereosilia yang tinggi dan membuka kanal kationnya. Terbuka kanal ini menyebabkan masuknya ion K+ dan Ca2+ ke dalam sel (ingat bahwa hair cell diselimuti oleh cairan endolymph yang kaya akan K+ dan Ca2+, tidak seperti cairan ECF umumnya). Masuknya ion-ion ini menyebabkan terjadi depolarisasi sel dan kemudian menyebabkan lepasnya neutransmitter berupa glutamat. Pada bagian kanal kation yang terbuka, terdapat juga suatu protein kontraktil yang mengatur menutupnya kanal. Protein ini adalah myosin. Myosin akan menyebabkan kanal terdorong ke bawah sehingga mengurangi ketegangan pada tip links dan menyebabkan kanal kation tertutup.

                                                         

Jalur saraf

      Jalur persarafan untuk saraf auditori dan saraf vestibular meskipun keluar dari reseptor sebagai satu nervus tetapi bersinaps di tempat yang berbeda. 

      Saraf auditori akan membentuk ganglion spiralis kemudian bersinaps ke nukleus koklear bagian dirsal dan ventral. Dari sini, sebagian akan berjalan ke Superior Olivary Complex (SOC) secara ipsilateral dan ada yang kontralateral. Kemudian traktusnya akan naik ke atas menuju lateral lemniscus dan kemudian ke inferior colliculus. Dari inferior colliculus, traktus akan berjalan ke talamus bagian medial geniculate nucleus dan kemudian dari sini akan menuju auditory cortex (superior temporal gyrus).

      Saraf vestibular akan membentuk ganglion vestibularis kemudian bersinaps pada bagian superior, medial, dan lateral nukelus vestibularis. Saraf dari canalis semisirkularis bersinaps pada bagian superior dan medial nukelus, sedangkan saraf dari organ otolit akan bersinaps pada bagian lateral nukleus. Dari nukleus ini, saraf organ otolit akan berpisah membentuk 2 jalur desending dan asending. Traktus desendens dari nukleus vestibularis akan membentuk lateral vestibulospinal tract sedangkan bagian asending akan berjalan menuju talamus kemudian ke korteks.

                               

Di bawah ini adalah gambar yang lebih disederhanakan: