ห้องหูชั้นในสามารถแบ่งเป็นชั้น ๆ หรือเป็นเขต ๆ

กระดูกและเนื้อเยื่อ

กระดูกห้องหูชั้นใน (bony labyrinth, osseous labyrinth) เป็นเครือข่ายช่องกระดูกที่มีกำแพงบุด้วยเยื่อหุ้มกระดูก (periosteum)เนื้อเยื่อห้องหูชั้นใน (membranous labyrinth) จะอยู่ในกระดูกห้องหูชั้นในโดยมีน้ำ perilymph อยู่ในระหว่าง ๆองค์ประกอบ 3 อย่างในกระดูกห้องหูชั้นในก็คือช่องหู (vestibule of the ear), หลอดกึ่งวงกลม (semicircular canals), และคอเคลีย

ระบบการทรงตัวกับคอเคลีย

ในหูชั้นกลาง พลังงานเสียงจะแปลเป็นแรงสั่นกลโดยกระดูกหู (ossicles) 3 ท่อนโดยคลื่นเสียงจากหูชั้นนอกจะขยับแก้วหู (tympanic membrane) แล้วเขย่ากระดูกค้อน ที่เป็นกระดูกท่อนแรกของหูชั้นกลางกระดูกค้อนก็จะเชื่อมกับกระดูกทั่ง ซึ่งเชื่อมกับกระดูกโกลนส่วนที่เป็น "ที่เหยียบ" คือฐานของกระดูกโกลน จะเชื่อมปิดช่องรูปไข่ (oval window) ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของหูชั้นใน (และคอเคลีย)เมื่อกระดูกโกลนดันเข้าที่ช่องรูปไข่ ก็จะทำให้น้ำ perilymph ในกระดูกชั้นในเคลื่อนดังนั้น หูชั้นกลางจึงทำงานเป็นตัวแปลพลังงานคลื่นเสียงให้เป็นแรงกลที่วิ่งผ่านน้ำ perilymph ของหูชั้นในช่องรูปไข่มีพื้นที่เพียง 1/18 ของแก้วหู และดังนั้น จึงได้แรงดันที่สูงกว่าที่แก้วหูคอเคลียจะส่งสัญญาณกลนี้ต่อไปเป็นคลื่นในน้ำและในเยื่อ แล้วแปลเป็นกระแสประสาทซึ่งก็จะส่งต่อไปยังสมอง[4]

ส่วนระบบการทรงตัว (vestibular system) เป็นเขตในหูชั้นในที่หลอดกึ่งวงกลม (semicircular canal) รวมตัวกันใกล้ ๆ กับคอเคลียและทำงานร่วมกับระบบการเห็นเพื่อรักษาสายตาไว้ที่วัตถุที่เห็นเมื่อศีรษะขยับแต่ว่า ตัวรับความรู้สึก (receptor) ที่ข้อและกล้ามเนื้อก็สำคัญในการทรงตัวด้วยเหมือนกันคือ สมองจะรับ แปลความ และประมวลข้อมูลจากระบบต่าง ๆ เหล่านี้เพื่อสร้างความรู้สึกทางการทรงตัวและระบบการทรงตัวในหูชั้นในก็เป็นตัวให้ความรู้สึกเกี่ยวกับการทรงตัวและการเคลื่อนไหวระบบหนึ่งโดยใช้ระบบน้ำและเซลล์ตรวจจับ (คือเซลล์ขน) เช่นเดียวกันกับคอเคลีย แล้วส่งข้อมูลไปยังสมองเกี่ยวกับความสูง การหมุน และการเคลื่อนไปตรง ๆ ของศีรษะการเคลื่อนไหวที่เซลล์ขนตรวจจับได้จะอาศัยโครงสร้างของอวัยวะ เช่น ท่อที่โค้งของหลอดกึ่งวงกลม หรือผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต (หรือ otolith) ของ saccule และ utricle

พัฒนาการ

หูชั้นในของมนุษย์พัฒนาขึ้นในช่วงสัปดาห์ที่ 5 ในครรภ์จาก otic placode ซึ่งก็คือ เอ็กโทเดิร์มที่หนาขึ้นกลายเป็นเซลล์ประสาทสองขั้วของคอเคลีย (ที่เรียกว่า Scarpa's ganglion) และของ vestibular ganglions[5]เมื่อเส้นประสาทขยายไปทาง embryonic mesoderm มันก็จะกลายเป็น auditory vesicle หรือ otocystและ auditory vesicle ก็จะกลายเป็นส่วน utricle และ saccule ที่เป็นส่วนของเยื่อห้องหูชั้นใน (membranous labyrinth)ซึ่งจะมีเซลล์ขนและ otolith ของ macula of utricle และ macula of saccule ตามลำดับ ซึ่งจะตอบสนองต่อความเร่งเส้นตรงและความโน้มถ่วงส่วน utricle ของ auditory vesicle จะตอบสนองต่อความเร่งเชิงมุมด้วย และพัฒนาเป็น endolymphatic sac และ Endolymphatic duct ที่เชื่อม saccule และ utricle ด้วย

ในพัฒนาการสัปดาห์ที่ 5 auditory vesicle จะเกิดท่อคอเคลีย (cochlear duct) ซึ่งประกอบด้วยอวัยวะของคอร์ติและน้ำ endolymph ในเนื้อเยื่อห้องหูชั้นใน[6]เยื่อ Reissner's membrane จะกั้นท่อคอเคลียจากช่อง scala vestibuli ที่เต็มไปด้วยน้ำ perilymphและเยื่อกั้นหูชั้นใน (basilar membrane) ก็จะกั้นท่อคอเคลียจากช่อง scala tympani ซึ่งเป็นอีกช่องหนึ่งในห้องหูชั้นในส่วนผนังด้านข้างของท่อคอเคลียเกิดจาก spiral ligament และ stria vascularis ซึ่งจะเป็นตัวผลิตน้ำ endolymph ด้วยเซลล์ขนจะพัฒนามาจากสันด้านข้างและตรงกลาง (lateral and medial ridge) ของท่อคอเคลีย ซึ่งเมื่อรวมกับเยื่อคลุม (tectorial membrane) ก็จะเป็นอวัยวะของคอร์ติ[6]

วิทยาเนื้อเยื่อ

Rosenthal's canal หรือ spiral canal of the cochlea เป็นส่วนของกระดูกห้องหูชั้นในที่ยาวประมาณ 33-34 มม. และหมุน 2¾ รอบศูนย์กลางทีเรียกว่า modiolusและมีเซลล์ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ หลายอย่างรวมทั้งเซลล์ขน, pillar cell, Boettcher's cell, Claudius' cell และ Deiters' cell (หรือ phalangeal cell)เซลล์ขนเป็นเซลล์รับเสียงหลักดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่า auditory sensory cell, acoustic hair cell, auditory cell, หรือ cells of Corti ด้วย

อวัยวะของคอร์ติมีเซลล์ขนด้านใน (inner hair cell, IHC) 1 แถว และเซลล์ขนด้านนอก (outer hair cell, OHC) อีก 3 แถวเซลล์ขนทั้งหมดมีมัดขนอยู่ด้านบน (apical) ของเซลล์ซึ่งเป็น stereocilia ที่ทำจากโปรตีน actinส่วนจุดที่ stereocilia ฝังรากลงเป็นตาข่ายใย actin ที่หนาแน่นซึ่งเรียกว่า cuticular plateความพิการของมัดขนเหล่านี้จะก่อปัญหาต่อการได้ยินหรือการทรงตัว

Pillar cell อยู่ในอวัยวะของคอร์ติและทำหน้าที่ค้ำจุนเซลล์ขนโดยแบ่งออกเป็นสองอย่างคือ ด้านใน (inner) และด้านนอก (outer)pillar cell ด้านนอกพิเศษตรงที่ว่า เป็นเซลล์ที่ไม่ชิดกับเซลล์อื่น ๆ ยกเว้นที่ฐานและที่ยอดส่วนเซลล์ทั้งสองมีลักษณะพิเศษตรงที่มีท่อ microtubule และใย actin ที่ขนานโยงเชื่อมกัน (cross linked) เป็นพัน ๆซึ่งเป็นตัวช่วยยึดตัวรับแรงกล (mechanoreceptor) ที่อยู่บนเซลล์ขนกับ basement membrane

ส่วน Boettcher cell จะพบในอวัยวะของคอร์ติแต่จะมีอยู่ในคอเคลียในส่วนต้น ๆ เท่านั้นโดยจะอยู่ที่เยื่อฐานใต้ Claudius' cell และจัดเป็นแถว ๆ ที่มีจำนวนแถวต่าง ๆ กันในสปีชีส์ต่าง ๆและเซลล์จะเกี่ยวประสานกันโดยยื่น microvilli เข้าไปในระหว่าง ๆ เซลล์เป็นเซลล์ค้ำจุนเซลล์ขนที่รับเสียงในอวัยวะของคอร์ติและมีชื่อตามนักพยาธิวิทยาชาวเยอรมัน Arthur Böttcher (พ.ศ. 2374-2432)

ส่วน Claudius cell อยู่ในอวัยวะของคอร์ติเหนือแถวของ Boettcher's cellทำหน้าที่สนับสนุนเซลล์ขนรับเสียงเหมือนกับ Boettcher's cellโดยมีช่องน้ำ aquaporin หลายแบบซึ่งดูเหมือนจะช่วยขนส่งไอออนและมีบทบาทในการผนึกปิดช่องที่เต็มไปด้วย endolymphเซลล์มีชื่อตามนักกายวิภาคชาวเยอรมัน Friedrich Matthias Claudius (พ.ศ. 2365-2412)

Deiters cell หรือ phalangeal cell เป็นเซลล์ neuroglia ที่พบอยู่ในอวัยวะของคอร์ติและจัดเป็นแถวด้านใน (inner) หนึ่งแถว และแถวด้านนอกอีก 3 แถวเป็นเซลล์สนับสนุนเซลล์ขนภายในคอเคลียโดยมีชื่อตามนักกายวิภาคชาวเยอรมัน Otto Deiters (พ.ศ. 2377-2406) ผู้พรรณนาถึงมันเป็นครั้งแรก

ส่วนอื่น ๆ รวมทั้ง

• Hensen cell เป็นเซลล์รูปเสาซึ่งอยู่ติดกับแถวที่สามของ Deiters’ cell
• Hensen's stripe เป็นส่วนของเยื่อคลุม tectorial membrane เหนือเซลล์ขนด้านใน (IHC)
• Nuel's spaces เป็นช่องที่เต็มไปด้วยน้ำระหว่าง pillar cell และเซลล์ขนที่อยู่ติดกัน ตลอดจนช่องระหว่างเซลล์ขนด้านนอก (OHC) ด้วย
• Hardesty's membrane เป็นชั้นของเยื่อคลุมใกล้กับ reticular lamina มากที่สุดและอยู่เหนือเซลล์ขนด้านนอก
• Reissner's membrane เป็นชั้นเซลล์สองชั้นที่คั่น scala media และ scala vestibuli
• Huschke's teeth เป็นสันรูปฟันบน spiral limbus ที่อยู่ชิดกับเยื่อคลุม และคั่นโดยโดย interdental cell