毛细胞自调临界振荡所提供的听觉敏感性

我们引入自调临界性这一概念，作为感觉系统中信号检测的普适机制。在听觉的情形下，我们认为微弱声音的有源放大由一个维持在振荡不稳定性阈值的动力系统提供。这一概念可以解释听觉系统极高的灵敏度和其宽动态范围，以及其选择性响应不同频率的能力。讨论了内耳毛细胞进行声音检测的具体模型。我们表明，毛束内的一组运动蛋白可产生依赖于束的弹性性质的频率下的振荡。束几何形状的简单变化可产生具有覆盖可听范围的固有频率的毛细胞。张力门控转导通道主要用于检测毛束的运动，也通过允许离子进入以调节运动蛋白活性来调谐每个细胞。通过控制毛束的振荡倾向，该反馈自动将系统维持在对外界正弦刺激最敏感的工作区间。该模型解释了毛细胞如何能检测能量低于背景噪声的声音。