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Die Empfindlichkeit der Schallwahrnehmung hängt erheblich von dessen Frequenz, und somit vom Ort entlang der tonotop organisierten Cochlea ab. In dieser Studie haben wir untersucht, ob die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der afferenten Haarzellsynapse hierzu beitragen. Wir fertigten Immunfärbungen des Corti’schen Organs der Maus für RIBEYE als prä- sowie der AMPA-Rezeptoren GluR2/3 als postsynaptischem Marker an. Überlappende Punkte prä- und postsynaptischer Fluoreszenz wurden als Synapsen gezählt. Als Ergebnis konnten wir feststellen, daß die Zahl der synaptischen Kontakte pro Haarzelle genau in den Regionen mit der höchsten Empfindlichkeit (10-24 kHz) maximal ist. Bei der Untersuchung der präsynaptischen Funktion innerer Haarzellen aus unterschiedlichen Bereichen der apikalen Windung der Cochlea mit Hilfe von perforated patch-clamp Ableitungen fanden wir, daß Haarzellen in etwa 300 µm Entfernung vom Apex (empfindlich für sehr tiefe Frequenzen) rund 44% weniger Neurotransmitter als solche in 1400 µm Abstand vom Apex freisetzen. Dieses korreliert gut mit einem 31%igen Unterschied in der Synapsenzahl zwischen diesen beiden Orten. Interessanterweise erwies sich der Calciumstrom als unabhänig vom Ort der Haarzelle.

Da der Calciumeinstrom nicht nur von der Anzahl der synaptischen Kontakte sondern auch von deren Größe abhängen kann, haben wir diese mit Hilfe von hochauflösender optischer 4Pi-Mikroskopie bestimmt. Nach unseren Messungen ist die Größe der Ribbons bei 180 und 1060 µm Abstand zum Apex identisch.

Es zeigte sich somit, daß die Innervationsdichte innerer Haarzellen in den Regionen des besten Hörens der Cochlea am höchsten ist und so vermutlich die hohe Empfindlichkeit des Gehörs für diese Frequenzen mitbedingt.

Unterstützt durch: DFG (CMPB Göttingen), HFSP und EU (Eurohear)