Волосковые клетки маточки и мешочка в каждом из этих органов расположены в так называемых слуховых пятнах — эпителиальных образованиях серповидной формы, имеющих примерно 1 мм в поперечнике. Такое пятно более или менее плоское, оно включает несколько тысяч волосковых клеток. В мешочке слой эпителия расположен в основном вертикально, а в маточке — горизонтально. Параллельно эпителию в непосредственной близости от него лежит отолитовая мембрана; она представляет собой густую сеть белковых молекул. В углубления отолитовой мембраны входят киноцилии волосковых клеток. В отолитовую мембрану погружено множество мельчайших известковых кристаллов — отолитов. Отолиты состоят из карбоната кальция, обычно в форме кальцита, обызвествляющего органический остов образования.
Плотность отолитов во много раз больше, чем плотность эндолимфы в маточке и мешочке. Поэтому при ускорении отолиты вследствие инерции отстают от движения эндолимфы. Их давление на отолитовую мембрану передастся пучкам волосков. Волосковая клетка при этом механически раздражается: верхушка пучка волосков смещается в направлении, противоположном направлению ускорения.
В полукружных каналах механическое раздражение передается на верхушку пучка волосков иным способом. Каждый полукружный канал представляет собой округло изогнутую трубку диаметром примерно 6 мм. В одном месте сечение канала несколько больше, чем в остальной его части; расширение называется ампулой. В ампуле поперек канала располагается слой ткани — гребешок, покрытый студенистым внеклеточным веществом — купулой. Волосковые клетки размещаются в гребешке, а пучки волосков торчат наружу, окутанные студенистым веществом купулы.
При угловом ускорении, например, если быстро повернуть голову, эндолимфа в полукружном канале вследствие инерции отстает от движения стенок канала, которые перемещаются вместе со всей головой. Жидкость давит на мягкую, легко перемещающуюся купулу, что заставляет наклоняться погруженные в нее пучки волосковых клеток.
Шестой орган внутреннего уха, улитка, имеет форму закрученной спиралью трубки. Примерно 15000 волосковых клеток улитки человеческого уха воспринимает звуки в диапазоне частот от нескольких десятых долей герца до 20000 Гц. Волосковые клетки расположены упорядоченно на основной, или тимпанальной мембране, которая как бы плавает внутри улитки, повторяя ее изгибы. Естественные звуки, попадая в улитку, членятся на составляющие частоты, каждая из которых возбуждает только небольшую часть из 15000 волосковых клеток на тимпанальной мембране.
Работа улитки настолько сложна, что вряд ли целесообразно описывать ее здесь подробно. Кроме того, механизм ее функционирования во многом непонятен, а экспериментальные данные часто противоречивы. Считается, однако, что в улитке, как и в других частях внутреннего уха, стимулом, раздражающим волосковые клетки, является скорее всего смещение волосков. Здесь мы ограничимся вопросом о том, каким образом изменения давления звуковых колебаний, действующих на ухо извне, преобразуются в механическое давление на пучки волосковых клеток.
