耳蜗隔膜的行波

声音振动能量以波的形式在基底膜向前传播的过程称为耳蜗隔膜的行波。
鼓膜和听骨链将空气振动能量传递到外淋巴，完成了第一次声阻抗匹配作用。而外淋巴的振动能量通过基底膜上的行波方式传递到听觉感受器——毛细胞，引起毛细胞兴奋，完成了外淋巴与毛细胞两种不同性质介质之间的第二次声阻抗匹配作用。
在解剖学上耳蜗隔膜是指整个耳蜗管的结构。在听觉生理学上则是指基底膜。人的基底膜长约31.5mm，近镫骨处宽约0.04mm。以后逐渐增宽，至蜗孔处宽约0.5mm。基底膜不同部位的劲度亦随着宽度的增加而减小。从底端到顶端约相差100倍。这种特性决定了基底膜的不同部位具有不同的共振频率，这是耳蜗作为一种声波分析器的机械学基础。基底膜的张力很小，具有一定的弹性。同时有高度的阻尼特性，但还不到临界阻尼的程度。
声波振动通过镫骨脚板传到外淋巴后，一部分能量沿前庭阶与鼓阶中的外淋巴迅速传到圆窗膜，另一部分能量通过外淋巴作用于基底膜并以波的形式沿基底膜向前传播。当从耳蜗的底部向顶部传播时，振幅逐渐增大，而传播速度逐渐变慢，波长变短。当振动达到基底膜的某一部位，即其共振频率与声波频率一致的部位时，振幅最大，离开该处后，振幅迅速减小，再稍远些，基底膜位移完全消失（见图）。在基底膜上行波所需的时间在人

耳蜗隔膜行波图形(据Bekesy,1960)
A. 一个振动周期内两个不同瞬间的行波图像
B. 整个振动周期中基底膜上不同部位的最大位移振幅

约为3ms，而声波在耳蜗外淋巴中传播所需的时间约为25μs，相差约100倍。
在基底膜上行波的形式取决于基底膜的特性以及声波的频率。不同频率的声波在基底膜不同的部位有一个相应的最大振幅部位。高频声波的最大振幅部位靠近卵圆窗，而低频声波的最大振幅部位靠近蜗顶，这说明近底端的基底膜与高频声波发生共振，顶部与低频声波发生共振。基底膜每个部位的共振曲线比较宽，不很陡峭，因此基底膜对频率的分辨能力并不很高。对声波仅仅起到一个初步分析作用。
行波过程中，基底膜不同部位与镫骨之间存在明显的相位差。离开镫骨越远相位差越大。在最大振幅处相差可达180°左右，稍远达360°直至540°。由于基底膜各部位的劲度不同，不同部位行波速度也不一样，离开底端20mm处平均约为150m/s，离开25mm处约为20m/s，近顶部处最慢约为2m/s。基底膜全长的平均速度约为12m/s。基底膜的内侧边缘附着在骨螺旋板的鼓唇上，盖膜的内侧与螺旋板的前庭唇连接，此两膜与邻近结构的连接点不在同一水平上。当行波引起基底膜向上或向下移动时，盖膜与基底膜沿上下两个不同轴上下移动，因而使盖膜与网状板之间发生移行运动，两膜之间产生一种剪切力，并使毛细胞的纤毛弯曲或偏转，进一步引起毛细胞兴奋，这就是说外淋巴的振动通过在基底膜上的行波过程将振动转变为盖膜与网状板之间的剪切运动，因而成为激发听毛细胞兴奋的有效刺激。