เขาวงกตกระดูกหรือเขาวงกตกระดูก คือเครือข่ายของทางเดินที่มีผนังกระดูกบุด้วยเยื่อหุ้มกระดูกส่วนประกอบหลักสามส่วนของเขาวงกตกระดูก ได้แก่โพรงหูท่อครึ่งวงกลมและหูชั้นใน เขาวงกตเยื่อบางวิ่งอยู่ภายในเขาวงกตกระดูก และสร้างช่องว่างที่เต็มไปด้วยของเหลวขนานกันสามช่อง ช่องด้านนอกสองช่องเต็มไปด้วยเพริลิมฟ์และช่องด้านในเต็มไปด้วยเอนโดลิมฟ์^{[ 3 ]}

ในหูชั้นกลางพลังงานของคลื่นความดันจะถูกแปลงเป็นการสั่นสะเทือนเชิงกลโดยกระดูกหูทั้งสามชิ้น คลื่นความดันทำให้เยื่อแก้วหูเคลื่อนที่ ซึ่งจะทำให้กระดูกค้อน ซึ่งเป็นกระดูกชิ้นแรกของหูชั้นกลางเคลื่อนที่ตามไปด้วย กระดูกค้อนเชื่อมต่อกับกระดูกทั่ง ซึ่งเชื่อมต่อกับกระดูกโกลน ฐานของกระดูกโกลนเชื่อมต่อกับช่องรูปไข่ ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของหูชั้นใน เมื่อกระดูกโกลนกดลงบนช่องรูปไข่ จะทำให้ของเหลวในหูชั้นใน (perilymph) เคลื่อนที่ ดังนั้นหูชั้นกลางจึงทำหน้าที่แปลงพลังงานจากคลื่นความดันเสียงให้เป็นแรงกระทำต่อของเหลวในหูชั้นใน ช่องรูปไข่มีพื้นที่เพียงประมาณ 1/18 ของเยื่อแก้วหู จึงทำให้เกิดความดัน ที่สูงกว่า หูชั้นในจะส่งสัญญาณเชิงกลเหล่านี้เป็นคลื่นในของเหลวและเยื่อหุ้มเซลล์ จากนั้นแปลงเป็นกระแสประสาทซึ่งส่งไปยังสมอง^{[ 4 ]}

ระบบการทรงตัวคือบริเวณในหูชั้นในที่ท่อครึ่งวงกลมมาบรรจบกัน ใกล้กับโคเคลีย ระบบการทรงตัวทำงานร่วมกับระบบการมองเห็นเพื่อรักษาระดับการมองเห็นวัตถุเมื่อศีรษะเคลื่อนไหว ตัวรับความรู้สึกที่ข้อต่อและกล้ามเนื้อก็มีความสำคัญในการรักษาสมดุลเช่นกัน สมองรับ ตีความ และประมวลผลข้อมูลจากระบบเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อสร้างความรู้สึกสมดุล

ระบบการทรงตัวในหูชั้นในมีหน้าที่รับผิดชอบความรู้สึกเกี่ยวกับการทรงตัวและการเคลื่อนไหว มันใช้ของเหลวและเซลล์รับรู้ ( เซลล์ขน ) ชนิดเดียวกับที่ใช้ในหูชั้นในส่วนโคเคลีย และส่งข้อมูลไปยังสมองเกี่ยวกับท่าทาง การหมุน และการเคลื่อนที่เชิงเส้นของศีรษะ ประเภทของการเคลื่อนไหวหรือท่าทางที่เซลล์ขนตรวจจับได้นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางกลที่เกี่ยวข้อง เช่น ท่อโค้งของท่อครึ่งวงกลม หรือผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต ( โอโทลิธ ) ของแซคคูลและยูทริเคิล

หูชั้นในของมนุษย์พัฒนาขึ้นในช่วงสัปดาห์ที่ 4 ของการพัฒนาตัวอ่อนจากแผ่นประสาทรับเสียง ซึ่ง เป็นส่วนที่หนาขึ้นของเอกโตเดิร์มที่ก่อให้เกิดเซลล์ประสาทสองขั้วของปมประสาทหูชั้นในและปมประสาททรงตัว^{[ 5 ]}เมื่อแผ่นประสาทรับเสียงเคลื่อนตัวเข้าไปทางมีโซเดิร์ม ของตัวอ่อน มันจะก่อตัวเป็นถุงรับเสียงหรือโอโตซิสต์

ถุงรับเสียงจะพัฒนาไปเป็นส่วนประกอบยูทริเคิลและแซคคูลของเยื่อหุ้มชั้นในของหู ส่วนประกอบ เหล่านี้ประกอบด้วยเซลล์ขนรับความรู้สึกและหินปูน ในหู ของยูทริเคิลและแซคคูลตามลำดับ ซึ่งตอบสนองต่อความเร่งเชิงเส้นและแรงโน้มถ่วงส่วนยูทริเคิลของถุงรับเสียงยังตอบสนองต่อความเร่งเชิงมุมเช่นเดียวกับถุงและท่อ เอนโดลิมฟาติก ที่เชื่อมต่อแซคคูลและยูทริเคิล

เริ่มตั้งแต่สัปดาห์ที่ห้าของการพัฒนา ถุงหูชั้นในยังก่อให้เกิดท่อหูชั้นใน ซึ่งประกอบด้วยออร์แกนของคอร์ติรูปเกลียวและเอนโดลิมฟ์ที่สะสมอยู่ในเขาวงกตเยื่อหุ้ม^{[ 6 ]}ผนังเวสติบูลาร์จะแยกท่อหูชั้นในออกจากสกาลาเวสติบูลี เพอริลิมฟาติก ซึ่งเป็นโพรงภายในหูชั้นใน เยื่อฐานจะแยกท่อหูชั้นในออกจากสกาลาทิมพานี ซึ่งเป็นโพรงภายในเขาวงกตหูชั้นใน ผนังด้านข้างของท่อหูชั้นในเกิดจากเอ็นรูปเกลียวและสเตรียวาสคูลาริสซึ่งผลิตเอนโดลิมฟ์ เซลล์ขนพัฒนามาจากสันด้านข้างและสันกลางของท่อหูชั้นใน ซึ่งรวมกับเยื่อเทคโทเรียลประกอบเป็นออร์แกนของคอร์ติ^{[ 6 ]}

ช่องโรเซนทาล หรือช่องเกลียวของหูชั้นใน เป็นส่วนหนึ่งของกระดูกหูชั้นในที่มี ความยาวประมาณ 30 มิลลิเมตร และโค้ง 2¾ รอบรอบแกนโมดิโอลัสซึ่งเป็นแกนกลางของหูชั้นในที่บรรจุปมประสาทเกลียว

เซลล์เฉพาะในหูชั้นใน ได้แก่ เซลล์ขน เซลล์เสา เซลล์โบเอตเชอร์ เซลล์คลอเดียส เซลล์ประสาทปมเกลียว และเซลล์ดีเตอร์ส (เซลล์กระดูกนิ้ว)

เซลล์ขนเป็นเซลล์รับรู้เสียงหลัก และเรียกอีกอย่างว่า เซลล์รับความรู้สึกทางการได้ยิน เซลล์ขนรับเสียง เซลล์รับเสียง หรือเซลล์ของคอร์ติอวัยวะของคอร์ติเรียงรายไปด้วยเซลล์ขนชั้นในแถวเดียวและเซลล์ขนชั้นนอกสามแถว เซลล์ขนมีมัดขนอยู่ที่ผิวด้านบนของเซลล์ ซึ่งประกอบด้วยสเตอริโอซิเลียที่สร้างจากแอคตินเรียงตัวกัน สเตอริโอซิเลียแต่ละอันจะยึดติดเป็นรากเล็กๆ เข้ากับตาข่ายแอคตินเส้นใยหนาแน่นที่เรียกว่าแผ่นคิวติคูลาร์ การที่มัดขนเหล่านี้เสียหายจะส่งผลให้เกิดความบกพร่องทางการได้ยินและปัญหาการทรงตัว

เซลล์เสาหลักชั้นในและชั้นนอกในออร์แกนออฟคอร์ติทำหน้าที่ค้ำจุนเซลล์ขน เซลล์เสาหลักชั้นนอกมีความพิเศษตรงที่เป็นเซลล์อิสระซึ่งสัมผัสกับเซลล์ข้างเคียงเฉพาะที่ฐานและปลายเท่านั้น เซลล์เสาหลักทั้งสองชนิดมีไมโครทิวบูลและ เส้นใย แอคติ นที่เชื่อมโยงกันหลายพันเส้น ในแนวขนาน ทำหน้าที่เชื่อมต่อทางกลระหว่างเยื่อฐานและตัวรับแรงกลบนเซลล์ขน

เซลล์ของบอทเชอร์พบได้ในออร์แกนออฟคอร์ติ โดยพบเฉพาะในส่วนล่างของหูชั้นในเท่านั้น เซลล์เหล่านี้อยู่บนเยื่อฐานใต้เซลล์ของคลอเดียส และเรียงตัวเป็นแถว โดยจำนวนแถวจะแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ เซลล์เหล่านี้สอดประสานกัน และยื่นไมโครวิลลีเข้าไปในช่องว่างระหว่างเซลล์ เซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซลล์ค้ำจุนเซลล์ขนรับเสียงในออร์แกนออฟคอร์ติ ชื่อของเซลล์นี้ตั้งตามชื่อของนักพยาธิวิทยาชาวเยอรมันอาร์เธอร์ บอทเชอร์ (ค.ศ. 1831–1889)

เซลล์คลอเดียสพบได้ในออร์แกนออฟคอร์ติ ซึ่งตั้งอยู่เหนือแถวของเซลล์บอทเชอร์ เช่นเดียวกับเซลล์บอทเชอร์ เซลล์เหล่านี้ถือเป็นเซลล์ค้ำจุนเซลล์ขนรับเสียงในออร์แกนออฟคอร์ติ เซลล์เหล่านี้มี ช่องทางน้ำ อะควาพอ รินหลายชนิด และดูเหมือนจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการขนส่งไอออน นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการปิดกั้นช่องว่างของน้ำเหลืองในหูชั้นใน ชื่อของเซลล์เหล่านี้ตั้งตามชื่อของนักกายวิภาคศาสตร์ชาวเยอรมันฟรีดริช มัทธิอัส คลอเดียส (ค.ศ. 1822–1869)

เซลล์ดีเตอร์ส (เซลล์ฟาลันเจียล) เป็นเซลล์ ประสาทชนิดหนึ่งที่พบในออร์แกนออฟคอร์ติ โดยจัดเรียงเป็นแถวเดียวของเซลล์ฟาลันเจียลชั้นใน และสามแถวของเซลล์ฟาลันเจียลชั้นนอก เซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซลล์ค้ำจุนบริเวณเซลล์ขนภายในหูชั้นใน ชื่อของเซลล์นี้ตั้งตามชื่อของออตโต ดีเตอร์ส (ค.ศ. 1834–1863) นักพยาธิวิทยาชาวเยอรมันผู้บรรยายลักษณะของเซลล์เหล่านี้

เซลล์ของเฮนเซนเป็นเซลล์ทรงกระบอกสูงที่อยู่ติดกับแถวที่สามของเซลล์ของดีเตอร์โดยตรง

แถบเฮนเซน (Hensen's stripe)คือส่วนของเยื่อเทคโทเรียลที่อยู่เหนือเซลล์ขนชั้นใน

ช่องว่างของนูเอลหมายถึงช่องว่างที่เต็มไปด้วยของเหลวระหว่างเซลล์เสาด้านนอกและเซลล์ขนที่อยู่ติดกัน รวมถึงช่องว่างระหว่างเซลล์ขนด้านนอกด้วย

เยื่อของฮาร์เดสตี้ (Hardesty's membrane)คือชั้นของเทคโทเรีย (tectoria) ที่อยู่ใกล้กับเรติคูลาร์ลามินา (reticular lamina) มากที่สุด และอยู่เหนือบริเวณเซลล์ขนชั้นนอก (outer hair cell region)

เยื่อของไรส์เนอร์ประกอบด้วยเซลล์สองชั้นและทำหน้าที่แยกสกาลา มีเดียออกจากสกาลา เวสติบูลี

ฟันของ Huschkeคือสันรูปฟันบนขอบกระจกตาที่เป็นเกลียว ซึ่งสัมผัสกับส่วนเปลือกตาและคั่นด้วยเซลล์ระหว่างฟัน

กระดูกหูชั้นในได้รับเลือดจากหลอดเลือดแดง 3 เส้น ได้แก่ 1 – หลอดเลือดแดงทิมพานิกด้านหน้า (จากหลอดเลือดแดงแม็กซิลลารี) 2 – หลอดเลือดแดงเพโทรซัล (จากหลอดเลือดแดงเมนิงเจียลกลาง) 3 – หลอดเลือดแดงสไตโลมาสตอยด์ (จากหลอดเลือดแดงออริคูลาร์ด้านหลัง) ส่วนเยื่อหุ้มหูชั้นในได้รับ เลือดจากหลอดเลือดแดงหู ชั้นใน การระบายเลือดดำของหูชั้นในเกิดขึ้นผ่านหลอดเลือดดำหูชั้นใน ซึ่งไหลลงสู่ไซนัสซิกมอยด์หรือไซนัสเพโทรซัลล่าง

ในสัตว์เลื้อยคลานเสียงจะถูกส่งไปยังหูชั้นในโดย กระดูกโคนหู ( stapes ) ของหูชั้นกลาง กระดูกนี้จะกดกับช่องรูปไข่ซึ่งเป็นช่องเปิดที่มีเยื่อปิดอยู่บนพื้นผิวของเวสติบูล จากตรงนี้ คลื่นเสียงจะถูกส่งผ่านท่อเพริลิมฟาติก สั้นๆ ไปยังช่องเปิดที่สอง คือช่องกลมซึ่งจะปรับสมดุลความดัน ทำให้ของเหลวที่ไม่สามารถบีบอัดได้เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ท่อลาเจนาซึ่งปลายตันและขนานกับท่อเพริลิมฟาติก นั้น เต็มไปด้วยเอนโดลิมฟ์ ท่อลาเจนาถูกแยกออกจากท่อเพริลิมฟาติกโดยเยื่อฐานและมีเซลล์ขนรับความรู้สึกซึ่งในที่สุดจะแปลงการสั่นสะเทือนในของเหลวให้เป็นสัญญาณประสาท ท่อลาเจนาจะติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งกับแซคคูล^{[ 12 ]}

ในสัตว์เลื้อยคลานส่วนใหญ่ ท่อเพริลิมฟาติกและลาเจนาค่อนข้างสั้น และเซลล์รับความรู้สึกจะจำกัดอยู่ในปุ่มฐานขนาด เล็ก ที่อยู่ระหว่างทั้งสอง อย่างไรก็ตาม ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกและจระเข้โครงสร้างเหล่านี้จะใหญ่ขึ้นและซับซ้อนขึ้นเล็กน้อย ในนก จระเข้ และโมโนทรีมท่อเหล่านี้จะขยายออกไปรวมกันเป็นท่อยาวที่ค่อนข้างตรง ท่อเอนโดลิมฟาติกจะพันเป็นวงรอบลาเจนา โดยมีเยื่อฐานอยู่ด้านหนึ่ง ครึ่งแรกของท่อนี้เรียกว่า สกาลา เวสติบูลีในขณะที่ครึ่งหลังซึ่งรวมถึงเยื่อฐานเรียกว่า สกาลา ทิมพานีผลจากการเพิ่มความยาวนี้ เยื่อฐานและปุ่มฐานจึงขยายออก โดยปุ่มฐานพัฒนาเป็นออร์แกนของคอร์ติในขณะที่ลาเจนาเรียกว่าท่อโคเคลียโครงสร้างทั้งหมดเหล่านี้รวมกันเป็นโคเคลีย^{[ 12 ]}

ใน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม กลุ่มเทอเรียนลาเจนาจะขยายออกไปอีก กลายเป็นโครงสร้างขด (โคเคลีย) เพื่อรองรับความยาวภายในศีรษะ อวัยวะของคอร์ติยังมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อเทียบกับสัตว์มีถุงน้ำคร่ำ ชนิดอื่น ^{[ 12 ]}

การจัดเรียงของหูชั้นในในสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ที่ยังมีชีวิตอยู่ นั้น ในแง่ส่วนใหญ่คล้ายคลึงกับของสัตว์เลื้อยคลาน อย่างไรก็ตาม พวกมันมักจะขาดปุ่มฐาน (basilar papilla) แต่จะมีเซลล์รับความรู้สึกแยกต่างหากอยู่ที่ขอบบนของถุงน้ำ (saccule) ซึ่งเรียกว่าpapilla amphibiorumซึ่งดูเหมือนจะมีหน้าที่เดียวกัน^{[ 12 ]}

แม้ว่าปลาหลายชนิดจะสามารถได้ยิน แต่ลาเจนาเป็นเพียงส่วนยื่นสั้นๆ ของแซคคูล และดูเหมือนว่าจะไม่มีบทบาทในการรับรู้เสียง กลุ่มเซลล์ขนต่างๆ ภายในหูชั้นในอาจรับผิดชอบแทน ตัวอย่างเช่นปลาที่มีกระดูก จะ มีกลุ่มเซลล์รับความรู้สึกที่เรียกว่ามาคูลาเนเกล็กตาในยูทริเคิลซึ่งอาจมีหน้าที่นี้ แม้ว่าปลาจะไม่มีทั้งหูชั้นนอกและหูชั้นกลาง แต่เสียงก็ยังสามารถส่งผ่านไปยังหูชั้นในได้ผ่านทางกระดูกของกะโหลกศีรษะ หรือโดยถุงลมซึ่งส่วนต่างๆ มักจะอยู่ใกล้เคียงกันในร่างกาย^{[ 12 ]}

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบหูชั้นในระบบเวสติบูลาร์จะมีความแตกต่างกันค่อนข้างน้อยในกลุ่มสัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีขากรรไกร ต่าง ๆ ส่วนกลางของระบบประกอบด้วยสองห้อง คือ แซคคูลและยูทริเคิล ซึ่งแต่ละห้องมีกลุ่มเซลล์ขนรับความรู้สึกขนาดเล็กหนึ่งหรือสองกลุ่ม สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีขากรรไกรทั้งหมดยังมีท่อครึ่งวงกลมสามท่อที่เกิดขึ้นจากยูทริเคิล โดยแต่ละท่อมีแอมพูลลาที่มีเซลล์รับความรู้สึกอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง^{[ 12 ]}

ท่อเอนโดลิมฟาติกวิ่งจากถุงน้ำเหลืองขึ้นไปทางหัวและสิ้นสุดใกล้กับสมอง ในปลากระดูกอ่อนท่อนี้จะเปิดออกสู่ด้านบนของหัว และในปลาเทเลออส บางชนิด ท่อนี้ จะตัน ในสัตว์ชนิดอื่นๆ ทั้งหมด ท่อนี้จะสิ้นสุดที่ถุงเอนโดลิมฟาติก ในสัตว์เลื้อยคลาน ปลา และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกหลายชนิด ถุงนี้อาจมีขนาดใหญ่พอสมควร ในสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ถุงจากทั้งสองข้างอาจรวมกันเป็นโครงสร้างเดียว ซึ่งมักจะทอดยาวไปตามลำตัว ขนานกับช่องไขสันหลัง^{[ 12 ]}

อย่างไรก็ตาม ปลาแลมเพรย์และปลาแฮกฟิชในยุคดึกดำบรรพ์มีระบบที่ง่ายกว่า หูชั้นในของสายพันธุ์เหล่านี้ประกอบด้วยห้องเวสติบูลาร์เพียงห้องเดียว แม้ว่าในปลาแลมเพรย์ ห้องนี้จะเกี่ยวข้องกับถุงหลายชุดที่เรียงรายไปด้วยซีเลียปลาแลมเพรย์มีท่อครึ่งวงกลมเพียงสองท่อ โดยไม่มีท่อแนวนอน ในขณะที่ปลาแฮกฟิชมีท่อแนวตั้งเพียงท่อเดียว^{[ 12 ]}

หูชั้นในมีหน้าที่หลักในการรักษาสมดุล การทรงตัว และการวางแนวในพื้นที่สามมิติ หูชั้นในสามารถตรวจจับสมดุลได้ทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิก ท่อครึ่งวงกลมสามท่อและห้องสองห้องซึ่งบรรจุsacculeและutricleช่วยให้ร่างกายตรวจจับการเบี่ยงเบนจากสมดุลได้ macula sacculi ตรวจจับการเร่งความเร็วในแนวดิ่ง ในขณะที่macula utriculiมีหน้าที่ตรวจจับการเร่งความเร็วในแนวนอน โครงสร้างขนาดเล็กเหล่านี้มี stereocilia และ kinocilium หนึ่งอันซึ่งตั้งอยู่ภายในเยื่อ otolithic ที่เป็นเจลาติน เยื่อนี้ยังมีน้ำหนักถ่วงด้วย otoliths การเคลื่อนไหวของ stereocilia และ kinocilium ช่วยให้เซลล์ขนของ saccula และ utricle ตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ ท่อครึ่งวงกลมมีหน้าที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบหมุน^{[ 13 ]}