Scanning electron microscopy of the organ of corti after intense auditory stimulation: Effects on stereocilia and cuticular surface of hair cells

Summary The organ of Corti of cats, guinea pigs and chinchillas exposed to pure tones of high intensity were first mounted on a slide in glycerol and mapped with light/phase contrast microscopy. Subsequently the same specimens were rinsed in water, freeze-dried and prepared for scanning electron microscopy. The study shows that it is well possible to use the same preparation for light microscopic and scanning electron microscopic investigations. Scanning electron microscopy permits detailed studies of the surface topography of the organ of Corti and demonstrates structural changes not visible in light/phase contrast microscopy. The changes are found on both inner and outer hair cells and include disarrangement of hairs, fusion of stereocilia and the formation of giant hairs, which exceed the normal stereocilia in length and thickness. The giant hairs are seen most frequently in cats following low frequency exposure. Moreover, the cuticular plates of the sensory cells are often extensively deformed. It is doubtful if these cells, which may look normal as studied by light/phase contrast microscopy, are still functional. In areas showing epithelial damage an increase in the number and size of the microvilli of the Deiters cells is often found.

---

Zusammenfassung Häutchenpräparate des Cortischen Organs von Katzen, Meerschweinchen und Chinchillas, die reinen Tönen hoher Intensität exponiert wurden waren, wurden in Glycerol auf Objektträgern montiert and im Licht/Phasenkontrastmikroskop untersucht. Danach wurden die Präparate im Wasser gereinigt, gefrier-getrocknet und für rasterelektronenmikroskopische Studien vorbereitet. Es zeigte sich, daß es gut möglich ist, die Präparate, die zuerst im Lichtmikroskop untersucht waren, mit dem Rasterelektronenmikroskop zu studieren. Die Rasterelek-tronenmikroskopie erlaubt genaue Studien der Oberflächenstruktur des Cortischen Organs und demonstriert morphologische Veräderungen, die im Liebt/Phasenkontrastmikroskop nich zu sehen sind. Die Veränderungen sind an den inneren wie auch an den äußeren Haarzellen zu sehen und bestchen aus Disarrangement von Haaren, Fusion vieler Stereocilien und Formation von Riesenhaaren, die die normalen Stereocilien und Formation von Riesenhaaren, die die normalen Stereocilien an Länge und Dicke bei weitem übertreffen. Die Cuticularplatten der Sinneszellen sind häufig deformiert. Es ist fraglich, ob diese Sinneszellen, die im Lichtmikroskop noch normal aussehen, voll funktionstüchtig sind. In Bezirken mit epithelialen Veränderungen kann eine Erhöhung der Zahl und Größe der Mikrovilli der Deiters-Zellen gefunden werden.

---

---

This work was supported by the National Aeronautics and Space Administration, NASA Grant: NGL 14005074 while the authors were under appointment to the Bioacoustics Research Laboratory at the University of Illinois, Urbana, Illinois, U.S.A. The authors would also like to acknowledge the cooperation of Professor B. Vincent Hall, Head of the Center for Electron Microscopy at that institution.