临床听力诊断是临床医师和测听师正确诊断临床疾病的重要手段。外耳和中耳疾病可通过常规的纯音测听和阻抗测听来诊断，而耳蜗和蜗后病变的诊断则相对复杂，需通过一系列听力学检查才能得到正确诊断。常用的听力学检查主要包括听反射（Acoustic Reflex），耳蜗电位，脑干诱发电位记录等。耳蜗电位，包括耳蜗微音电位，总和电位，复合动作电位等直接产生于耳蜗，可成为内耳诊断的重要依据。由于临床测听只能从远场记录这些耳蜗信号，因此明确这些电位在耳蜗内的来源成为利用这些体外记录信号进行内耳诊断的重要依据。
毛细胞是内耳中唯一能将机械振动变成生物电信号的感受器细胞。毛细胞损伤则是感音神经性耳聋的主要原因。直接记录毛细胞对声刺激的电反应，对耳蜗电位的临床应用提供了重要依据。然而，由于毛细胞位于螺旋器内，载体条件下无法直接观察到毛细胞，且毛细胞数量少，分布又不集中，因而在不损伤内耳结构和听力的前提下进行载体毛细胞记录的难度非常大，目前仅有非常有限的实验报道，许多问题还尚未得到圆满解释。在毛细胞胞内记录成功之前，耳蜗电位的分析，例如直流电位（总和电位，SP）和交流电位（耳蜗微音电位，CM）的来源，仅能通过胞外电场的改变来推测，毛细胞胞内的记录为解释耳蜗电位的起源提供重要科学依据，同时也为耳蜗电位的临床应用提供参考。
（一）最早载体耳蜗内毛细胞内电位记录
最早发表的关于载体毛细胞胞内电位研究的文章是Russell和Sellick于1978年发表的，Russell等用尖端＜1μm的玻璃微电极（阻抗高达20兆欧姆）从圆窗入路（图10－1A），电极经鼓阶和基底膜上的支持细胞，可到达底圈的耳蜗毛细胞。Russell等首次成功地记录了豚鼠耳蜗底圈的内毛细胞的交流和直流电位。根据他们的报道，短纯音诱发的内毛细胞电反应包括直流成分（图10－1B）和交流（图10－1C），其中交流成分的频率与刺激声完全一致，与从耳蜗或外耳道内记录的耳蜗微音电位的波形非常吻合，提示内毛细胞产生的交流电位是耳蜗微音电位的来源之一。与胞外记录的信号一样，短纯音诱发的交流电位加载于一直流电位上，类似于体外记录的总和电位（图10－1B），提示内毛细胞也是总和电位的来源之一。
同一内毛细胞可对不同频率的声音产生反应不同，在较低声强下，交流和直流电位仅产生在非常窄的频段内，即所谓的特征频率（CF）。而随着刺激声强度的增高，胞内的交流和直流反应不但对特征频率的刺激声反应增大，对其他频率的刺激声的反应也增大。图10－2A显示内毛细胞直流电位幅度随刺激声频率的变化。图中显示在10dB刺激声下，豚鼠底圈内毛细胞仅对18kHz左右的刺激声有反应；而在90dB刺激声下，反应的频率范围加大到5～25kHz，其中对低频刺激声的反应加大更为明显。另一值得注意的是，对特征频率刺激声的反应幅度在30～50dB的范围内呈线性增大，而在70～90dB的声强内反应幅度则趋于饱和，呈非线性特性。这一特性也可通过不同刺激声频率的反应阈值曲线来表达。图10－2B（实线）为不同频率声产生0．9mV内毛细胞直流电位所需的声音强度曲线，即所谓调谐曲线。图中18kHz刺激声（即特征频率）的阈值最低，而在高于特征频率的范围内，反应阈值迅速增加，而在低于特征频率的区域，除了在相邻频段快速增加外，其他区域的增加速率则较高频段明显缓慢，产生一低频尾迹。这与产生0．35nm基底膜振动或产生0．04mm/s的基底膜振动速率所需的声音强度曲线非常类似（图10－2B虚线）。提示内毛细胞的调谐曲线很大程度内依赖于基底膜振动对其产生的机械刺激。内毛细胞的交流电位反应曲线与直流电位的反应曲线非常相似，区别在于交流电位的幅度比直流电位的幅度小，提示内毛细胞对直流电位的贡献大于交流电位。但这也可能是由于记录的部位和电极特性造成的，由于电极阻抗随着刺激信号的频率增高而增大，而高阻抗会衰减交流电位的幅度。豚鼠耳蜗底圈毛细胞的特征频率在30kHz以上，因而用高阻抗电极记录30kHz的交流反应，会很大幅度地衰减交流电位的幅度，从而可能对实验结果有很大影响。
图10－1 底圈耳蜗毛细胞记录
A．电极入路；B．内毛细胞电反应直流成分；C．内毛细胞电反应交流成分
图10－2 底圈耳蜗内毛细胞直流电位的调谐曲线
A．内毛细胞直流电位随刺激声频率的变化；B．内毛细胞直流电位的调谐曲线（实线）基底膜振动速率－声音强度曲线（虚线）
（二）最早载体耳蜗外毛细胞胞内电位记录
耳蜗外细胞的记录较之内毛细胞的记录难度更大。外毛细胞的周围没有支持细胞相连，仅靠顶部的表皮板和底部的柱状细胞的支持，且外毛细胞呈细长的柱状结构，豚鼠顶圈外毛细胞的直径仅在8μm左右，因而在测量中很难维持住稳定的记录。最早关于外毛细胞记录的报道是Peter Dallos发表在1985年的关于载体耳蜗顶圈内、外毛细胞胞内电位的研究。此文首先证实了耳蜗顶圈内、外毛细胞在声刺激下都可产生交流和直流电位。实验表明外毛细胞的静息膜电位在－53mV左右，远大于内毛细胞的静息膜电位（－32mV）。而顶圈外毛细胞产生的交流电位与内毛细胞的交流电位非常类似。顶圈的内、外毛细胞均可记录到直流电位，但内毛细胞的直流电位仅表现出去极化电位，即正向电位；而外毛细胞的直流电位则既可表现出去极化电位（正向电位），又可表现为超极化电位（负向电位）。耳蜗顶圈的内毛细胞和外毛细胞的直流电位，在低声强下均随刺激声的强度增加而呈线性增加，这与Russell等报道的底圈内毛细胞直流电位的特性相比，表现出更强的线性特性（Russell and Sellick，1978）。在高声强下，内、外毛细胞的直流电位幅度均出现饱和现象，即非线性特性（图10－3A，B）。外毛细胞直流电位的极性与刺激声的强度和频率有很大关系，负向直流电位仅在特征频率以下频率和低刺激声强度下才可记到，电位极性随着刺激声的强度增大而变正，幅度随声强增大而呈单极性增大，这一特点与总和电位的极性受刺激声的频率和强度影响类似。内、外毛细胞反应的敏感度也不同，产生相同大小的交流反应，内毛细胞所需的能量比外毛细胞所需的能量小12dB左右，即内毛细胞的敏感性比外毛细胞高12dB左右。外毛细胞的交流电位在低强度下表现出线性特性，而在高强度下表现为非线性；内毛细胞的交流电位在低声强下亦表现出非线性特性（图10－3A，B）。内、外毛细胞的调谐曲线很类似，只是内毛细胞的反应更多地依赖于基底膜的振动速率，而外毛细胞的反应具有明显的部位依赖性。
图10－3 顶圈内、外毛细胞直流和交流电位
A．内毛细胞感受器电位输入/输出函数曲线；B．外毛细胞感受器电位输入/输出函数曲线
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