Fisiologi pendengaran sangat berhubungan erat
dengan anatomi telinga. Beberapa organ yang berperan penting dalam proses
pendengaran adalah membran tektoria, sterosilia dan membran basilaris.
Interaksi ketiga struktur penting tersebut sangat berperan dalam proses
mendengar. Pada bagian apikal sel rambut sangat kaku dan terdapat penahan yang
kuat antara satu bundel dengan bundel lainnya, sehingga bila mendapat stimulus
akustik akan terjadi gerakan yang kaku bersamaan.
Pada bagian puncak stereosillia terdapat
rantai pengikat yang menghubungkan stereosilia yang tinggi dengan stereosilia
yang lebih rendah, sehingga pada saat terjadi defleksi gabungan stereosilia
akan mendorong gabungan-gabungan yang lain, sehingga akan menimbulkan regangan
pada rantai yang menghubungkan stereosilia tersebut. Keadaan tersebut akan
mengakibatkan terbukanya kanal ion pada membran sel, maka terjadilah
depolarisasi. Gerakan yang berlawanan arah akan mengakibatkan regangan pada
rantai tersebut berkurang dan kanal ion akan menutup.
Terdapat perbedaan potensial antara intra
sel, perilimfa dan endolimfa yang menunjang terjadinya proses tersebut.
Potensial listrik koklea disebut koklea mikrofonik, berupa perubahan potensial
listrik endolimfa yang berfungsi sebagai pembangkit pembesaran gelombang energi
akustik dan sepenuhnya diproduksi oleh sel rambut luar (May, Budelis, &
Niparko, 2004).
Pola pergeseran membran basilaris membentuk
gelombang berjalan dengan amplitudo maksimum yang berbeda sesuai dengan besar
frekuensi stimulus yang diterima. Gerak gelombang membran basilaris yang timbul
oleh bunyi berfrekuensi tinggi (10 kHz) mempunyai pergeseran maksimum pada
bagian basal koklea, sedangkan stimulus berfrekuensi rendah (125 kHz) mempunyai
pergeseran maksimum lebih kearah apeks. Gelombang yang timbul oleh bunyi berfrekuensi
sangat tinggi tidak dapat mencapai bagian apeks, sedangkan bunyi berfrekuensi
sangat rendah dapat melalui bagian basal maupun bagian apeks membran basilaris.
Sel rambut luar dapat meningkatkan atau mempertajam puncak gelombang berjalan
dengan meningkatkan gerakan membran basilaris pada frekuensi tertentu. Keadaan
ini disebut sebagai cochlear amplifier.
Skema proses mendengar diawali dengan
ditangkapnya energi bunyi oleh telinga luar, lalu menggetarkan membran timpani
dan diteruskan ketelinga tengah melalui rangkaian tulang pendengaran yang akan
mengamplifikasi getaran tersebut melalui daya ungkit tulang pendengaran dan
perkalian perbandingan luas membran timpani dan tingkap lonjong.
Energi getar yang telah diamplifikasikan akan
diteruskan ke telinga dalam dan di proyeksikan pada membran basilaris, sehingga
akan menimbulkan gerak relatif antara membran basilaris dan membran tektoria.
Proses ini merupakan rangsang mekanik yang menyebabkan terjadinya defleksi
stereosilia sel-sel rambut, sehingga kanal ion terbuka dan terjadi pelepasan
ion bermuatan listrik dari badan sel. Keadaan ini menimbulkan proses
depolarisasi sel rambut, sehingga melepaskan neurotransmiter ke dalam sinapsis
yang akan menimbulkan potensial aksi pada saraf auditorius, lalu dilanjutkan ke
nukleus auditorius sampai ke korteks pendengaran (Keith, 1989)