A finales del XIX, se consideraba al oído como una simple estación en la que se transformaba la energía acústica de las ondas sonoras en energía eléctrica, que pudiera ser transportada, por las fibras del nervio auditivo, hasta el cerebro.

Así William Rutherford consideraba que cada frecuencia era transportada por una fibra nerviosa. El hecho de considerar la transmisión de información de esta manera dio lugar a que a esta teoría se la conociese como teoría del teléfono. Posteriormente, se descubrió que los nervios no eran capaces de responder a la suficiente velocidad a frecuencias superiores a 15 000 Hz. Lo que dio lugar al abandono de esta teoría.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz consideraba que las fibras constituyentes de la membrana basilar funcionaban como una cuerda tensa y resonaban a una determinada frecuencia. De forma que el sonido externo las hacía resonar cada una a la suya. Sin embargo, las dimensiones de la membrana basilar en la zona del ápex no justificaba la resonancia a las frecuencias de esta zona.

En la década de los 40 del siglo XX, Georg von Békésy comprobó en la cóclea muerta que lo que vibraba en respuesta al sonido era la membrana basilar entera, y que se comportaba como un filtro selectivo de frecuencias. La membrana basilar vibraba, y el máximo de esta vibración se localizaba en una posición diferente según la frecuencia del sonido incidente. Se comprobó que la membrana basilar se comportaba como un filtro.

Las hipoacusias originadas por lesiones de la membrana basilar han permitido relacionar la frecuencia del sonido que se dejaba de percibir con la zona dañada. La membrana basilar tiene una distribución tonotópica desde la base, donde se perciben las frecuencias altas, hasta el helicotrema donde se perciben las frecuencias bajas.