15.3 Hallás

Meghallgatás (meghallgatás)

A belső fület gyakran csontos labirintusként írják le, mivel az időbeli csontba ágyazott csatornák sorozatából áll. Két külön régiója van, a belső fül és a előszoba, amelyek felelősek a hallásért, illetve az egyensúlyért. Az e két régióból érkező idegi jeleket külön szálkötegeken keresztül továbbítják az agytörzsbe. Ez a két különálló köteg azonban a belső fültől az agytörzsig vestibulocochleáris idegként együtt utazik. A hang idegi jelekké transzdukálódik a belső fül cochleáris régiójában, amely tartalmazza a spirál ganglionok. Ezek a ganglionok a belső fül spirális alakú csigájában találhatók. A cochlea a kapcsokhoz kapcsolódik a ovális ablak.

Az ovális ablak egy folyadékkal töltött cső elején helyezkedik el, a csigában, az úgynevezett scala vestibuli. A scala vestibuli az ovális ablakból nyúlik ki, a cochleáris csatorna, amely a hangátadó neuronokat tartalmazó csiga központi ürege. A csiga legfelső csúcsán a scala vestibuli a csigavezeték teteje fölé görbül. A folyadékkal töltött cső, amelyet ma a scala tympani, visszatér a cochlea tövébe, ezúttal a cochleáris csatorna alatt haladva. A scala tympani a kerek ablak, amelyet a scala folyadékát tartalmazó membrán borít. Ahogy a csontos részecskék rezgései áthaladnak az ovális ablakon, a scala vestibuli és a scala tympani folyadékja hullámszerű mozgásban mozog. A folyadékhullámok frekvenciája megegyezik a hanghullámok frekvenciáival (15.3.2. Ábra). A kerek ablakot borító membrán kidomborodik vagy bepattan a folyadék mozgásával a scala tympani-ban.

15.3.2. Ábra - Hanghullámok továbbítása Cochleába: Hanghullám hatására a dobhártya rezeg. Ez a rezgés felerősödik, amikor átmegy a malleuson, az incuson és a stapeken. Az erősített rezgést az ovális ablak veszi fel, ami nyomáshullámokat okoz a scala vestibuli és a scala tympani folyadékában. A nyomáshullámok összetettségét a fülbe bejutó hanghullámok amplitúdójának és frekvenciájának változása határozza meg.

A csiga keresztmetszeti képe azt mutatja, hogy a scala vestibuli és a scala tympani a cochleáris csatorna mindkét oldalán végigfut (15.3.3. Ábra). A cochleáris csatorna többet tartalmaz Corti szervei, amelyek a két scala hullámmozgását idegjelekké alakítják. A Corti szervei a baziláris membrán, amely a cochleáris csatorna Corti szervei és a scala tympani között elhelyezkedő oldala. Amint a folyadékhullámok a scala vestibuluson és a scala tympani-n mozognak, a bazilaris membrán egy adott helyen mozog, a hullámok gyakoriságától függően. Magasabb frekvenciájú hullámok mozgatják a baziláris membrán azon részét, amely közel van a csiga alapjához. Alacsonyabb frekvenciájú hullámok mozgatják a bazilaris membrán azon részét, amely a csiga csúcsának közelében van.

Külső weboldal

Tekintse meg a University of Michigan WebScope-ot a http://virtualslides.med.umich.edu/Histology/Central%20Nervous%20System/080a_HISTO_40X.svs/view.apml címen a szövetminta részletesebb felfedezéséhez. A baziláris membrán az a vékony membrán, amely a csiga központi magjától a széléig terjed. Mi van rögzítve ehhez a membránhoz, hogy aktiválódhassanak a folyadékok mozgatásával a cochlea-ban?

Amint fentebb említettük, a baziláris membrán adott régiója csak akkor mozog, ha a bejövő hang meghatározott frekvenciájú. Mivel a tektorialis membrán csak ott mozog, ahol a bazilaris membrán mozog, a régió hajsejtjei is csak az adott frekvenciájú hangokra reagálnak. Ezért, amikor a hang frekvenciája változik, a baziláris membrán mentén különböző szőrsejtek aktiválódnak. A cochlea 20 és 20 000 Hz közötti frekvenciákra kódolja a hallási ingereket, ez az a hangtartomány, amelyet az emberi fül képes észlelni. A Hertz mértékegysége a hanghullámok frekvenciáját méri a másodpercenként előállított ciklusokban. A 20 Hz-nél alacsonyabb frekvenciákat a szőrsejtek detektálják a csiga csúcsán vagy csúcsán. A magasabb, 20 KHz tartományban lévő frekvenciákat a csiga tövében lévő szőrsejtek kódolják, közel a kerek és ovális ablakokhoz (15.3.6. Ábra). A legtöbb hallási inger különféle frekvenciájú és intenzitású hangok keverékét tartalmazza (amelyet a hanghullám amplitúdója képvisel). A cochleáris csatorna hosszában lévő szőrsejtek, amelyek mindegyike egy adott frekvenciára érzékeny, lehetővé teszik a cochlea számára, hogy frekvenciánként különítse el a hallási ingereket, ahogy a prizma is elválasztja a látható fényt az összetevő színeihez.

Külső weboldal

Nézze meg ezt a videót, hogy többet megtudjon arról, hogy a fül szerkezete hogyan alakítja át a hanghullámokat idegjellé azáltal, hogy a cochleáris csatorna „szőrszálait” vagy sztereocíliáit mozgatja. A csatorna hosszában meghatározott helyek meghatározott frekvenciákat vagy hangmagasságokat kódolnak. Az agy a hallott hangok jelentését zenének, beszédnek, zajnak stb. Értelmezi. Melyik fülstruktúra felelős a hang felerősítéséért és átviteléért a külső fülből a belső fülbe?

Külső weboldal

Nézze meg ezt az animációt, ha többet szeretne megtudni a belső fülről, és látni szeretné a csiga kibontakozását, az aljjal a kép hátulján és a csúcsával elöl. A hang bizonyos hullámhosszai a baziláris membrán meghatározott régióinak rezgését idézik elő, hasonlóan ahhoz, mintha egy zongora billentyűi különböző frekvencián adnának hangot. Az animáció alapján a frekvenciák - a magas és az alacsony hangmagasság között - hol okoznak aktivitást a cochleáris csatorna szőrsejtjeiben?

Hallási információk központi feldolgozása

A meghallgatás érzékszervi útja a vestibulocochleáris ideg mentén halad, amely szinapszisban van a felső medulla cochleáris magjaiban található idegsejtekkel. Az agytörzsön belül bármelyik fülből érkező bemenetet kombinálják, hogy a hallási ingerekből kinyerjék a helyinformációt. Míg a csigában kapott kezdeti hallási ingerek szigorúan képviselik az ingerek gyakoriságát - vagy hangmagasságát -, a hangok helyét a két fülbe érkező információk összehasonlításával lehet meghatározni.

A hang lokalizációja a központi feldolgozás egyik jellemzője az agytörzs hallómagjaiban. A hang lokalizációját az agy számítja ki interaurális időbeli különbség és a interaurális intenzitás különbség. Egy adott helyről származó hang különböző fülekbe érkezik különböző időpontokban, kivéve, ha a hang közvetlenül a hallgató előtt van. Ha a hangforrás kissé balra van a hallgatótól, akkor a hang mikroszekundumokban érkezik a bal fülbe, mielőtt a jobb füléhez érkezne (15.3.7. Ábra). Ez az időbeli különbség egy példa egy interaurális időbeli különbségre. Ezenkívül a hang kissé erősebb lesz a bal fülben, mint a jobb fülben, mert az ellenkező fülbe érő hanghullámok egy részét a fej blokkolja. Ez egy példa az interaurális intenzitásbeli különbségre.

A hallásfeldolgozás folytatódik a középagyban az úgynevezett sejtmagig alsó colliculus. Az alsó colliculus axonjai két helyre, a thalamusra és a superior colliculus. A mediális geniculate mag a thalamus kapja meg a hallási információt, majd ezt az információt kivetíti az agykéreg temporális lebenyében lévő hallókéregbe. A felső colliculus a vizuális és szomatoszenzoros rendszerektől, valamint a fülektől kap inputot, hogy elindítsa a fejet és a nyakat a hallási inger felé fordító izmok stimulációját.

Engedély

Anatómia és élettan: Lindsay M. Biga, Sierra Dawson, Amy Harwell, Robin Hopkins, Joel Kaufmann, Mike LeMaster, Philip Matern, Katie Morrison-Graham, Devon Quick és Jon Runyeon a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 nemzetközi licenc alatt licencelt, hacsak másként nem jelezzük.