Auris (Ohr, Auditorisches System)

• Wird in Schwingungen pro Sekunde angegeben (Herz/Hz)

• Je niedriger die Frequenz, desto tiefer die Tonhöhe

• Gibt die Intensität an und wird als Schalldruck gemessen (Pascal/Pa)

• Je höher die Amplitude, desto lauter der Ton

• Obejektiv bestimmbare Lautstärke

• Die Einheit ist das Dezibel (dB)

• Eine Zunahme des Schalldruckpegels um 20 dB bedeutet eine verzehnfachung des Schalldrucks

• Wenn einzelne Töne in einem geordneten und harmonischen Verhältnis zueinander stehen

Tonmischungen, die den gesamten Frequenzbereich disharmonisch abdecken

• Zwei Töne mit gleicher Amplitude (Lautstärke), jedoch verschiedener Frequenzen

• Beide Töne können NICHT getrennt voneinander wahrgenommen werden

• Es kann ein An- und Abschwellen eines Tones wahrgenommen werden, dessen höhe ungefähr mit der Höhe der Ausgangstöne übereinstimmt

FREQUENZ

• Frequenzbereich: 18 Hz - 18 KHz

• Hauptsprachbereich bei 200 - 4.000 Hz

INTENSITÄT

• Schalldruckpegel: 0 - 130 dB

• Lautstärkepegel: 4 - 130 Phon

• Hauptsprachbereich: 40 -80 dB

Luftleitung & Knochenleitung

• Hauptübertragungsweg des Schalls in das Mittelohr

• Schallübertragung vom gasförmigen Medium in mechanische Bewegung und in flüssiges Medium

• Schall gelangt über die beiden Schallleitende Anteile (Auris externa) in das Auris media und interna

• Verlust der Schallenergie hlt sich gering

• Untergeordnete. Funktion beim alltäglichen Hören

• Die Schallleitende Anteile werden umgangen. Schall gelangt direkt in das Auris interna

• Schallübertragung vom festen medium ins flüssige Medium

• Verlust der Schallenergie ist sehr hoch

Funktion:

• Schallaufnahme aus der Umgebung

• Trichterartiges Bündeln und Weiterleitung der Schallwellen zum Meatus acusticus externuns

• Richtungshören wird durch sie ermöglicht

Schutzfunktion:

• Schallbrechung an den Reliefkanten der Ohrmuschel. Der Schall wird leicht gedämpft

Durchmesser: 6 - 8mm

Funktion:

• Schallaufnahme von der Auricula

• Weiterleitung der Schallwellen zur Membrana Tympanica

• Resonanzkörper: Verstärkung des Frequenzbereichs von 200 - 4.000 Hz

  (Je höher der Durchmesser, desto stärker die Resonanzbildung)

Schutzfunktion:

• leichte kovexe Krümmung nach cranial verhindert den direkten Zugang zum Trommelfell

• Tragi: Häärchen filtern die Luft

• Cerumen: Antibakteriell (Bakterien) und antimykotisch (Pilze)

Fläche: 50mm^2

Funktion:

• Schallaufnahme vom M.a.e.

• Weiterleitung der mechanischen Schwingungen an die Ossicula auditoria (Gehörknöchelchen)

• ist direkt mit dem Malleus (Hammer) verwachsen

• Umwandlung von Schallwellen vom gasförmigen Medium in mechanische Schwingungen

Schutzfunktionen:

• Abschirmung des empfindlichen Mittelohrs von der Außenwelt

Funktion:

• Aufnahme mechanischer Schwingungen von der Membrana tympanica

• Weitergabe der mechanischen Schwingungen an den Incus (Amboss)

Schutzfunktion:

• Der M. tensor tympani kann die Membrana tympanica, bei starker mechanischer Belastung, spannen. Sie kann somit nicht wie gewohnt schwingen und wird dadurch Schallunempfindlicher

Funktion:

• Aufnahme der mechanischen Schwingungen an den Malleus

• Weitergabe der mechanischen Schwingungen an den Stapes

Funktion:

• Aufnahme m

Fläche: 4mm

Funktion:

• ist eine Membran, die die Perilymphe der Cochlea des Innenohrs von der Cavitas tympanica ders Mittelohrs trennt

• Aufnahme mechanischer Schwingungen vom Stapes

• Weitergabe und Übertragung der mechanischen Schwingungen an due Perilymphe der Cochlea

Funktion:

• Belüftung der Cavitas tympanica

• Druckausgleich der C.t

• Bei mangekndem Druckausgleich entsteht über oder Unterdruck in der C.t. Die Membrana tympanica wird stärker gespannt. Sie kann somit nicht wie gewohnt schwingen und ist damit Schallunempfindlicher.

physikalische Voraussetzung

• beim Hörvorgang muss das Schallsignal vom gasförmigen (Luft) auf das flüssige Medium (Perilymphe) übertragen werden.

• Luft hat einen geringeren Widerstand (Impendanz) als Wasser

• Beim direkten Übertritt des Schalls von Luft in Wasser wird ein Großteil der Schallenergie reflektiert zbd somit nicht übertragen.

• über 90% der Schallenergie gehen verloren

Impendanzanpassung:

• Verstärkung der Schallwellen durch Hebelwirkung der Assicula auditoria (mit einem Faktor von 5)

• Vergrößerung des Flächenverhältnis von Membrana tympanica zu Fenestra vestibuli (Faktor 17)

• Der Schalldruck wird um den Faktor 25 verstärkt (Nur noch 40% der Schallenergie gehen somit verloren)

• ist der membranöse Schneckengang

• Windet sich 2,5 mal

Scala vestibuli:

• Oberer Anteil des Schneckenkanals

• Beginnt am Fenestra vestibuli

• mit Perilymphe gefüllt

Scala tympani:

• Unterer Anteil der Schneckenkanals

• Helicortema: Dort geht S.v in S.t. über

• Endet am Fenestra cochleae (Rundes Fenster)

• Mit Perolymphe gefüllt

Scala media / Ductus cochlearis

• Im Äußeren Bereich der Schnecke zw. S.v und S.t

• Mit Endolymphe gefüllt

• Beinhaltet das Corti-Organ (Hörorgan)

• Endet am Helicotrema

• Reissner-Membran: Grenzt den Ductus cochlearis von der S.v ab und liegt dem Corti-Organ an

• Basilar-Membran: Grenzt den Ductus cochlearis von der S.t ab und liegt dem Corti-Organ an

Funktion:

• Aufnahme der Schwingungen der Perilymphe und Übertragung dieser auf die Endolymphe und alle Strukturen der Scala media

Die von der Perilymphe übertragene Welle setzt sich auf der Basilarmembran bis zum Helicotrema fort

• An einem bestimmten Ort der Basilarmembran kommt es zur maximalen Auslenkung

• Der Ort der maximalen Auslenkung hängt von den lokalen physikalischen Eigenschaften der Basilarmembran ab

• Ortsspezifische Eigenfrequenz: Jeder Ton einer bestimmten Frequenz hat einen ganz spezifischen Ort auf der Basilarmembran, die eine maximale Auslenkung verursacht

• Die Frequenzselektivität der Basilarmembran ist die Grundlage der räumlichen Abbildung von Tonfrequenzen (Tonotopie)

• Stellt die Endolymphe her

• ist über GAP-Junctions mit den Stützzellen der Haarzellen verbunden (K+ Recyceling)

• Kalium gelangt nach dem Rezeptorpotential in den Nuel-Tunnel und wird dort Recycelt

Funktion:

• Leitet den Schalldruck des Stapes in die Cochlea weiter

• Ist eine inkompressible Flüssigkeit. Der Schalldruck muss daher über das runde Fenster wieder in das Mittelohr abgegeben werden

• Verursacht die Wanderwelle auf den membranen der Cochlea

• Für den Ionen-Austausch bei der De- und Repolarisation

Ionenzusammensetzung:

• Hohe Na+ Konzentration,

• Niedrige K+ Konzentration

• Die Perilymphe hat gegenüber der Endoly. eine Ladung von 0mV

Frequenzdispersion:

• Frequenzabhängigkeit der Ohasengeschwindigkeit

• Ausbreitungsgeschwindigkeit und Wellenlänge (Frequenz) nehmen ab, die Amplitude wird größer

Funktion:

• Verstärkt die Wellenbildung innerhalb der Scala media

• Für den Ionenaustausch bei der De- und Repolarisation

Ionenzusammensetzung:

• Hohe K+ Konzentration

• Niedrige Na+ Konzentration

• Die Endoly. hat eine positive elektrische Ladung von + 80mV gegenüber der Perily. (Endocochleäres Potential)

Lage:

• Sitzt der Basilarmembran in der Scala media auf

Funktion:

• Aufnahme der mechanischen Schwingungen und eine Umwandlung in elektrische Potentiale

Aufbau:

• Tektorialmembran

• Cochleäre Sinneszellen

• Stützzellen

Lage:

• Sie liegt über den Stereozilien der Haarzellen

Äußere Haarzellen:

• Deren längste Stereozilien ragen an die Membran hinein und sind in ihr verankert

Innere Haarzellen:

• Deren Stereozilien haben keinen Kontakt zur Membran

Funktion:

• Bestimmte Bereiche der Membran unterstützen die Fortbewegung der Schwingungen (ungeklärt)

• Wichtige Beteiligung bei der Verstärkung von Schwingungen

Lage:

• Sie liegen der Basilarmembran auf und liegen direkt unter der Tektorialmembran

• Sie stehen über Tight-Junctions mit benachbarten Stützzellenin verbindung

Funktion:

• Sind sekundäre Sinneszellen

• Ab einer Auslenkung der Stereozilien von 1nm öffnen sich die Transduktionskanäle

• Ausschüttung des Neurotransmitters Glutamat

Aufbau:

• 16.000 Haarzellen mit je 80 Stereozilien, die nach ihrer Länge angeordnet sind

• Eine Reihe Innere Haarzellen und drei Reihen äußere Haarzellen

• Stereozilien sind über Tip-Links miteinander verbunden

• Im Bereich der Tip-Links befinden sich Ionenkanäle

• Stützzellen sind mit Haarzellen und Perilymphe in Berbindung

• Haben ein negatives Ruhepotential von -70mV

• Elektrisches Gesamtpotential zwischen Endolymphe und Haarzelle: 80 + 70 = 150mV (Ladungsdifferenz)

Innere Haarzellen:

• Ausschüttung von Glutamat an die nachgeschalteten Neurone. Erzeugung Aktionspotential

• Bei geringerer Lautstärke kann aufgrund der geringen Schwingungen keine Auslenkung der Stereozilien stattfinden

Äußere Haarzelle:

• Ermöglichen die cochleäre Verstärkung der Wschwingungen bei geringerer Lautstärke

• Stereozilien sind in der Tektorialmembran eingebettet

• Bei Depolarisation verkürzt sich die Zelle

• Durch die resultierende oszillierende Bewegung der Stereozilien wird die Schwingung der Endolymphe verstärkt und auf die inneren Haarzellen verstärkt (Faktor 100)

• Der adäquate Reiz ist die Auslenkung der Stereozilien in Richtung der längsten Stereozilie

• Die Stereozilien sind über Proteinfäden (Tip-Links) miteinander verbunden

  • Alle Stereozilien reagieren gemeinsam (Hohe sensibilität)

  • K+ Kanäle an den Spitzen der Stereozilien öffnen sich

• K+ strömt, durch große Potentialdifferenz, aus der Endolymphe in die Haarzelle und depolarisiert diese (Rezeptorpotential)

• Spannungsgesteuerte Ca2+ Kanäle öffnen sich

• Ca2+ strömt aus der Perilymphe in die Haarzellen ein

• Vesikel mit dem Neurotransmitter Glutamat wandern in Richtung der Zellmembran uns schütten diesen in den synaptischen Spalt

• Spannungsgesteuerte bzw. Kaliumgesteuerte Kaliumkanäle öffnen sich

• Durch eine entgegengesetzte Schwingung der Stereozilien schließen sich die Kaliumkanäle

• Das K+ strömt, aufgrund des elektischen Gradienten, an der Haarzellbasis durch die Kaliumkanäle wieder aus der Zelle in die Perilymphe

• Kalzium wird durch eine ca2+ ATPase wieder aus der Zelle entfernt

• Recycling von K+

  • Kalium wird aus der Perilymphe mittels K+/Cl- Symporter in die Stützzellen der Stria vascularis transportiert

  • Die Stützzellen der Stria vascularis sind über Gap-Junctions miteinander verbunden

• Das freigesetzte Glutamat diffundiert über den synaptischen Spalt zum ersten afferenten Neuron der Hörbahn

• Es entsteht ein Aktionspotential

• kommt durch die direkte Verbindung einer afferenten Faser mit einer einzelnen Haarzelle, die auf eine ganz bestimmte Frequenz reagiert (Tonotopie)

• In der gesamten Hörbahn existiert eine tonotope Gliederung

• Anzahl der Aktionspotentiale pro Zeiteinheit

• Je höher der Schalldruckm desto stärker die Depolarisation

• Jede Faser der durchschnittlich 20 an einer Haarzelle, hat eine unterschiedliche Erregungsschwelle. Je nach Schalldruck wird eine unterschiedliche Anzahl an Nervenzellen aktiviert

• Wird ermöglicht indem Unterschiede zwischen dem rechten und dem linken auditorischen Signalen verglichen werden (binurale Wechselwirkung)

• Efferente Innervation durch den N. Vestibulocochlearis (VIII), Radix cochlearis

• Die Wahrnehmung von Hintergrundgeräuschen durch Hemmung der äußeren Haarzellen

1. Neuron:

   • Ncll. cochleares ant. und post.

     • Ncl. cochlearis post.: Efferenzen kreuzen nach kontralateral

     • Ncl. cochlearis ant.: Efferenzen ziehen zu den ipsilateralen und kontralateralen Ncll. olivares sup.

   • Ncll. olivares superiores

     • Analyse der zeitlichen Verzögerung und der Intensitätsunterschiede beider Cochleae

     • Binurales Hören

   • Ncl. lemniscus lateralis

     • V.a. Weiterleitung der Acone zu den Colliculi inf.

   • Colliculus inferior

     • Ortung von Schallquellen

     • Integration auditorischer mit visuellen und somatosensorischen Informationen

     • Reflexzentrum

     • Weiterleitung zum Thalamus

   • Corpus geniculatum mediale/ Thalamus

     • Weiterleitung zur prim. Hörrinde

   • Primäre Hörrinde

     • Gyrus temporalis transversus

     • Mehrdimensionale verarbeitung der akustischen Informationen

   • Sekundäre Hörrinde

     • Verknüpfung mit kognitiven Inhalten wie Bedeutung, Erinnerung oder Zusammenhängen