Auditive Wahrnehmung 1B

• Ohrmuschelform = Infos für Richtungshören

• äußerer Gehörgang = schützt Mittelohr und Trommelfell

  • Resonanz im äußeren Gehörgang verstärkt Frequenzen zwischen 2-5 kHz

• kleiner Hohlraum mit ca 2 bis 3 cm^3

• zwischen äußerem Gehörgang und Innenohr

• Gehörknöchelchen = drei kleinste Knochen im Körper

  • Hammer von angrenzendem Trommelfell in Schwingung versetzt

    • gibt Schwingung an Amboss weiter

      • dieser gibt Schwingung an Steigbügel weiter

        • leitet Schwingung durch Druck auf eine Membran, die das Ovale Fenster abdeckt => Innenohr

• mit Luft gefüllt - Druckübergang von Luft zu Flüssigkeit (innenohr) problematisch

• Verstärkung des Signals

  • Trommelfell 17x größer als ovales Fenster

  • Mittelohrknöchelchen verstärken Faktor um 1.3

    => insgesamte Verstärkung um Fakor 22

• 2 Muskeln = Tensor tympani und stapedius muskel

  • Lautstärkedämpfung = Schutz des Trommelfells und des Innenohrs (Stapediusreflex)

  • Dämpfung des Steigbügelausschwingens (besseres Hören, weniger Überlagerungen)

• zwei Sinnessysteme = Gehör und Gleichgewicht

• Steigbügel (MO) schwingt gegen Membran des ovalen Fensters und versetzt Flüssigkeit in Cochlea in Schwingung

  • Ausgang Flüssigkeit = rundes Fenster

• Cochlea

  • Cortiorgan

    • Haarzellen = Hörrezeptoren

wenn entrollt =

• obere Hälfte = Scala vestibuli

• untere Hälfte = Scala tympani

• cochleare Trennwand

  • enthält Cortiorgan

    • Basiliarmembran

      • stüzt Cortiorgan und vibriert als Antwort auf Schallereignisse

    • Tektorialmembran

      • erstreckt sich über Haarzellen

    • Haarzellen

      • = Rezeptoren des Hörens

      • Schall zu Erzeugung elektrischer Signale

• Innere Haarzellen:

  • eine Reihe

  • eigentliche Sinneszellen des Hörens

  • berühren nicht die Tektorialmembran

  • Auslenkung der Haare (Stereozilien) führen zu Auslösung eines Aktionspotentials

    • empfindlich: Auslenkung um 1nm reicht bereits

  • 3.500 Zellen pro Ohr - 40 Haare pro Zelle

  • Innervation - ca 90% der Hörnervenfasern

• Äußere Haarzellen:

  • drei Reihen

  • mit Tektorialmembran verbunden

    • verstärken die Membranschwingung mechanisch

      • leise Töne werden so hörbar

  • 12.000 Zellen pro Ohr - 140 Haare pro Zelle

  • Auslenkung Haarbündel => Längenänderung des Körpers

  • Innervation - ca. 10% der Hörnervenfasern

• Basiliarmembran leistet Zerlegung der Frequenzen des eingehenden Signals

• verschiedene Bereiche der Membran schwingen je nach Frequenu des einlaufenden Signals

  • Basis hohe Frequenz

  • Spitze tiefe Frequenz

• harmonischer Klang wird zerlegt in Frequenzkomponenten

• reiner Ton = Schwingungsmax einer bestimmten Stelle der Basiliarmembran

=> Cochlea als Frequenzanalysator - spaltet komplexen Klang in seine harmonischen auf und antwortet auf jede davon

= zeigt, auf welchen schmalen Frequenzbereich ein Neuron der Cochlea oder im Hörnerv spezifiziert ist

• bestimmt durch abspielen reiner Töne unterschiedlicher Frequenz

• dann messen, bei welchem Schalldruck ein Neuron zu feuern beginnt

• niedrigster Punkt der Tuning Kurve = charakterisitsche Frequenz, bei der Feuern maximal

= wenn Neurone auf dem oder nahe dem Maximalwert der Sinusschwingung feuern

• sie feuern synchron mit der Phase des Schallsignals

• Amplitude = stärkere Auslenkung der Tektorialmembran

  • stärkere Auslenkung der inneren Haarzellen

    • vermehrte APs

• Neurone des auditorischen Nervs sind maximal sensitiv für spezifische Frequenzen

• Aktivität äußerer Haarzellen => Stetigkeit der Basiliarmembran => schwingt selektiver und sensitiver für entsprechende Frequenz

• Umwandlung von mechanischer Energie in Nervenimpulse (Transduktion)

• Frequenzzerlegung des Signals durch Basiliarmembran

• Aktive Verstärkung durch die äußeren Haarzellen

• Neuronale Frequenz- und Amplitudenkodierung

  • Frequenz und Amplitude des einlaufenden Signals können neuronal repräsentiert werden

• weniger sekundäre Areale als bei visuellem System

• Tonotopie in A1

  • benachbarte Neurone bilden benachbarte Frequenzen ab

• Signal geht von A1 zu Areal namens Gürtel oder sekundärer auditorischer Kortex zu erweitertem Gürtel oder asoziativer auditorischer Kortex

• Hierarchische Verarbeitung

  • zuerst in A1

  • für komplexe Klänge auch Belt und Parabelt

• Was = grün

  • anteriorer Teil von A1

  • Gürtel

  • präfrontaler Kortex

• Wo = rot

  • posteriorer Teil von A1

  • Gürtel

  • parietaler und präfrontaler Kortex

= Wernicke Areal

• Teil des auditorisch assoziativen Areals

• zB bei Schlaganfall betroffen

  • können normal sprechen, jedoch nichts verstehen

• Störung des Sprachverständnisses = sensorische Aphasie

durch drei Koordinaten

• Azimut (links rechts)

• Elevation (oben unten)

• Entfernung (Distanz Quelle Hörer)

Lokalisationfehler direkt vorne am kleinsten, direkt hinten am größten

• Binaurale Positionsreize

  • basierend auf Schall, der beide Ohren erreicht

• Monaurale Positionsreize

  • auch beim Hören mit einzelnem Ohr

• interaurale Zeitdifferenz

  • interautral time difference (ITD)

  • Zeitspanne zwischen dem erreichen des Schallsignal vom einem zum anderen Ohr (wenn seitlich versetzte Schallquelle)

  • ITD umso größer, je weiter seitlich sich eine Schallquelle befindet

  • meiste Menschen Schwelle von 10 mykrosekunden ITD

  • verarbeitung im medialer superiorer Olive (MSO)

• interaurale Intensitätsunterschiede

  • interaural level difference (ILD)

  • basiert auf Unterschied der Schalldruckpegel

  • Pegeldifferenz zwischen beiden Ohren aufgrund des Kopfes als Hinderniss für Schallausbreitung

    • Ohr im Schallchatten erfährt dadurch reduziertes Schallsignal

    • verarbeitung in lateraler superiorer Olive (LSO)

• Richtungshören anhand interauraler Zeitdifferenz (ITD)

• wie kann Gehirn Zeitunterschiede in Mikrosekunden Bereich verechnen, obwohl Nervenleitgeschwindigkeit doch begrenzt ist?

  • Neuron E wird zuletzt erreicht

  • Linkes Ohr näher an Schallquelle

  • Vom rechten Ohr aus ist Neuron E das näheste

  • Signale beider Ohren müssen gleichzeitig bei Neuron E ankommen um AP auszulösen

= kopfbezogene Übertragungfunktion

• head-related transfer function (HRTF)

• eigentlicher Schall unterscheidet sich von dem der letzlich im Gehörgang landet

• weil Kopf und auch Ohrmuschel den Schallreflektieren

• HRTF bei jeder Person folglich anders

• man kann sich durch Lernen an eine Veränderung des HRTF gewöhnen

  • Wochenlanges Tragen eines Kunststoffaufsatzes

  • lernen des Zuordnens neuer spektraler Hinweisreize

• Distanz des Signals

  • Relative Lautheit vertrauter Geräusche

  • Verwaschenheit ferner Klänge

    • hohe Frequenzen gehen über Entfernung verloren

• Bewegungswahrnehmung

  • Doppler-Effekt

• Echoortung

  • Flettertiere

• Multisensorische Verarbeitung

  • Bauchredner Effekt

    • visuelles System spannt Rollte der leitschaft von Infoverarbeitung aus

• Gehörgang

  • verstopft von Ohrschmalz

• Trommelfell

  • Loch durch Mittelohrentzündung = 30 dB Hörverlust

• Gehörknöchelchen

  • Verlust oder Versteifung durch Mittelohrentzündung = 60 dB Verlust

• Schnecke

  • Lärm, Alter, Krankheit, Antibiotika, angeborene Schäden

• Primäre und sekundäre Hörrinde

  • Schlaganfall

• Wernicke Sprachzentrum

  • Schlaganfall

• Besteht aus

  1. Mikrophon

  2. Sprachprozessor

  3. Sender

  4. Empfänger

  5. Elektroden

• Minimikrophon sendet zu Empfänger unter Kopfhaut

• Empfänger übersetzt Schallinfo in frequenzanalysiertes Signal und aktiviert Miniaturelektroden an passenden Stellen in der Schnecke

• Elektroden reizen Hörnerv elektrisch

Kritisches Alter: Implantation zwischen 1-2 Jahren - geht auch bei Erwachsenen, jedoch kann sich das Gehirn im Kindesalter noch leichter an den Höreindruck gewöhnen

• Verlust der Sensitivität im Bereich hoher Frequenzen

• bei Männern ausgeprägter

• Mechanismus

  • Verlust innerer und äußerer Haarzellen

  • Schädigung des Hörnervs

• Ursachen

  • Lärm

  • Minderdurchblutung

  • Zelltod durch Vergiftung

= ein Symptom, bei dem Betroffener Geräusche wahrnimmt, denen keine äußeren Schallquellen zugeordnet werden können

• Ursachen

  • Schaden an Cochlea

  • Beeinträchtigung des auditorischen Nervs

• Behandlung

  • Reduktion der Nervenaktivität durch Meds oder Hirnstiumulation

  • Hörgeräte um Tinnitus zu übertönen