Welche sind die Funktionen des äußeren Ohres?
Ohrmuschelform = Infos für Richtungshören
äußerer Gehörgang = schützt Mittelohr und Trommelfell
Resonanz im äußeren Gehörgang verstärkt Frequenzen zwischen 2-5 kHz
Wie ist das Mittelohr aufgebaut?
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
Welche sind die Funktionen des Mittelohrs?
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)
Wie ist das Innenohr aufgebaut?
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
Wie kann die Cochlea eingeteilt werden? Welche näheren Bestandteile hat die Cochlea?
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
Welche zwei Arten von Haarzellen gibt es?
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
Wie funktioniert die örtliche Frequenzkodierung im Innenohr?
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
Was beschreibt die Frequenztuning Kurve eines Neurons, wie bestimmt man diese Kurve?
= 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
Was ist Phasenkodierung?
= 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
Was sagt die Ortstheorie von Bekesy bezüglich der Frequenz aus?
Neurone des auditorischen Nervs sind maximal sensitiv für spezifische Frequenzen
Aktivität äußerer Haarzellen => Stetigkeit der Basiliarmembran => schwingt selektiver und sensitiver für entsprechende Frequenz
Was sind die Funktionen des Innenohrs?
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
Welche sind die frühen Stationen der Hörbahn?
Welche sind die späteren Stationen der Hörbahn?
Wie ist der Primär auditorische Kortex A1 aufgebaut?
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
Wo finden sich Was und Wobahn für auditorische Stimuli?
Was = grün
anteriorer Teil von A1
Gürtel
präfrontaler Kortex
Wo = rot
posteriorer Teil von A1
parietaler und präfrontaler Kortex
Wo findet sich das Areal zum Verstehen von Sprache?
= Wernicke Areal
Teil des auditorisch assoziativen Areals
zB bei Schlaganfall betroffen
können normal sprechen, jedoch nichts verstehen
Störung des Sprachverständnisses = sensorische Aphasie
Durch welche Aspekte gelingt Schallquellen-Lokalisation?
durch drei Koordinaten
Azimut (links rechts)
Elevation (oben unten)
Entfernung (Distanz Quelle Hörer)
Lokalisationfehler direkt vorne am kleinsten, direkt hinten am größten
Welche zwei Arten von Postitionsreizen gibt es?
Binaurale Positionsreize
basierend auf Schall, der beide Ohren erreicht
Monaurale Positionsreize
auch beim Hören mit einzelnem Ohr
Welche binauralen Positionsreize gibt es?
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)
Was ist das Jefress-Modell?
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
Wie heißt der monaurale Positionsreiz?
= 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
Welche Aspekte des Richtungshörens gibt es?
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
Wo können Hörprobleme entstehen?
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
Wie funktioniert ein Cochlea Implantat?
Besteht aus
Mikrophon
Sprachprozessor
Sender
Empfänger
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
Wodurch äußert sich ein altersbedingter Hörverlust, was sind die Ursachen?
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
Was ist ein Tinnitus?
= ein Symptom, bei dem Betroffener Geräusche wahrnimmt, denen keine äußeren Schallquellen zugeordnet werden können
Schaden an Cochlea
Beeinträchtigung des auditorischen Nervs
Behandlung
Reduktion der Nervenaktivität durch Meds oder Hirnstiumulation
Hörgeräte um Tinnitus zu übertönen
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