Kap.7 Das Hören - Seelensammler.de

Werbung
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
7.1. 1 Der Reiz
Unterscheidung akustischer Reize:
perzeptive Dimension  physikalische Dimension
Lautstärke  Amplitude / Intensität
Tonhöhe  Frequenz in Hertz
Klangfarbe/ Timbre  Komplexität
Entstehung von Klängen:
Vibration von Gegenständen
 bewegende Moleküle in der Luft
 Schwingungen 330m/sec.
wahrnehmbare Frequenzbereiche von 30 bis 20.000 Hz/ sec
Lautstärke ist abhängig von 
Verdichtung & Verdünnung der Luft- Moleküle
7.1.2 Anatomie des Ohres
Außenohr:
Ohrmuschel
Mittelohr:
besteht aus einem Hohlraum hinter dem Trommelfell
[Membrana tympani]
enthält 3 Knöchelchen – Ossiculae
Malleus [Hammer]
Incus [Ambos]
Stapes [Steigbügel]
Volumen von 2ml
Ossicula:
Gehörknöchel
des Mittelohrs
Hammer:
Malleus
mit dem Trommelfell verbunden
erste der drei Gehörknöchelchen
Ambos:
Incus
zweiter Gehörknöchel
Vibrationsleiter
Steigbügel:
Stapes
letzter Gehörknöchel
drückt gegen die Membran hinter dem ovalen Fenster
ovales Fenster & rundes Fenster:
Öffnung des knöchernen Labyrinths
umgibt die Cochlea
Innenohr:
Schnecke  Cochlea
Cochlea ist mit Endolyphe [Flüssigkeit] gefüllt
Klang-Vibrationsübertragung in die Flüssigkeit
knapp drei Windungen [2 ¾] 35 mm lang
in drei Abschnitte unterteilt
-1-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
Abschnitte der Cochlea:
Scala Vestibuli
Scala Tympani
 gehen beide ineinander über
Ductus Tympani
 enthält das cortische Organ
cortisches Organ / Corti-Organ:
im Ductus Tympani
besteht aus
 Basilarmembran – lamina basilaris
Haarzellen – rezeptive Zelle
Tektorialmembran – lamina tectoria
Haarzellen:
auditive Rezeptorzellen
zwischen Basilarmembran & Tektorialmembran
durch stabförmige Deiters-Stützzellen [Phalangenzellen]
in der Basilarmembran verankert
Zilien auf den Haarzellen berühren die Tektorialmembran
Klangwellen drückt die Basilarmembran nach oben gegen die Tektorialmembran
 Haarzellen werden gebogen  Rezeptorpotential
Flexion bei Klangvibration:
wenn der Steigbügel an die Membran hinter dem ovalen Fenster schlägt
 wölbt sich die Membran des runden Fensters nach außen
Biegung des Ende der Basilarmembran bei hochfrequenten Tönen
- nahe am ovalen Fenster
niederfrequenter Schall Verbiegung der Spitze der Basilarmembran
Basilarmembran bewegt sich vor und zurück in Folge verschiedener Frequenzen
Antwortcharakteristika von Haarzellen in der Cochlea:
äußere Haarzellen sind fix in der Tektorialmembran
äußere haben Verstärkerfunktion – können Tectorialmembran spannen
innere sind flexibel & dienen vornehmlich der akustischen Wahrnehmung
Verhältnis 3:1 und 1:20  dreimal so viele äußere wie innere Haarzellen
7.1.4 Die Hörbahnen
Übertragung der akustischen Information bis zum Gehirn:
Corti-Organ sendet über den Nervus Cochlearis
Teil des N. vestibulocochlearis VIII.
an  Nucleus Cochlearis - ipsilateral
 Fasern zur oberen Olive – Tractus olivocochlearis
 Trapezkörper großteils contralateral
 weiter zum lateralen lemniscus
 Colliculi inferior
 Thalamus - Corpus Geniculatum mediale [CGM]
 primäres akustisches Areal Brodman Areal 41
jede Hemisphäre erhält Information von beiden Ohren
aber contralaterale wird besser versorgt
Nervus Cochlearis:
Zweig des VIII. Hirnnervs [N. vestibulocochlearis]
sendet auditive Information ans Gehirn
bipolare Neurone residieren im Spiral-Ganglion
Axone bilden mit Medulla oblongata Synapsen
50.000 afferente Axone [Neurotransmitter Acetylcholin]
efferente Neurone entspringen aus der oberen Olive
-2-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
Nucleus Cochlearis:
Kerngruppe in der Medulla oblongata
erhält auditive Info von der Cochlea
obere Olive:
Tractus olivocochlearis
Bündel efferenter Axone
Verlauf von oberen Olivenkomplex [der Medulla oblongata]
zu  auditiven Haarzellen der Cochlea
Glutamat als Neurotransmitter der efferenten Endknöpfe
oberer Olivenkomplex:
Kerngruppe in der Medulla oblongata
auditive Funktion
Lokalisation der Schallquelle
lemniscus lateralis:
Faserband rostral durch die Medulla oblongata
& Pons
zum Colliculus inferiores [im dorsalen Mittelhirn]
Tonotope Repräsentation:
topographische Kartierung verschiedener Tonfrequenzen
repräsentiert in bestimmten Bereichen des Gehirns
hohe Töne am basalen unteren breiten Ende in der Cochlea
tiefe Töne am engen oberen apicalen Ende der Basilarmembran
Repräsentation der Basilarmembran im Cortex
basales Ende [hohe Töne] der Basilarmembran  im auditiven Cortex medial
apicales Ende [tiefe Töne]  lateral im auditiven Cortex
primärer auditiver Cortex:
in der Sylvischen Furche [Fissur]
oberer Teil der Fissura lateralis [aufgeklappt]
Brodmann Areal 41 auch Heschl-Querwindungen genannt
auf Gyrus temporalis transversalis
Hauptteil des auditiven Cortex:
primär-akustisches Areal
Gürtelregion [sekundäres Areal]
 umgibt den primären auditiven Cortex
 erste Ebene des auditiven Assoziationscortex
 Input von primär. Cortex & Corpus Geniculatum mediale
Parabelt-Region [sekundäres]
 umgibt die Gürtelregion
 höchste Verarbeitungsebene des auditiven Assoziationscortex
 Input aus Gürtelregion & Corpus Geniculatum mediale
Pfade des auditiven Systems:
dorsaler Pfad
ventraler Pfad
dorsaler Pfad:
endet im posterioren parietalen Cortex
Lokalisation der Schallquelle
ventraler Pfad:
endet in der Parabelt-Region des anterioren Temporallappens
Analyse komplexer Klänge
-3-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
7.1.5 Tonhöhenwahrnehmung
Wahrnehmung der Tonhöhe [ Hz ]:
Frequenzentdeckung der Cochlea
Ortskodierung  mittlere bis hohe Frequenzen
Impulskodierung  niedrige Frequenzen
Ortscode:
Neurone repräsentieren Info mittels Code
bestimmte Frequenzen in bestimmten Bereichen der Cochlea
höhere Frequenzen  basales Ende der Basilarmembran
niedere Frequenzen  apicales Ende der Basilarmembran [Spitze]
hohe Hz  nahe am Steigbügel
niedrige Hz  weit weg vom Steigbügel
Abb. 7.11 Carlson pg. 251
Belege für die Ortskodierung der Tonhöhe:
Neomizin – Antibiotikagabe
Cochlea-Implantat
Antibiotikagabe bei Experimentaltieren:
 Haarzellenschädigung entlang der Basilarmembran
progressiver Hörverlust
 zuerst höchste Frequenzen schließlich auch die niedrigsten
Cochlea-Implantat:
chirurgisch in das Innenohr implantiert
bei Haarzellenzerstörung
Wiederherstellung des Hörvermögens
 Frequenz von Sprache  hoch
Aufbau des Cochlea- Implantats:
außen Mikrophon
Minielektroden entlang der Schneckenwindungen
Multikanalelektrode für Ortskodierung
jede Elektrode stimuliert unterschiedliche Teile der Membran
Impulskodierung:
Erkennung niederer Frequenzen
Frequenzentdeckung durch das Feuern der Neurone
Neurone lösen synchron zur Bewegung der apicalen Basilarmembran
Aktionspotentiale aus
Kodierung unterschiedlicher Frequenzen mittels
Aktionspotentialfrequenz der Neurone des auditiven Systems
-4-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
7.1.6 Lautstärkenwahrnehmung:
Sensibilität des auditiven Systems:
Tonwahrnehmung selbst bei geringster Reizung
Vibration kleiner als ein Wasserstoff-Atom genügt
aus Distanz für das Trommelfell
Wahrnehmung der Lautstärke [ Amplitude]:
über Axone des Nervus Cochlearis
durch Veränderung ihrer Aktionspotentialfrequenz
lautere Klänge  stärkere Vibration des Trommelfells &
Gehörknöchelchen
 stärkere Kraftausübung der Zilien auf Haarzellen
Haarzellen setzen mehr Neurotransmitter frei
 erhöhte Frequenz von Aktionspotentialen
Lautstärke durch Anzahl aktiver Neurone signalisiert
Wahrnehmung der Klangfarbe / Timbre
Erkennen der Klangfarbe:
Basilarmembran wird durch einen Klang stimuliert
Erzeugung eines kodierten Aktivitätsmusters im Nervus Cochlearis
Übertragung von neuronalen Schaltkreisen des auditiven Assoziationscortex
Analyse komplexer Sequenzen mehrfacher Frequenzen [Oberton]
Grundfrequenz:
Niedrigste & intensivste Frequenz
eines komplexen Klangs
wird als Grundtonhöhe eines Klangs wahrgenommen
7.1.8 Schallquellenlokalisation
Lokalisation von Schallquellen:
2 separate physiologische Mechanismen
Auswertung von Phasenunterschieden
 niederfrequente Klänge
Auswertung von Intensitätsunterschieden
 hochfrequente Klänge
zusätzlich über die Klangfarbe
 Schallquelle oben / unten
Lokalisation mittels Ankunftszeit:
horizontaler Winkel –Azimuth  genaueste Beurteilung
Neurone im oberen Olivenkomplex reagieren auf unterschiedliche Ankunftszeiten
wenn Quelle geradeaus liegt [Azimuth] werden beide Ohren simultan gereizt
Schalldruckwelle erreicht ein Ohr früher wenn „Klick“ von links oder rechts
Aktionspotentialfrequenzen erfassen Unterschiede im Millisekundenbereich
Zeitliche Distanz zwischen beiden Ohren [20cm] circa 0.6msec.
Phasenunterschied:
bei kontinuierlichen Schallwellen
simultane Ankunft verschiedener Anteile [Phasen]
oszillierender Klangwellen an jedem Ohr
wenn Schall nur auf einer Seite
 ein Trommelfell wird nach innen gedrückt
 ein Trommelfell wird nach außen gezogen
hochfrequenten Phasenunterschiede [20.000 Hz] können nicht unterschieden werden
-5-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
Lokalisation durch Intensitätsunterschiede:
hohe Frequenzen
binaurale Neurone in der oberen Olive
jedes Neuron ist auf spezielle Richtung & Verzögerung sensitiv
das Ohr das dem Klang am nächsten ist  intensivste Stimulation
durch Klangschatten = Kopf absorbiert hohe Frequenzen
Lokalisation mittels Klangfarbe:
Diskrimination ob Schall von oben oder von unten
durch Kopfdrehung oder Faltungen & Wölbungen des Außenohrs [Ohrmuschel]
 abhängig vom Eintrittswinkel der Schallwellen auf die Faltungen & Wölbungen
verstärkt oder vermindert sich die Frequenz
individuelles Erlernen dieser Klangfarben – da jedes Ohr individuell
nicht genetisch sondern Ergebnis eines Erfahrungsgewinns
blinde Personen können die Höhe von Schallquellen schlechter beurteilen
dafür bessere Navigation um Schalquellen auf dem Boden
7.1.9 Verhaltensfunktion des auditiven Systems:
Funktion des Hörens:
Schallentdeckung
Lokalisation der Schallquelle
Identifikation der Schallquelle
Identifikation der Schallquelle:
Mustererkennung
unterschiedliche Aktivitätsmuster im Nervus Cochlearis
 der dazugehörigen Schallquelle zuordnen
unklar wie diese Mustererkennung funktioniert
Läsionen des auditiven Assoziationscortex:
auditive Agnosien
linkshemisphärisch  Sprachstörung
rechtshemisphärisch  nichtsprachliche Klänge können nicht erkannt werden
Conduction-Aphasie [Übertragungs-Aphasie]
 Läsion des Fasciculus arcuatus - zwischen Wernicke & Broca Areal
 Intaktes Verstehen & Sprachproduktion
 Unfähigkeit Worte zu wiederholen
7.2 Das vestibuläre System [Gleichgewichtsorgan]
Teile des vestibulären Systems:
Makulaorgane
 Sacculus [ kleiner Sack]
Utriculus [kleiner Beutel]
 gleichmäßige Beschleunigung
3 Bobengänge
 ringförmige Struktur
 Drehbewegung / Winkelbeschleunigung
Makulaorgane:
2 Rezeptororgane des Innenohrs
auch Ortholithisches Organ genannt
Sacculus & Utriculus
reagieren auf Gravitationskraft
gleichmäßige lineare Beschleunigung
Orientierung – Körperstellung& Kopfneigung
-6-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
Bogengänge:
drei ringförmige Strukturen des vestibulären Apparates
gehen von den Makulaorganen ab
reagieren auf Winkelbeschleunigungen
Veränderung in der Rotation des Kopfes
reagieren schwach auf lineare Beschleunigung
Funktion des vestibulären Systems:
Gleichgewichtsjustierung
Aufrechthaltung des Kopfes
Angleichung der Augenbewegungen
zur Kompensation der Kopfbewegungen
Stimulation des vestibulären Systems:
erzeugt keine gut bestimmbare Empfindung
niederfrequente Stimulation der Makulaorgane
 kann Übelkeit auslösen
Stimulation der Bogengänge
 Schwindel & Nystagmus [rhythmische Augenbewegung]
7.2.1 Anatomie des Gleichgewichtsorgans
Labyrinth des Innenohrs:
Cochlea
Bogengänge
Makulaorgane
Anordnung der Bogengänge:
approximieren die drei Hauptebenen des Kopfes
 sagittale Ebene
 transversale Ebene
 horizontale Ebene
Rezeptoren in den Bogengängen reagieren auf maximale
Winkelbeschleunigung auf einer Ebene
Bestandteile der Bogengänge:
Bogengänge bestehen aus membranartigem Kanal
innerhalb eines Knöchernen Kanals
enthält Flüssigkeit ähnlich der in der Cochlea [Endolyphe]
sensorische Rezeptoren in der Ampulle – Bogengang-Erweiterung
Rezeptor-Haarzellen ähnlich denen in der Cochlea
Zilien sind in eine gallertartige Masse [Cupula] eingebettet
Cupula bewegt sich entsprechend der Flüssigkeit in den Kanälen
Wirkung der Winkelbeschleunigung:
Endolyphe verhalten sich nach dem Trägheitsprinzip
Trägheitswiderstand drückt Endolyphe gegen Cupula
 verbiegt sich
bis sich die Endolyphe mit derselben Geschwindigkeit wie der Kopf bewegen
wenn Kopfrotation beendet  dreht sich Flüssigkeit weiter
 Cupula wird in die andere Richtung geschoben
Cupula überträgt die Winkelbeschleunigung auf Haarzellen der Zilien
Bogengänge messen sehr leichte & kurze Bewegungen des Kopfes
-7-
Physiologische Psychologie
Kapitel 7: Das Hören
Funktion der Makula:
Ortholithisches Organ
Utriculus & Sacculus funktionieren sehr unterschiedlich
rezeptive Flecke/Gewebe enthält Haarzellen
Zilien in gallertartiger Masser eingebettet
Masse enthält Statolithen [kleine Kristalle aus Kalziumcarbonat]
Kristalle stimulieren Zilien indem sie die Masse verschiebt bei Kopfbewegung
7.2.2 Rezeptorzellen
Rezeptorzellen - Erscheinung & Transduktion:
Haarzellen der Bogengänge & Makulaorgane
ähnlich denen in der Cochlea
jeder Haarzelle hat mehrere Zilien
Abstufung von kurz nach lang
ähnlicher Transduktionsmechanismus
Transduktionsmechanismus:
Schwerkraft der Zilien öffnet Ionen-Kanäle
Einstrom von Kalium-Ionen
 Depolarisation der Zilienmembran
7.2.3 Die vestibulären Bahnen
Gleichgewichtsweiterleitung:
über Nervus vestibulocochlearis VIII.
bildet Synapsen mit dem ipsilateralen Nc. vestibucochlearis
& dem Cerebellum
 lateraler vestibulärer Nucleus
 zum Cerebellum Rückenmark Medulla oblongata & Pons
 medialer vestibulärer Nucleus
 extrazelluläre Motoneurone
 Thalamus [ventral posterior]
 Cortex Regionen nahe der Gesichtsregion
vestibuläre Reflexe:
Kompensation plötzlicher Kopfbewegungen
durch Augenbewegungen
sichert ein stabiles retinales Bild [beim Laufen]
Augenmuskulatur [Nv. III. IV & VI.]
Schädigungen:
Läsionen im VP Thalamus  Pusher-Symptomatik
Schädigungen des Labyrinths ” room-tilt-Illusions”
 Verkehrtsehen – Kopfstehen oder um 90° gekippt
Fehlintegration von Sehen & vestibulären Informationen
-8-
Herunterladen
Explore flashcards