Kapitel IV: Sinnessysteme

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1 Kapitel IV: Sinnessysteme Teil 2: Hören Welche Aussagen sind richtig? In der primären Hörrinde wird (gehörte) Sprache interpretiert Das eigentliche Hörorgan besteht aus Hammer, Amboss und Steigbügel Das Ortsprinzip beschreibt die Ortsbestimmung einer Schallquelle aus zeitlichen Differenzen des Schalleindrucks beider Ohren Zur räumlichen Ortung einer Schallquelle werden neben Laufzeitunterschieden auch Intensitätsunterschiede und Verzerrungen durch die Form der Ohrmuschel genutzt. Zur Hörbahn gehören: Nucleus cochlearis dorsalis, Colliculi inferiores und Corpus geniculatum laterale Das Innenohr besteht aus dem Gleichgewichtsorgan und dem Hörorgan (Kochlea) Die Haarzellen sind sekundäre Sinneszellen, die Synapsen mit dem Hörnerv bilden Der Steigbügel setzt auf dem runden Fenster auf, das das Mittelohr zum Innenohr hin abschließt Menschen können Frequenzen zwischen 20 und Hertz hören Für jede Frequenz gibt es längs der Tektorialmembran einen optimalen Bereich, innerhalb dessen sie besonders leicht in Schwingungen versetzt werden kann Aufgrund ihrer Schwingungseigenschaften gerät die Basilarmembran je nach Frequenz des eingehenden Schalls unterschiedlich in Schwingung Die Scala media ist Teil der kochleären Trennwand, die unten von der Basilarmembran und oben von der Reissner-Membran begrenzt wird Das Mittelohr ist ein flüssigkeitsgefüllter Raum, in dem sich die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel befinden Das reizaufnehmende Organ des Ohres ist das Corti-Organ Von der primären Hörrinde des Temporallappens aus werden die Informationen weitergeleitet in sekundäre auditorische und Assoziationsareale sowie in die Areale, die für Spracherkennung (Broca- Zentrum) und Sprachproduktion (Wernicke-Zentrum) zuständig sind Das Ortsprinzip beschreibt einen basalen Informationsverarbeitungsmechanismus des Hörens In der Kochlea verläuft eine Trennwand, die den mit Flüssigkeit gefüllten Innenraum in zwei Gänge unterteilt Die Dauer eines Hörreizes wird über die Aktivierungsdauer, die Intensität wird über die Entladungsfrequenz der jeweiligen Faser kodiert 1

2 Zum Selbstbeschriften Mittelohr und Innenohr (mit entrollter Kochlea) 2

3 Zum Selbstbeschriften Verlauf der Hörbahn 3

4 Lösungen Teil 2: Hören Alle mit einem markierten Aussagen sind richtig In der primären Hörrinde wird (gehörte) Sprache interpretiert Das eigentliche Hörorgan besteht aus Hammer, Amboss und Steigbügel Das Ortsprinzip beschreibt die Ortsbestimmung einer Schallquelle aus zeitlichen Differenzen des Schalleindrucks beider Ohren Zur räumlichen Ortung einer Schallquelle werden neben Laufzeitunterschieden auch Intensitätsunterschiede und Verzerrungen durch die Form der Ohrmuschel genutzt. Zur Hörbahn gehören: Nucleus cochlearis dorsalis, Colliculi inferiores und Corpus geniculatum laterale Das Innenohr besteht aus dem Gleichgewichtsorgan und dem Hörorgan (Kochlea) Die Haarzellen sind sekundäre Sinneszellen, die Synapsen mit dem Hörnerv bilden Der Steigbügel setzt auf dem runden Fenster auf, das das Mittelohr zum Innenohr hin abschließt Menschen können Frequenzen zwischen 20 und Hertz hören Für jede Frequenz gibt es längs der Tektorialmembran einen optimalen Bereich, innerhalb dessen sie besonders leicht in Schwingungen versetzt werden kann Aufgrund ihrer Schwingungseigenschaften gerät die Basilarmembran je nach Frequenz des eingehenden Schalls unterschiedlich in Schwingung Die Scala media ist Teil der kochleären Trennwand, die unten von der Basilarmembran und oben von der Reissner-Membran begrenzt wird Das Mittelohr ist ein flüssigkeitsgefüllter Raum, in dem sich die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel befinden Das reizaufnehmende Organ des Ohres ist das Corti-Organ Von der primären Hörrinde des Temporallappens aus werden die Informationen weitergeleitet in sekundäre auditorische und Assoziationsareale sowie in die Areale, die für Spracherkennung (Broca- Zentrum) und Sprachproduktion (Wernicke-Zentrum) zuständig sind Das Ortsprinzip beschreibt einen basalen Informationsverarbeitungsmechanismus des Hörens In der Kochlea verläuft eine Trennwand, die den mit Flüssigkeit gefüllten Innenraum in zwei Gänge unterteilt Die Dauer eines Hörreizes wird über die Aktivierungsdauer, die Intensität wird über die Entladungsfrequenz der jeweiligen Faser kodiert 4

5 Mittelohr und Innenohr (mit entrollter Kochlea) 5

6 Großhirnrinde Auditorischer Kortex Thalamus Corpus geniculatum mediale Mittelhirn Colliculi inferiores Lemniscus lateralis Medulla oblongata Hörnerv dorsal ventral Nuclei cochleares Oliva superior Kochlea Verlauf der Hörbahn 6

7 Zusammenfassungen aus Schandry 13 Gehör Der Schall Geräusche sind die Folge der Schwingung von Objekten, die sich auf Luftmoleküle überträgt. Dadurch entstehen Bereiche komprimierter und dekomprimierter Luft, die sich wellenförmig von der Schallquelle weg ausbreiten. Die Frequenz dieser Welle bestimmt die Tonhöhe, ihre Amplitude die Lautstärke. Reine Töne sind Schallwellen einer einzigen Frequenz. Aufbau des Ohrs Das menschliche Ohr besteht aus drei Teilen: dem äußeren Ohr, dem Mittelohr und dem Innenohr. Das äußere Ohr dient der Aufnahme von Schallwellen und ihrer Fokussierung auf das Trommelfell, welches das äußere Ohr vom Mittelohr trennt. Das Mittelohr ist ein luftgefüllter Hohlraum, in dem sich die drei Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel befinden. Zusätzlich zu der Schallleitung zwischen äußerem Ohr und innerem Ohr bewirkt das Gehörknöchelchensystem eine Verstärkung des Schalldrucks. Sinnesempfindungen bei akustischer Reizung Das Innenohr enthält neben den Sinnesorganen für den Gleichgewichtssinn die Kochlea. Diese besteht aus drei flüssigkeitsgefüllten Kanälen: der Scala vestibuli, der Scala media und der Scala tympani. Die Reiztransduktion findet im Corti-Organ statt, das sich auf der Oberfläche der Basilarmembran zwischen Scala media und Scala tympani befindet. Sensorzellen sind die Haarzellen, die Synapsen mit dem Hörnerv bilden. Die Haarzellen werden aktiviert, wenn die Flüssigkeit im Innenohr in Folge einer Schalleinwirkung in Bewegung, d.h. Schwingung gerät. Durch das Abbiegen der Haarzellen kommt es zu Potentialschwankungen im Zellinneren. Nach einer Umschaltung in den Kochleariskernen erreicht ein Teil der akustischen Fasern die Oliva superior. Über den Lemniscus lateralis gelangt die akustische Information zu den Colliculi inferiores. Von hier ziehen die Fasern in das Corpus geniculatum mediale des Thalamus. Nach einer Umschaltung im Thalamus bilden die Fasern auf dem Weg zur primären Hörrinde die sog. Hörstrahlung. Die primäre Hörrinde einer Hemisphäre erhält Informationen aus beiden Cochleae. Auf der Höhe der Formatio reticularis entsenden zahlreiche Fasern Kollateralen. Dadurch kann bei lauten bzw. alarmierenden Tönen eine globale Erregung des Gehirns stattfinden. Die Ortung von Schallquellen im Raum geschieht aufgrund verschiedener Mechanismen: (1) Laufzeitunterschiede zwischen dem linken und rechten Ohr; (2) Intensitätsunterschiede zwischen linkem und rechtem Ohr; (3) Analyse der Verzerrungen durch die Gestalt der Ohrmuschel. Diese Verzerrungen sind unterschiedlich je nach relativer Lage der Geräuschquelle zum Ohr. 7

8 Wichtige Begriffe Schall, Amplitude, Frequenz Ton, Klang, Geräusch, weißes Rauschen Außenohr, Mittelohr, Innenohr Hammer, Amboss, Steigbügel, Gehörknöchelchen ovales Fenster, rundes Fenster, Scala vestibuli, Scala tympani Kochlea, Basilarmembran, Helikotrema, Tektorialmembran, Corti-Organ, Stereozilien Ortsprinzip, Frequenzkodierung Hörbahn, Nervus cochlearis, Nuclei cochleares (dorsalis bzw. ventralis), Colliculi inferiores, Corpus geniculatum mediale, Hörstrahlung, primäre Hörrinde Wernicke-Zentrum, Broca-Zentrum Periodizitätsanalyse räumliche Ortung, Laufzeitunterschiede, Intensitätsunterschiede, Faltung der Ohrmuschel Prinzip der Reizweiterleitung und Reizerkennung, Schalldruckmuster, Schallmuster-Erkennung 8

9 MC-Fragen 1. Wie lässt sich die Reizverarbeitung beim Hören beschreiben? A In der primären Hörrinde wird (gehörte) Sprache interpretiert. B Das eigentliche Hörorgan besteht aus Hammer, Amboss und Steigbügel. C Das Ortsprinzip beschreibt die Ortsbestimmung einer Schallquelle aus zeitlichen Differenzen des Schalleindrucks beider Ohren. D Das Ortsprinzip beschreibt einen basalen Informationsverarbeitungs-mechanismus des Hörens. E Zur räumlichen Ortung einer Schallquelle werden neben Laufzeitunterschieden auch Intensitätsunterschiede und Verzerrungen durch die Form der Ohrmuschel genutzt. 2. Welche Stationen zählen zur Hörbahn? A Nucleus cochlearis dorsalis B Colliculi superiores C Corpus geniculatum laterale D Primäre Hörrinde E Corpus geniculatum mediale 3. Welche Mechanismen / Strukturen werden zur räumlichen Ortung von Schallquellen verwendet? A Analyse der Laufzeitdifferenz B Schwingungseigenschaften des äußeren Gehörgangs C Analyse der Intensitätsdifferenzen D Falten der Ohrmuschel E Elastizität des Trommelfells [Lösungen siehe nächste Seite] 9

10 Lösungen zu den MC-Fragen 1 D E 2 A D E 3 A C D 10