Tutoriat zur VL 11 Auditives System im HS 2010

Transkript

1 Tutoriat zur VL 11 Auditives System im HS 2010 Was ist der Unterschied zwischen akustisch und auditorisch? Hier tangieren wir ein essentielles Problem im Bereich Hören und Sprache. Geräusche lassen sich auf der akustischen Ebene objektiv beschreiben. Mit auditiv umschreiben wir die subjektiven Vorgänge auf der Wahrnehmungsseite. Die Physik erklärt nur unzureichend, wie wir Töne wahrnehmen (Beispiel ist die äusserst subjektive Beurteilung des affektiven Gehalts von Fluglärm). Was ist Schall? Schall ist mechanische Energie. Physikalisch besteht Schall aus schwingenden Luftmolekülen. Durch eine bestimmte Abfolge von komprimierter und nicht komprimierter Luft wird die Qualität der Tonwahrnehmung bestimmt. Schallwellen können sich durch Luft, Wasser und feste Materie (Knochen) fortpflanzen. Was ist mit dem Begriff Frequenz im Zusammenhang mit auditorischer Verarbeitung gemeint? Eine Frequenz ist bestimmt die Tonhöhe. Eine tiefe Frequenz bestimmt einen tiefen Ton und umgekehrt. Sie wird in Hertz gemessen, die die Anzahl Schwingungen pro Sekunde angibt. Eine Sinuswelle, die innert einer Sekunde einen kompletten Umlauf macht, hat eine Frequenz von 1 Hz. Was ist mit dem Begriff Amplitude im Zusammenhang mit auditorischer Verarbeitung gemeint? Die Amplitude der Schwingung korreliert mit der Lautstärke (Intensität) des Tones. Lautheit wird in Dezibel (db) gemessen. Bei Dezibel handelt es sich nicht um ein lineares, sondern um ein logarithmisches Mass. Alle 20 Dezibel verzehnfacht sich die subjektive Lautstärke. Ein Geräusch < 20 db gilt als leise und ein Geräusch >70 db als verhältnismässig laut. Was ist die Klangfarbe/Timbre? Die meisten Klänge sind eine Überlagerung aus verschiedenen Frequenzen (Sinustöne und Obertöne). Diese Mischung determiniert die Klangfarbe und gibt dem Klang seine Einzigartigkeit. Die Klangfarbe (Timbre) eines Tons/Geräuschs resultiert also aus der Anzahl sowie der spektrotemporalen Beschaffenheit (relative Energie) seiner Obertöne. Was ist ein Ton? Jeder Ton ist eine Kombination aus Tonhöhe (Frequenz), Qualität (Timbre) und Lautstärke (Amplitude). Die tiefste Frequenz nennt man Grundfrequenz (f0). Ein Oberton ist ein Vielfaches der Grundfrequenz. In welchem Frequenzbereich hören die Menschen? Hz. Besonders geschulte Hörer (Dirigenten) können Frequenzen bis 19 Khz wahrnehmen. Für Wahrnehmung von Sprache ist ein Spektrum bis ca. 10 Khz ausreichend. Ein altersbedingter Rückgang der Hörfähigkeit setzt schon um das 30. Lebensjahr ein und betrifft primär den Hochtonbereich. Andere Arten haben zum Teil

2 bessere Hörfähigkeiten als der Mensch im Tief- (Wale) bzw. Hochtonbereich (Fledermäuse). Was passiert im Ohr? Die Aufgabe des Ohr ist es, Schallwellen in elektrochemische Aktivität zu transferieren sowie Ohrringe zu tragen. In welche drei Teile ist das Hörorgan geteilt? Aussenohr Mittelohr Innenohr Woraus besteht das Aussenohr? Ohrmuschel Äusserer Gehörgang Durch was sind Innen - und Mittelohr voneinander getrennt? Trommelfell Wie heissen die Knochen im Mittelohr? Hammer Amboss Steigbügel Wie heissen die Schnittstellen zwischen Mittel- und Innenohr? rundes Fenster ovales Fenster Aus was besteht das Innenohr? Bogengänge Cochlea Ausgang des Hörnerv Von der Schwallwelle zum Membranpotential Die Ohrmuschel nimmt die Schallwellen auf und leitet sie weiter in den äusseren Gehörgang. Die Wellen werden durch den Gehörgang verstärkt und gelangen zum Trommelfell, welches anfängt zu vibrieren. Diese Vibration wird von den Gehörknöcheln (Hammer, Amboss, Steigbügel) aufgenommen und weitergeleitet bis zum ovalen Fenster. Die Vibration des ovalen Fensters löst spezifische Wellenbewegungen in der lymphatische Flüssigkeit in der Cochlea aus, was dazu führt, dass sich die basiliare und die tectorale Membran beugen bzw. krümmen. Dies wiederum veranlasst die Cilien der äusseren Haarzellen, die in der Tektorialembran eingebettet sind, sich ebenfalls zu beugen. Durch diese Bewegung kommt es zu einer Aktivität der inneren Haarzellen, welche ein Membranpotential generieren. Mit anderen Worten: neuronale Erregungen entstehen durch mechanische

3 Schwingungen im Bereich der inneren Haarzellen ausgelöst durch die Bewegung von Gallertmasse der lymphatischen Flüssigkeit. Was ist die Basiliarmembran? Die Basiliarmembran ist das wichtigste Sensorium im Ohr und ist der Teil der Cochlea, in dem sich die Frequenzkodierung abspielt. Die Abschnitte der Basilarmembran reagieren unterschiedlich auf eintreffende Informationen. Bei hohen Frequenzen verformt sich die Basiliarmembran an ihrer Basis und je tiefer die Frequenzen werden, desto weiter wandern die Ausschläge die Cochlea bis hin zum äussersten Ende (Apex) entlang. Der Apex der Basilarmembran ist dünner, aber auch breiter also die Basis. Wie heissen die drei Kammern des Cortischen Organs? Scala vestibuli Vorhoftreppe Scala tympani Paukentreppe Scala media Hauptkammer Ist das Cortische Organ Teil des Cortex? Nein, natürlich nicht. Das Cortische Organ befindet sich im Innenohr. Wieviele innere und äussere Haarzellen gibt es? Ca innere Haarzellen und ca äussere Haarzellen. In welcher Verbindung stehen die inneren und äusseren Haarzellen zur Tektorialmembran? Die Cilien der äusseren Haarzellen sind mit der Tektorialmembran vereinigt. Die Cilien der inneren Haarzellen berühren die Tektorialmembran nicht. Wie setzen sich die Cilien in Bewegung? Durch die Gallertmasse der lymphatischen Flüssigkeit - nicht durch die Tektorialmembran. Was kann durch eine Läsion der inneren Haarzellen ausgelöst werden? Taubheit Was passiert bei Bewegung der inneren Haarzellen? Bei der Bewegung in Richtung der langen Cilien entsteht eine Depolarisation. Bei der Bewegung in Richtung der kurzen Cilien entsteht eine Hyperpolarisation. Welche Haarzellen sind für das Ausschütten der Neurotransmitter zuständig? Nur die inneren Haarzellen, da sie auditorische Rezeptoren sind. Welche Aufgaben übernimmt ein Cochlea Implantat? Die künstliche Übertragung von Schallwellen direkt auf den auditorischen Nerv. (Ein solches Implantat hat nur wenige Elektroden und die Qualität der Übertragung

4 spektraler Information (vor allem von Sprache, aber auch Musik) ist stark reduziert. Wie verläuft die Hörbahn? Sinneszellen -> Ganglion Spirale -> Nucleus Cochlearis -> Obere Olivenkerne - > Colliculi inferiores (untere Vierhügelplatte) -> Corpus Geniculatum Mediale -> Primärer auditorischer Kortex Sind die ipsilateralen oder die kontralateralen Hörbahnen dominierend? Die kontralateralen Hörbahnen sind leicht dominierend, d.h. auditorische Informationen, die in das linke Ohr gelangen, werden präferiert vom auditorischen Kortex der rechten Hemisphäre verarbeitet. Ist das auditorische System auf den auditorischen Kortex beschränkt? Nein. Zum auditiven System gehört natürlich auch die subkortikale Hörbahn. Zudem weiss man aus Einzelzellableitungen an Affen, dass es auch im Frontalkortex und im parietalen Operculum Neurone gibt, die spezifisch auf auditorische Stimulation antworten. Das auditive System ist also weitflächig im Gehirn distribuiert. Es gibt einen unimodalen auditorischen Kortex sowie multisensorische Assoziationsareale. Eine genaue Abgrenzung ist nicht möglich, weil die Grenzen bislang nicht hinreichend bekannt sind. Beschreiben Sie den auditorischen Kortex. Es gibt eine bilaterale Core -Area (primärer auditorischer Kortex/PAC). Der PAC liegt auf den medialen zwei Dritteln des Heschlschen Gyrus (auch Gyrus temporalis transversus) und korrespondiert zur Brodmann Area 41. Posterior dazu befindet sich der sekundäre auditorische Kortex (zumeist im Heschlschen Sulcus, BA 42). Lateral dazu erstreckt sich über das gesamte supratemporale Planum der auditorische Assoziationskortex (Planum polare und Planum temporale, BA 22). Die manuelle Invivo Morphometrie des auditorischen Kortex erweist sich allerdings oftmals wegen grosser interindividueller makroskopischer Varianzen in der Neuroarchitektur als schwierig. Der Abschnitt Sprache und Musik ist nicht prüfungsrelevant. Betrachten Sie die Folien lediglich als ergänzendes Wissen. Was ist Tinnitus? Tinnitus bezeichnet ein Symptom bei dem der Betroffene dauerhaft Geräusche wahrnimmt, die keine äusseren, für andere Personen wahrnehmbare, Quellen besitzen. Diese Geräusche können je nach Individuum eine unterschiedliche Gestalt annehmen (hochfrequentes Piepen, Pfeifen, Kreischen, Rauschen) und subjektiv als sehr belastend wahrgenommen werden. Man unterscheidet den akuten Tinnitus (bis zu 3 Monaten), den subakuten Tinnitus (3-6 Monate) und den chronischen Tinnitus (länger als 6 Monate). Welche Auslöser gibt es für einen Tinnitus? Lärmtrauma Stress Alter Medikamentenmissbrauch

5 Zahnprobleme Gibt es ein neuronales Korrelat des Tinnitusgeräuschs? Ja, aber ganz genau kennt man das ganze beteiligte Netzwerk noch nicht. Sicher ist, dass einem Tinnitus immer auch eine Schädigung der Haarzellen im Innenohr vorausgeht. Aufgrund dieser Schädigung und der ausbleibenden akustischen Signale kommt es im auditorischen Kortex zu einer Reorganisation (im Sinne einer Maladaptation). Neurone im auditorischen Kortex fangen willkürlich an zu feuern, um das Ausbleiben der Information aus der Peripherie zu kompensieren. Thalamische Kerne unterstützen diesen Prozess und halten das Tinnitusgeräusch durch ein Unterlassen von Inhibition konstant, was im folgenden zu einer Beteiligung weiterer subkortikaler Strukturen im Sinne eines negativen Verstärkerprinzips (locus coeruleus, sogenannte limbische Strukturen) führt. Diese negative Verstärkung zeichnet letztlich für die negative bzw. aversive Bewertungs des Geräuschs verantwortlich. Welche neuropsychologischen Ansätze in der Tinnitustherapie kennen Sie? Neurofeedback Musiktherapie Musikfiltertherapie

6