H3.1: Zintuigen: gehoor

Question 1

Productie van geluid

Answer 1

Trillende objecten bewegen luchtmoleculen
Door die beweging krijg je afwisseling van samengedrukte en ijle lucht
Dit veroorzaakt luchtdrukverschillen
Bij frequenties tussen ± 30 en 20 000 per seconde: waarneembaar voor de mens als geluid

Question 2

Verschil geluid en zicht

Answer 2

Geluid komt van overal en kan je altijd opvangen, zicht is beperkt deel van omgeving
Geluid kan je zelf produceren, zicht niet
Veel meer geluidsbronnen dan lichtbronnen

Question 3

Frequentie

Answer 3

Toonhoogte
Lage frequentie → lage toon ; hoge frequentie → hoge toon
Bijna onmogelijk om één frequentie te horen, we horen altijd complexe geluiden (meerdere frequenties)

Question 4

Amplitude

Answer 4

Volume
Hoge amplitude → hoog volume ; lage amplitude → laag volume

Question 5

Mengeling/boventonen

Answer 5

Timbre (klankkleur)
Vloeiende lijn → simpel geluid ; lijn met ruis → complex geluid
Gemiddelde van alle verschillende trillingen

Question 6

Echolocatie

Answer 6

Hoge frequenties om objecten te kunnen lokaliseren

Question 7

Sonarsysteem

Answer 7

Geluid uitstoten en op basis van reflectie bepalen waar iets is

Question 8

Buitenoor (pinna)

Answer 8

Onregelmatige vorm zorgt ervoor dat geluidsgolven die binnenkomen, gebroken worden + lokalisatie geluid
Weinig functies: zonder oorschelp kan je nog altijd goed horen
Gehoorkanaal tot aan trommelvlies

Question 9

Trommelvlies

Answer 9

Neemt trillingen over die in de lucht waargenomen worden

Question 10

Middenoor

Answer 10

Versterker: zet trillingen in lucht om naar trillingen in water die veel kleiner en heviger zijn
Holle ruimte achter trommelvlies
Gehoorsbeentjes

Question 11

Gehoorsbeentjes

Answer 11

Hamer (malleus) → aambeeld (incus) → stijgbeugels (stapes)
Vangen trillingen op
Brengen geluid over van trommelvlies naar slakkenhuis via membraan van ovale venster (lucht → water)
Wij horen niet de luchtdrukgolven, alleen de waterdrukgolven

Question 12

Binnenoor

Answer 12

Proces van transductie in receptief orgaan (orgaan van Corti of spiraalorgaan, basilair membraan)
Slakkenhuis
Benen basisstructuur (modiolus)

Question 13

Slakkenhuis

Answer 13

2 en 3/4 windingen van ene taps toelopende tunnel (spiraal)
Met vocht gevulde tunnel (cochleaire kamer) onderverdeeld in drie subtunnels: scala vestibuli, scala media en scala tympani

Question 14

Orgaan van Corti

Answer 14

Waar transductie plaatsvindt
Ligt op het basilair membraan (op bodem van scala media), verankerd via steuncellen (beweeglijk)
Binnenste haarcellen: raken tectoriaal membraan niet
Buitenste haarcellen: hangen vast in tectoriaal membraan
Geen axonen
Afferente connecties: doorgeven van trage info van haarcellen naar brein
Efferente connecties: informatie van het brein naar de haarcellen
→ Zowel informatie van als naar het brein

Question 15

Basismechanisme transductie

Answer 15

Vibratie-energie wordt uitgeoefend op membraan van ovaal venster door stijgbeugels → buigingen in basilair membraan
Maar membraan is niet overal even beweeglijk, dus geluid van welbepaalde frequentie veroorzaakt op welbepaald stuk van membraan maximale afbuiging
Hoge tonen: grootste afbuiging bij basis
Lage tonen: grootste afbuiging bij apex
→ Hoe lager de toon, hoe hoger in slakkenhuis er maximale afbuiging ontstaat

Question 16

Buitenste haarcellen

Answer 16

Als ze kapot gaan, krijg je ze niet meer terug
Niet voldoende om te kunnen horen
Cruciaal voor fine tuning: kunnen van lengte veranderen onder efferente invloed voor nauwkeuriger onderscheid van frequenties
± 12 000 per oor

Question 17

Binnenste haarcellen

Answer 17

Essentieel voor horen
Top van cilia niet verbonden aan tectoriaal membraan
Ongelijke buigingen in tectoriaal en basilair membraan
Opgebouwd uit actine (proteïne) met myosine rond (stijfheid)
Tip links verbinden top van één haarcel met zijkant van degene ernaast thv insertional plaques op de haarcellen → haarcellen zijn gegroepeerd
± 3 500 per oor

Question 18

Transductie

Answer 18

Tip links staan altijd onder spanning, vloeistofstroom richting grootste/kleinste cilium zal spanning dus verhogen of verlagen
Aanhechtingspunten bevatten elk één kation-kanaal (TRPA1), tip links openen/sluiten deze kanalen → toename/afname influx van K+ionen uit vocht in scala media
Toename afscheiding glutamaat = depolarisatie neuronen in spiraalganglia

Question 19

Cochleair implantaat

Answer 19

Toegepast bij mensen wiens haarcellen beschadigd zijn
Elektrodes volgen windingen van cochlea en stimuleren basilair membraan op bepaalde plaats in functie van toon
Best toepasbaar voor hoge frequenties: elektroden raken niet helemaal tot de top van slakkenhuis

Question 20

Gehoorzenuw

Answer 20

Bundel van axonen van afferente bipolaire neuronen
Cellichamen in spiraalganglion
Bipolaire cellen verbinden haarcellen met medulla: afferente en efferente connecties
Belangrijkste efferente: nucleus olivaris superior, inhiberende invloed, bescherming tegen luid geluid, selectief luisteren en fine tuning

Question 21

Subcorticale structuren

Answer 21

Afferent: van cochlea naar hersenen
Cochlea → gehoorzenuw → dorsale/ventrale cochleaire nucleus → superior olivary complex (bilaterale input beide oren) → laterale lemniscus (gekruiste informatie → inferieure colliculus (geluidsverwerking) → thalamus → primaire auditieve cortex (A1)

Question 22

Nucleus olivaris superior

Answer 22

Input van beide oren (bilateraal)
Kleine verschillen in luidheid en timing worden uitvergroot → lokalisatie van geluid (ondersteund door trapezelichaampjes, timing!)

Question 23

Laterale lemniscus

Answer 23

Informatie van contralateraal oor
Betrokken bij auditieve reflexen, verbindingen met reticulaire formatie

Question 24

Inferieure colliculus

Answer 24

Verschillende typische responsen: tonotopische patronen, cellen die spontaan vuren behalve bij geluid, selectief gevoelig aan bewegende geluidsbronnen

Question 25

Cortex

Answer 25

Tonotopische organisatie
Rudimentaire hiërarchische organisatie (kernregio, gordelregio en parabelt)
Anterieur: complex geluid (wat) → frontale inferieure gebieden: spraak en taal
Posterieur: lokalisatie (waar) → pariëtale cortex: waar dingen zich bevinden

Question 26

Codering door frequentie

Answer 26

Hoe snel vuurt de haarcel?
Vuurfrequentie weerspiegelt de frequentie van de toon (hogere tonen → sneller vuren → codering op basis van plaats)
Niet haalbaar voor hoge tonen, dus vooral codering van lage tonen

Question 27

Codering door plaats

Answer 27

Waar is de haarcel?
Zegt iets over toonhoogte: hoe meer aan basis → hoe hoger toon, hoe meer aan top (apex) → hoe lager toon
Tonotopie: hoe lager de toon, hoe verder naar apex toe de vervorming van basilair membraan optreedt → plaats van gedepolariseerde haarcel informeert over toonhoogte

Question 28

Volume

Answer 28

Amplitude van trillingen geeft luidheid van geluid weer
De neuronen die frequentie coderen door plaats en zo aangeven of het hoge/lage toon is, kunnen frequentie gebruiken voor volume (veel vuren is luid, weinig vuren is stil) of door aantal neuronen die vuren (veel neuronen is luid, weinig neuronen is stil)

Question 29

Timbre

Answer 29

Complexe frequentieanalyse: mengeling van verschillende geluiden/frequenties
Geluid heeft gelijktijdige invloed op verschillende delen van basilair membraan en wordt geïnterpreteerd in termen van klankkleur
Boventonen zorgen voor timbre

Question 30

Binaurale verschillen: aankomsttijd

Answer 30

Geluidsbron begint: luchtdrukgolven verspreiden zich en raken sneller het ene oor dan het andere → verschil in aankomsttijd omzetten naar perceptie van locatie
Nucleus olivaris superior medialis ontvangt gekruiste informatie al vroeg in verwerkingsketen
Niet bruikbaar bij continue geluiden want geluid is dan al aanwezig in beide oren

Question 31

Binaurale verschillen: fase

Answer 31

Meet verschil tussen twee oren in fases
Voor continue tonen met lage frequentie kan verschil in fase gebruikt worden voor lokalisatie

Question 32

Binaurale verschillen: volume

Answer 32

Bij hoge frequenties zijn de faseverschillen te klein → gebruik maken van sonic shadow (geluidenschaduw)
Continue geluiden met hoge frequentie spatiaal lokaliseren

Question 33

Lokalisatie door timbre

Answer 33

Oorschelp zorgt voor breking van geluidsgolven → leidt tot verschillen in timbre naarmate locatie van geluidsbron → deze verschillen koppelen aan locatie van geluidsbronnen dmv andere zintuigen