HC 4.2 Het binnenoor Flashcards
Wat zijn de normale prestaties van het auditieve systeem?
- drempel bij vibraties van 0.3 nm in cochlea (dit gaat over atoomgrootte dus het binnenoor is enorm gevoelig)
- frequenties van 50-16000 Hz waarneembaar
- frequentieverschillen van <1% waarneembaar
- minimaal waarneembaar hoekverschil tussen 2 geluidsbronnen: ca. 1 graad
- precisie in interaurale tijdsverschillen: 10 µs
Hoe ziet de anatomie van het binnenoor eruit?
Het bestaat uit een buis die een 2,5 winding maakt: deze buis is onderverdeeld door het membrana basilaris waar het orgaan van Corti opligt. Dan is er nog een membraan: membrana vestibularis (Reissner) die het in nog een compartiment verdeeld. Het bovenste compartiment heet scala vestibuli, dan komt scala media (oftewel ductus cochlearis) en als laatst scala tympani. In de scala media bevinden zich de haarcellen, in de wand van de scala media zit de stria vascularis die het endolymfe produceert: dit is de vloeistof die zich in dit compartiment bevindt. De cochlea slingert dus om een centraal iets en dat heet de modiolus, daar zitten ook de cellichamen die de vezels van de gehoorzenuw vormen. Deze cellichamen zitten geclusterd in het ganglion spirale. Deze innerveren de haarcellen, deze maken dan actiepotentialen die worden doorgestuurd naar de hersenen.
Hoe ligt de cochlea in het hoofd?
De cochlea ligt in een hoek met het mediane vlak, de ligging van de windingen van de cochlea is heel belangrijk voor hoe je evenwicht werkt.
Waaruit bestaat het binnenoor?
- Vliezige labyrint
- ductus semicirculares
- utriculus
- sacculus
- ductus cochlearis
- saccus endolymfaticus: zorgt voor resorptie van de endolymfe
(gevuld met endolymfe, die wordt geproduceerd in de ductus cochlearis en geresorbeerd in de saccus endolymfaticus). Het vliezige labyrinth bevindt zich in een uitsparing van het rotsbeen. - Benige labyrint (=gedeelte van het rotsbeen dat zich om het vliezige labyrint bevindt)
- canales semicirculares
- vestibulum: omgeeft de utriculus en sacculus
- cochlea: omgeeft de ductus cochlearis.
(tussen het benige en het vliezige labyrint bevindt zich perilymfe; lijkt op de normale liquor cerebrospinalis, heeft laag K en hoog Na, het endolymfe heeft een hele afwijkende samenstelling)
Hoe zijn de verschillende onderdelen van het vliezige labyrint met elkaar verbonden?
De onderdelen van het vliezige labyrint zijn allemaal verbonden met elkaar via de ductus reuniens. Omdat het allemaal aan elkaar zit gekoppeld zijn evenwichtsproblemen vaak gekoppeld aan gehoorsproblemen en andersom.
Wat is de lopende golf theorie?
Von Békésy ontdekte dat er een lopende golf ontstaat die op zekere plaats in de cochlea een maximum amplitude bereikt en vervolgens snel uitdooft. De cochlea kan samengesteld geluid verdelen in verschillende frequenties. De plek waar de lopende golf zijn maximale amplitude bereikt is afhankelijk van de frequentie inhoud van het geluid dat de vloeistof in trilling heeft gebruikt. Aan de basis zitten de hoge frequenties en aan de apex de lage frequenties. Elke geluid hoe hard het ook is moet dus eerst langs het eerste deel, dat is ook een van de redenen waarom ouderen dus eerst het gehoor voor de hoge frequenties verliezen. De lage frequenties zitten dus bij het helicotrema: waar de scala vestibuli overgaat in de scala tympani.
Wat is tonotopie?
Het plaatsprincipe voor frequentieonderscheid: de ligging van het maximum hangt van de frequentie af, omdat de stijfheid van het basilair membraan waarop het orgaan van Corti rust verloopt over de cochlea. Het basilair membraan is bij de basis smal en stijf en bij de apex breed en slap.
Wat zijn de kenmerken van het orgaan van Corti?
Als er een golf komt dan gaat het basilair membraan bewegen met de frequentie waarmee het trommelvlies ook beweegt. Dit heeft tot gevolg dat de haartjes in de haarcellen gaan afbuigen. Als die afbuigen gaan er kanaaltjes open. Dan stromen er ionen naar binnen, dan depolariseren de cellen en dit leidt dan tot een actiepotentiaal.
Je hebt twee soorten haarcellen de binnenste haarcellen waarvan er maar 1 rij is en de buitenste haarcellen waarvan er 3 rijen zijn. De binnenste haarcellen maken de echte actiepotentialen terwijl de buitenste haarcellen de gevoeligheid van het systeem regelen. Hierdoor kun je hele harde en hele zachte geluiden waarnemen.
Hoe depolariseren de haarcellen?
De scala media is gevuld met endolymfe, de endolymfe heeft een bijzondere samenstelling want die bevat namelijk een heel hoog kalium en een heel laag natrium. Doordat de kalium er actief in wordt gepompt door de cellen van de stria vascularis, is de vloeistof positief geladen ten opzichte van de perilymfe. De binnenste haarcellen hebben een membraanpotentiaal van -45 mV t.o.v. de perilymfe. Dus om de depolariseren stroomt kalium in de haarcellen naar binnen i.p.v. naar buiten. En ze repolariseren weer doordat kalium naar buiten stroomt.
Hoe openen de kanalen zich op de binnenste haarcel?
Als de haartjes op de haarcellen afbuigen richting de grootste stereocilia: dan zullen de kanaaltjes open gaan staan. Er zijn dan tiplinks die de kanalen als het ware opentrekken, dit zijn een soort mechanotransductiekanalen. Als ze de andere kant op buigen dan gaan de kanaaltjes juist dicht. Dus door het openen van de kaliumkanalen depolariseert de cel, doordat de cel depolariseert gaan de Ca-kanalen open en hierdoor komen de vesicles met neurotransmitter vrij (glutamaat). Deze cel vuurt zelf dus geen actiepotentiaal.
Wat is het verschil in functie tussen de binnenste en de buitenste haarcellen?
- Binnenste haarcellen: Bewegingsdetectie membr. Basilaris => Activatie n. cochlearis
- Buitenste haarcellen: Bewegingsdetectie membr. basilaris => Veranderen gevoeligheid van het orgaan van Corti.
Wat is het verschil in innervatie tussen de binnenste en buitenste haarcellen?
De rij met binnenste haarcellen wordt heel zwaar geïnnerveerd door de uitlopers van het ganglion spirale. Er gaat nauwelijks afferente informatie van de buitenste haarcellen naar de hersenen. Maar dat ze met name efferent geïnnerveerd worden. >90% van de (afferente) dendrieten van de ganglioncellen zijn op de binnenste haarcellen. Een dendriet van een ganglioncel maakt contact met slechts één binnenste haarcel, maar elke binnenste haarcel wordt door gem. tien ganglioncellen geïnnerveerd. Buitenste haarcellen worden vnl. efferent geïnnerveerd.
Wat zijn de kenmerken van de buitenste haarcellen?
- Spanningsafhankelijke beweging in de lengteas: korter bij depolarisatie. Hierdoor veranderen de mechanische eigenschappen van het orgaan van Corti. Waardoor het gevoeliger of ongevoeliger wordt. Dus de gevoeligheid past zich aan het geluidniveau. Als het heel luid is dan is het orgaan van Corti ongevoelig en als het heel zacht geluid is dan wordt het membraan van corti heel erg gevoelig.
- Belangrijk bij frequentieselectiviteit
- Verantwoordelijk voor otoakoestische emissies: geluid dat wordt geproduceerd door het binnenoor. Dit komt doordat het membrana basilaris gaat trillen door het heen en weer bewegen van de buitenste haarcellen.
- De gehoortest bij baby’s kijkt naar de otoakoestische emissies van de buitenste haarcellen.
- De cellen verhogen dus de gevoeligheid voor zachte geluiden, dit zijn ook de cellen die meestal als eerste kapot gaan want je kunt als eerste zachte geluiden minder goed horen.
Hoe ontstaat haarcelbeschadiging?
- Mechanisch: Stereocilia afgebroken van haarcellichaam. Oorzaak b.v. langdurige overstimulatie door machine geluid/’oortjes’
- Ototoxische stoffen (bv aminoglycosiden)
- Vaak de buitenste haarcellen aangetast.
Wat is presbyacusis?
- Verlies van gevoeligheid voor vooral hoge tonen
- Belangrijkste oorzaak: verlies van haarcellen (met name buitenste), vooral door cumulatieve lawaaibeschadiging
- Regeneratie nu nog niet mogelijk
- Andere oorzaken:
o middenoor
o stria vascularis (endocochleaire potentiaal)
o haarcel innervatie
o centraal
Hoe wordt toonhoogte gecodeerd in de gehoorzenuw?
- plaatsprincipe (tonotopie): cellen die dicht bij elkaar zitten in de cortex worden geactiveerd door ongeveer dezelfde toonhoogte.
- frequentieprincipe (phase locking / volley principe): alleen binnen bepaalde fasen van het geluid kunnen cellen vuren.
Wat houdt de tuning curve in?
Meet van auditieve neuronen hoe hard (luid) een toon bij verschillende frequenties moet zijn om een verhoging van de vuurfrequentie te krijgen. Het resultaat is een tuning curve. De frequentie waar de cel het gevoeligst is heet de karakteristieke frequentie.
Wat kun je zeggen over de frequentie afhankelijkheid van de veranderingen in de membraanpotentiaal?
Bij lage frequentie depolarisatie en hyperpolarisatie, vanaf hogere frequenties kan de cel het niet meer bijhouden en dan krijg je alleen nog maar depolarisaties. Dit komt omdat de membraanpotentiaal niet snel genoeg kan veranderen. tot 4 kHz kan de binnenste haarcel nog enigszins ‘volgen’. Het gevolg van het feit dat de haarcel maar af en toe vesicles afgeeft is dat je phase-locking krijgt. Het zet zich vast aan een bepaalde fase van de toon. Hier kan je dus direct uit coderen wat de frequentie is van het geluid, want hij vuurt alleen tijdens depolarisatie. Voor frequenties tot 4 kHz kan een bundel N. VIII vezels voor iedere periode een volley (een burst van meerdere synchrone AP, verdeeld over meerdere vezels) genereren. Het interval tussen de volleys is een maat voor de frequentie: het volleyprincipe voor frequentiecodering.
Hoe wordt intensiteit van een toon gecodeerd (de luidheid van het signaal)?
- mate van depolarisatie van de haarcel (frequentie van vuren in de afferente vezels): hoe harder het geluid hoe meer klepjes er open gaan staan. Dit leidt tot het ontstaan van meer actiepotentialen.
- aantal haarcellen dat geactiveerd wordt: hoe harder het geluid hoe meer cellen op de cochlea gedepolariseerd gaan worden.
- verschillende afferente vezels op dezelfde haarcel hebben verschillende gevoeligheid: de ene cel heeft maar een kleine depolarisatie nodig voor een actiepotentiaal terwijl de andere cel een veel grotere depolarisatie nodig heeft.
