Fysiologie Auditief Systeem

Presentatie over: "Fysiologie Auditief Systeem"— Transcript van de presentatie:

1 Fysiologie Auditief Systeem
Prof. Dr. B. Vinck Universiteit Gent

2 Inleiding Normaal gehoor : Slechthorendheid/doofheid :
akoestisch scannen van de omgeving verbale communicatie muziek beluisteren Slechthorendheid/doofheid : Ernstige impact op het gedrag (kinderen) en psychische stoornissen (volwassenen) (Beethoven) Etiologische factoren van slechthorendheid/doofheid : Veroudering Traumata Lawaaiexpositie Ototoxische medicatie Erfelijke defecten Infecties Afwijkingen van vasculair, neural, skeletaal, immuun- systeem

3 Basisfunctie van het oor
Akoestisch  Neurale transformatie Transformatie van akoestische signalen, sterk variërend in amplitude en frequentie, naar een neurale code.

4 AUDITIEF SYSTEEM SPRAAKSIGNAAL

5

6

7 ... U.O. M.O. Perifeer auditief systeem Centraal auditief systeem
Mechano- electrische Transductie (IHC) Cochlear amplifiers (OHC) Tonotopie Filters Neurale informatie verwerking Impedantie matching Signaal Conditionering Basis (HF) H.C. DCN VCN IHC  OHC H.C. U.O. Membrana basilaris M.O. DCN PONS ... Cortex IHC  OHC VCN Afferent H.C. Efferent DCN IHC  OHC VCN Apex (LF) Perifeer auditief systeem Centraal auditief systeem

8 MECHANISCH ELEKTRISCH

9 Problemen in het mechanische gedeelte
Uitwendig oor & Middenoor vb. Congenitale atresie Cochlea Conductief gehoorverlies Sensorieel gehoorverlies

10 Problemen in het elektrische gedeelte
Auditieve zenuwbanen Auditieve cortex & associatieve cortex Neuraal gehoorverlies Centraal gehoorverlies

11                     

12

13 TWEE BELANGRIJKE KARAKTERISTIEKEN VAN DE
COCHLEAIRE FYSIOLOGIE Trillingspatroon membrana basilaris (passief systeem) Contractiliteit van uitwendige haarcel (actief systeem)

14 Vroegere visie M.O. U.O. EFFERENT SYSTEEM ACOUSTIC REFLEX H.C. H.C.
Membrana basilaris N. C. PONS Cortex C.X. H.C. EFFERENT SYSTEEM ACOUSTIC REFLEX

15 Passief systeem

16 Lopende golf

17 Sound Transmission: basic principles
1. Sound waves in the air strike the tympanic membrane 2. Sound wave energy is transferred to bone of the middle ear which vibrate 3. The vibrations are transmitted via the oval window to the fluid within the vestibular duct and create a fluid wave within the cochlea 4. The fluid waves push on the flexible membrane of the cochlear duct 5. Sound waves are transmitted to the tympanic duct and dissipated back into air by the movement of the round window. 6. Deformation of the cochlear duct causes the tectorial membrane to move and activate the stereocilia of the hair cells. 6 Vestibular duct Cochlear duct Tympanic duct

18 Interactie orgaan van Corti en Membrana Tectoria

19

20 PASSIEF SYSTEEM (Geen werking UHC)

21 Interactie orgaan van Corti en Membrana Tectoria

22

23 INHIBITIE EXCITATIE IONEN INFLUX Electrische code

24

25 Second Filter ? Neurale Tuning Curve Tuning Membrana Basilaris
(goede frequentieanalyse) Second Filter ? (slechte frequentieanalyse) Tuning Membrana Basilaris

26 Huidige visie OAE U.O. M.O. EFFERENT SYSTEEM ACOUSTIC REFLEX OHC IHC
Membrana basilaris N. C. PONS Cortex C.X. OHC IHC H.C. EFFERENT SYSTEEM OHC IHC ACOUSTIC REFLEX

27

28

29 Uitwendige Haarcel

30

31 Lengteveranderingen in de uitwendige haarcel

32 Actief systeem : cochleaire amplifier
Demonstratie Electromotiliteit UHC Brownell

33 Neurale Tuning Curve = Tuning Membrana Basilaris

34

35

36 ... U.O. M.O. Impedantie- metrie Auditief geëvo- O.A.E./EcochG
SENSORIEEL GEHOORVERLIES NEURAAL GEHOORVERLIES Basis (HF) CONDUCTIEF GEHOORVERLIES H.C. DCN VCN IHC  OHC H.C. U.O. Membrana basilaris M.O. DCN PONS ... Cortex IHC  OHC VCN Impedantie- metrie O.A.E./EcochG Auditief geëvo- keerde potentialen Tonaal/Vocaal audiogram Apex (LF) Perifeer auditief systeem Centraal auditief systeem

37 KLINKERS MEDEKLINKERS ZACHT MATIG HARD

38

39

40 M.O. U.O. LUCHTGELEIDING BEENGELEIDING CONDUCTIEF GEHOORVERLIES

41 CONDUCTIEF GEHOORVERLIES
ATTENUATIE EFFECT

42 SENSORIEEL OF NEURAAL GEHOORVERLIES

43 SENSORIEEL GEHOORVERLIES
ATTENUATIE EFFECT + DISTORSIE EFFECT

44 NEURAAL GEHOORVERLIES
ATTENUATIE EFFECT + DISTORSIE EFFECT

45 GEMENGD GEHOORVERLIES

46 EFFECTEN VAN PATHOLOGIE VAN HET EXTERNE OOR
EN MIDDENOOR IN VERSCHILLENDE VORMEN EN GRADATIES

47 NEUROFYSIOLOGISCHE CORRELATEN VAN SENSORIEEL GEHOORVERLIES
Verhoogde tonale gehoordrempels Gereduceerd spraakdiscriminatievermogen vooral in ruisrijke omgeving Tinnitus Gestoorde luidheidsaangroei (recruitment) Gestoorde frequentieresolutie (tuning) Gestoorde temporele verwerking DISTORSIES IN DE AUDITIEVE PROCESSING VOORAL TE WIJTEN AAN EEN GESTOORDE COCHLEAIRE GELUIDSVERWERKING WIJZIGING VAN NEURALE CODE BINNEN HET CENTRAAL ZENUWSTELSEL

48 91+ dB : diep 71 – 90 dB : ernstig 56 – 70 dB : matig-ernstig 41 – 55 dB : matig 26 – 40 dB : licht

49 Sensitiviteit en frequentie-selectiviteit
B. Frequentieselectiviteit Het frequentieresolutievermogen van de cochlea is een weer- spiegeling van de integriteit van de tonotopische filters op de membrana basilaris (haarcelfunctie) Deze integriteit kan worden gemeten aan de hand van FREQUENTIE TUNING CURVEN (FTC)

50 FTC’s kunnen gemeten worden op :
mechanisch (membrana basilaris) : mechanische tuning curven neuraal neurale tuning curven psychoakoestisch psychoakoestische tuning curven

51 Tuning curve (pathologisch) Intensiteitsniveau (dB SPL) Tuning curve (normaal) LF HF Individuele zenuwvezel

52 Gevolgen van gestoorde frequentieselectiviteit
ernstige spraakverstaanbaarheidsmoeilijkheden vooral in de aanwezigheid van achtergrondgeruis (gestoorde spraakdiscriminatie) ATTENUATIE EFFECT + DISTORSIE EFFECT Achtergrondruis (met frequentie- samenstelling ~ signaal) is even effectief in het exciteren van de sensoriële cellen waardoor mas- kering optreedt met slechte discriminatie tot gevolg.

53 Intensiteitscodering
Effect van sensorieel gehoorverlies op de intensiteitscodering is de ontwikkeling van het fenomeen RECRUITMENT Abnormaal snelle aangroei van de luidheid bij een stijging van het geluidsniveau, wat resulteert in een gereduceerd dynamisch bereik. (drempel verhoogd – oncomfortabel niveau = normaal- horende) Fysiopathologische verklaring : Vroeger : abnormaal snelle toename in het ‘recruiteren’ van nieuwe neuronen binnen de populatie van responderende neuronen bij stijgende intensiteit (Evans, 1976) Actueel : Reductie of verlies van de ‘fast-acting compressing linearity’ (Moore, 1996)

54 Temporele integratie Patienten die lijden aan een cochleair
gehoorverlies vertonen een verandering van de absolute drempel in functie van de signaalduur die kleiner is dan voor normaalhorenden. Power 200 msec Power 200 msec Gevolg op de spraakverstaanbaarheid : Verlies aan verstaanbaarheid voor lange spraakklanken (klinkers) Power 200 msec time

55 Geluidslokalisatie en binauraal horen
Om geluiden in de omgeving te kunnen lokaliseren is een binauraal (twee oren) auditief systeem essentieel. Interaurale Tijdsverschillen Faseverschillen Niveauverschillen