Kategoria: Mechanizmy biologiczne

Teoria kodowania wysokości tonów

Teoria kodowania wysokości tonów za pomocą amplitudy fali wędrującej nie wyjaśnia powszechnie znanej dużej zdolności rozdzielczej zmysłu słuchu. Człowiek odróżnia w przedziale 1000-3000 Hz dwa tony, jeśli różnią się częstotliwością o 0,3%, na przykład 1000 i 1003 Hz. W tym zakresie częstotliwości 1 Hz zajmuje odcinek błony podstawnej o długości około 3 mikronów, a w wyższych zakresach jeszcze mniej. Natomiast amplituda fali wędrującej jest „rozmyta”, czyli w obrębie jej maksimum mieści się co najmniej znaczna część oktawy muzycznej. Wiele danych wskazuje na to, że w precyzyjnym kodowaniu wysokości tonów współdziałają dwa rodzaje komórek włoskowatych – wewnętrzne i zewnętrzne, nazwane tak ze względu na ich umiejscowienie wewnętrznie i zewnętrznie względem filarów. Komórek wewnętrznych jest około 3500 i każda styka się średnio z jednym włóknem nerwowym. Natomiast komórek zewnętrznych jest około 20 000 i średnio 20 komórek przekazuje pobudzenie do jednego dendrytu komórki sensorycznej. Komórki włoskowate nie mają wypustek. Kontaktują się z nimi bezpośrednio zakończenia dendrytów komórek, których perykariony znajdują się w zwoju spiralnym ślimaka. Właściwymi komórkami zmysłowymi słuchu są mniej liczne komórki wewnętrzne, natomiast zadaniem komórek zewnętrznych jest udział w skomplikowanym mechanizmie precyzyjnego kodowania wysokości tonów.

Witaj na moim serwisie! Portal w całości poświęcony jest tematyce wiedzy i edukacji, Znajdziesz tutaj wiele ciekawych artykułów o tej konkretnej tematyce. Zapraszam do śledzenia mojej strony na bieżąco i komentowania 🙂

Komórki włoskowate zewnętrzne jako układ rezonatorowy

Komórki włoskowate zewnętrzne stanowią precyzyjny układ rezonatorowy, który funkcjonuje na zasadzie opisanej poniżej. Fala wędrująca wywołana przez bodziec akustyczny wprawia w drgania różne, zależnie od wysokości tonu, miejsca błony podstawnej. Drgania te udzielają się obecnym w tych miejscach komórkom włoskowatym zewnętrznym różnej wielkości, których właściwości rezonatorowe są najbardziej zbliżone do częstotliwości tonu. Komórki te niejako odpowiadają echem na dochodzące do nich drgania akustyczne. Z kolei drgania komórek zewnętrznych wzmagają, na zasadzie rezonansu, drgania miejsca błony podstawnej, w którym się znajdują. Drgania te udzielają się komórkom wewnętrznym, które przekazują pobudzenie dalej, do dendrytów neuronów zwoju spiralnego ślimaka.

Witaj na moim serwisie! Portal w całości poświęcony jest tematyce wiedzy i edukacji, Znajdziesz tutaj wiele ciekawych artykułów o tej konkretnej tematyce. Zapraszam do śledzenia mojej strony na bieżąco i komentowania 🙂

Kodowanie informacji słuchowej w nerwie ślimakowym

Wypustki centralne komórek zwoju spiralnego ślimaka tworzą nerw ślimakowy. U człowieka każdy nerw ślimakowy zawiera około 30000 włókien nerwowych, z których 5% pochodzi od komórek włoskowatych zewnętrznych, a 95% od komórek włoskowatych wewnętrznych. Włókna pochodzące od komórek włoskowatych zewnętrznych są cienkie, nie mają osłonki mielinowej, przewodzą więc impulsy wolno. Wchodzą w skład kręgu neuronalnego regulującego precyzję odbioru tonów w wąskich zakresach częstotliwości. Włókna pochodzące od komórek włoskowatych wewnętrznych są grubsze i mają osłonkę mielinową, przewodzą więc impulsy znacznie szybciej i one właśnie są drogą dla informacji słuchowej.
Badania przewodzenia impulsów w nerwie ślimakowym są wykonywane na narkotyzowanych zwierzętach za pomocą rutynowych metod elektrofizjologicznych. W sąsiedztwo pojedynczego włókna nerwowego wprowadza się mikroelektrodę, połączoną z układem wzmacniającym i oscyloskopem. Tony o regulowanej wysokości i natężeniu są wytwarzane przez elektroniczny generator dźwięków i podawane z głośnika. Długość trwania pojedynczego tonu wynosi zazwyczaj 25-50 ms. Stosując tego rodzaju techniki wykazano, że kodowanie wysokości tonów w nerwie ślimakowym odbywa się na zasadzie częstotliwości i na zasadzie miejsca.

Witaj na moim serwisie! Portal w całości poświęcony jest tematyce wiedzy i edukacji, Znajdziesz tutaj wiele ciekawych artykułów o tej konkretnej tematyce. Zapraszam do śledzenia mojej strony na bieżąco i komentowania 🙂

Zasada częstotliwości

Zasada częstotliwości polega na odwzorowaniu wysokości tonu w częstości wyładowań elektrycznych generowanych przez włókno nerwowe. Odwzorowanie to ma charakter probabilistyczny tego rodzaju, że potencjał w nerwie ślimakowym może pojawić się tylko w określonej fazie fali akustycznej, towarzyszy jednak tylko części fal i to w stopniu zależnym od natężenia tonu (Rose i wsp., 1971). Gdy ton jest słaby (ok. 40 dB), tylko niewielka liczba fal generuje potencjał, natomiast przy tonach silnych (>60 dB) wyładowanie elektryczne we włóknie towarzyszy już niemal każdej fali. W ten sposób oprócz wysokości tonu jest kodowane również jego natężenie.

Witaj na moim serwisie! Portal w całości poświęcony jest tematyce wiedzy i edukacji, Znajdziesz tutaj wiele ciekawych artykułów o tej konkretnej tematyce. Zapraszam do śledzenia mojej strony na bieżąco i komentowania 🙂

Zasada miejsca

Gdy częstotliwość drgań akustycznych przekracza 1-2 kHz, znaczna część fal przypada na okres refrakcji włókna, nie może więc go pobudzić. Wówczas kodowanie wysokości tonów odbywa się zgodnie z zasadą miejsca, wynikającą z tonotopowej organizacji układu słuchowego. Tony o różnej wysokości powodują wybiórcze pobudzenie komórek zmysłowych w różnych miejscach błony podstaw- nej. Impulsy nerwowe są dalej przewodzone przez włókna nerwowe kontaktujące się z tymi komórkami. A zatem informacja słuchowa jest przekazywana przez różne – zależnie od wysokości tonu – włókna nerwu słuchowego i doprowadzana do różnych miejsc w ośrodkach słuchowych. Kodowanie natężenia tonu może odbywać się w taki sposób, że przy niskich tonach są pobudzone jedynie włókna swoiste dla danej wysokości tonu, natomiast przy wyższych tonach również włókna właściwe dla innych, zbliżonych wysokości tonów. W badaniach elektrofizjologicznych wykazano, że najwięcej potencjałów we włóknie pojawia się na początku działania tonu, a potem ich liczba utrzymuje się na niższym poziomie. Wynik ten wskazuje, że przez cały czas działania tonu włókno jest pobudzone, a częstość wyładowań jest ograniczona przez okres refrakcji.

Witaj na moim serwisie! Portal w całości poświęcony jest tematyce wiedzy i edukacji, Znajdziesz tutaj wiele ciekawych artykułów o tej konkretnej tematyce. Zapraszam do śledzenia mojej strony na bieżąco i komentowania 🙂