vault backup: 2026-01-19 14:08:41
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 5m15s
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 5m15s
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,928 @@
|
||||
# Medicinare-Hörsel-Text & Bild.pdf
|
||||
|
||||
**OCR Transcript**
|
||||
|
||||
- Pages: 37
|
||||
- OCR Engine: pymupdf
|
||||
- Quality Score: 1.00
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 1
|
||||
|
||||
Bild 1
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 2
|
||||
|
||||
Bild 2
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 3
|
||||
|
||||
Bild 3A
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 4
|
||||
|
||||
Bild 3B
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 5
|
||||
|
||||
Bild 3C
|
||||
Inre hårceller
|
||||
Yttre hårceller
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 6
|
||||
|
||||
Bild 4
|
||||
Drawing of organ of Corti in basal turn of typical mammalian cochlea.. 1, Basilar membrane; 2, Hensen cells; 3, outer phalangeal
|
||||
cells; 4, nerve endings; 5, outer hair cells; 6, outer spiral (nerve) fibres; 7, outer pillar cells; 8, inner tunnel; 9, inner pillar cells; 10,
|
||||
inner phalangeal cells; 11, border cell; 12, inner hair cell; 13, tectorial membrane; 14, spiral ganglion cells; 15, bony spiral lamina;
|
||||
16, spiral blood vessel; 17, axons of spiral ganglion cells (auditory nerve fibres); Breaks in nerve fibres indicate that a portion has
|
||||
been dispaced so that spiral ganglion cell bodies, which are normally located farther away, could be shown
|
||||
12
|
||||
2
|
||||
2
|
||||
2
|
||||
3
|
||||
3
|
||||
3
|
||||
4
|
||||
5
|
||||
5
|
||||
6
|
||||
7
|
||||
8
|
||||
9
|
||||
10
|
||||
13
|
||||
10
|
||||
11
|
||||
14
|
||||
15
|
||||
16
|
||||
17
|
||||
1
|
||||
3
|
||||
4
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 7
|
||||
|
||||
Bild 5
|
||||
µ
|
||||
µ
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 8
|
||||
|
||||
Bild 6
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 9
|
||||
|
||||
Bild 7
|
||||
Bild 8
|
||||
1
|
||||
2
|
||||
2a
|
||||
1a
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 10
|
||||
|
||||
Bild 9
|
||||
Bild 10
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 11
|
||||
|
||||
Bild 11
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 12
|
||||
|
||||
Bild 12
|
||||
Bild 13
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 13
|
||||
|
||||
Bild 14
|
||||
Bild 15
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 14
|
||||
|
||||
Bild 16
|
||||
Stria vascularis epitelceller
|
||||
Bild 17
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 15
|
||||
|
||||
Bild 18
|
||||
K+
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 16
|
||||
|
||||
Bild 19
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 17
|
||||
|
||||
Bild 20
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 18
|
||||
|
||||
Ytteröra
|
||||
Hörselgång
|
||||
Trumhinna
|
||||
T
|
||||
Y
|
||||
T
|
||||
Y
|
||||
T = Totalt
|
||||
Y = Ytteröra
|
||||
H = Hörselgång ( = T – Y )
|
||||
H
|
||||
Frekvens
|
||||
0.5
|
||||
1
|
||||
2
|
||||
5
|
||||
10
|
||||
-10
|
||||
-5
|
||||
0
|
||||
5
|
||||
10
|
||||
15
|
||||
20
|
||||
Intensitetsändring (dB)
|
||||
Bild 21
|
||||
Bild 22
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 19
|
||||
|
||||
Bild 23
|
||||
Bild 24
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 20
|
||||
|
||||
Bild 25
|
||||
Bild 26
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 21
|
||||
|
||||
Bild 27
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 22
|
||||
|
||||
Bild 28
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 23
|
||||
|
||||
Bild 29
|
||||
Bild 30
|
||||
Bild 31
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 24
|
||||
|
||||
Bild 32
|
||||
Path 1
|
||||
reflected sound
|
||||
Path 2
|
||||
reflected sound
|
||||
Path 3
|
||||
reflected sound
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 25
|
||||
|
||||
Bild 33
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 26
|
||||
|
||||
Bild 34
|
||||
Bild 35
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 27
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
(Version HT-20; Lars-Gunnar Pettersson)
|
||||
|
||||
Detta kompendium i hörselfysiologi behandlar:
|
||||
1) Innerörat (cochlean) och dess sinnesceller, som översätter ljudvågor till impulser i
|
||||
hörselnerven (bild 2-20).
|
||||
2) Hur ljud överförs genom ytter- och mellanörat (bild 21-27, samt 34-35).
|
||||
3) Ljudbearbetning i centrala nervsystemet (bild 28-33)
|
||||
I kompendiet finns också exempel på kliniska tillämpningar av hörselfysiologi (bild 11, 20, 27,
|
||||
34).
|
||||
|
||||
Bild 1 Denna figur skall först uppmärksamma gränserna mellan örats olika delar. Trumhinnan
|
||||
skiljer ytterörat från mellanörat. Ovala och runda fönstret skiljer mellanörat från innerörat. Man
|
||||
kan sammanfatta örats fysiologi med att ytterörat fångar upp ljudvågor (dvs tryckvågor i
|
||||
omgivningen) och fortleder dem till trumhinnan. Trumhinnans vibrationer överförs, via
|
||||
hörselbenen, till cochlean. Genom att det sista hörselbenet, stapes (stigbygeln), fäster i ovala
|
||||
fönstret och trycker mot cochleans bindvävsvägg kommer ljudvågen att överföras till vätskan
|
||||
inuti cochlean och denna tryckvåg i vätskan kommer att påverka innerörats sinnesceller.
|
||||
|
||||
Bild 2 Visar cochlean (och vestibularisapparaten). Lägg speciellt märke till att hela
|
||||
hörselsnäckan är innerverad av nervtrådar (från cochlearisnerven) längs med hörselsnäckans
|
||||
vindlingar. Cellkropparna finns i sensoriska ganglier (ganglia spiralia) som ligger i
|
||||
temporalbenet direkt utanför hörselsnäckan.
|
||||
|
||||
|
||||
Innerörat
|
||||
|
||||
Bild 3 A, B, C Tre tvärsnittsbilder av cochlean (i C av en enda vindling). Cochlean är uppdelad
|
||||
i 3 rum - scala vestibuli, scala media samt scala tympani, och som skiljs åt av
|
||||
basilarmembranet respektive av Reissners membran. Scala media innehåller endolymfa, de
|
||||
övriga rummen perilymfa. Dessa olika vätskor skiljer sig åt i jonsammansättning vilket vi
|
||||
återkommer till i bild 16. På basilarmembranet står det cortiska organet och i detta finns
|
||||
sinnescellerna (hårcellerna, markerade i blått i bild 3C) På bilderna syns också
|
||||
cochlearisnerven inuti den del av temporalbenet, som ligger i cochleans mitt och som benämns
|
||||
modiolus (bild A och B). I modiolus finns även ganglia spiralia (bild 3B och C).
|
||||
|
||||
Bild 4 En tredimensionell teckning av det cortiska organet. Lägg märke till att det finns två
|
||||
typer av sinnesceller; yttre hårceller som står uppställda i tre rader samt inre hårceller, som
|
||||
bildar en rad. Hårcellernas cilier (totalt ca 150/cell) är formade som ett W vilket syns bäst hos
|
||||
de yttre hårcellerna (se övre fotot i bild 5). I varje cochlea finns hos människa ca 15500
|
||||
hårceller varav 12000 yttre och 3500 inre - 80% är alltså yttre hårceller. Cochlearisnerven
|
||||
innehåller hos människa ca 30000 afferenta fibrer. Av dessa går ca 95% till de inre hårcellerna,
|
||||
trots att dessa utgör minoriteten av sinnescellerna. En inre hårcell kontaktar alltså flera
|
||||
nervfibrer (ca 9 st). Den inre hårcellen divergerar alltså till flera axoner. För de yttre
|
||||
hårcellerna gäller istället att förbindelsen är konvergent dvs flera hårceller (ca 6 st) kontaktar
|
||||
ett och samma axon. Vidare är axonerna från de inre hårcellerna myeliniserade medan
|
||||
axonerna från de yttre hårcellerna är omyeliniserade. Sammantaget tyder dessa skillnader på att
|
||||
de två hårcellstyperna har olika funktioner - något som vi skall återkomma till senare. Det finns
|
||||
också efferenta fibrer i hörselnerven. Dessa hämmar hårcellerna.
|
||||
|
||||
Bild 5 En bild av innerörat i svepelektronmikroskop. Den övre bilden visar ytan på cortiska
|
||||
organet efter att tektorialmembranet tagits bort. Man man ser tydligt cilierna såväl på inre
|
||||
hårceller (till vänster) som på yttre hårceller utplacerade i tre rader (till höger). Den nedre
|
||||
vänstra bilden visar en enskild hårcell och man ser att cilierna står uppställda i tre rader, samt
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 28
|
||||
|
||||
att längden på cilierna varierar trappstegsformat mellan raderna. En närbild på några enstaka
|
||||
cilier (bilden nederst till höger) visar att toppen på varje cilium är förbunden med närmaste
|
||||
längsta cilium (i raden bredvid) genom ett filament, sk "tip-link" (pilar). En hårcell har en
|
||||
diameter på ca 6-7 mikrometer (dvs som en erytrocyt).
|
||||
|
||||
|
||||
Bild 6 Om man tänker sig att man rullar ut cochlean till ett rör (som visas i den lilla blå bilden
|
||||
överst) och skär ett längssnitt mitt igenom röret på längden, så får man denna schematiska
|
||||
teckning. I mitten syns scala media med basilarmembranet (som hos människa är ca 30 mm
|
||||
långt) och en lång rad av hårceller. Stapes står via ovala fönstret i kontakt med scala vestibuli.
|
||||
Scala tympani börjar i runda fönstret och möter scala vestibuli i helicotrema. Utifrån denna bild
|
||||
skall vi nu beskriva innerörats funktion. Den undre bilden visar schematiskt hur ljudvågor
|
||||
överförs till innerörat. Trumhinnans vibrationer leder, via hörselbenen, till att stapes vibrerar
|
||||
mot ovala fönstret. Detta alstrar en tryckvåg som utbreder sig i scala vestibulis perilymfa (röd
|
||||
pil) och som sätter scala media och basilarmembranet i vibration.
|
||||
|
||||
Bild 7 Basilarmembranets vibrationsrörelser undersöktes vid förra seklets början med ett
|
||||
mikroskop, vars objektiv opererats in i temporalben från lik och med användande av
|
||||
stroboskopbelysning. Idag kan man mycket exakt mäta vibrationerna genom att rikta laserljus
|
||||
mot basilarmembranet genom en liten öppning i scala tympani. Man har också kunnat mäta
|
||||
trycket i endolymfan (genom att föra in en tryck-sensor i scala tympani, så att man kan
|
||||
uppskatta hur tryckvågorna i vätskan påverkar i basilarmembranet). Om man med en liten
|
||||
högtalare utanför eller i hörselgången, sänder kortvariga ljudpulser (t.ex klick-ljud) så finner
|
||||
man att varje gång som stapesplattan pressar in ovala fönstret, så upprättas en vågrörelse i
|
||||
basilarmembranet och som börjar vid basen och fortleds uppåt. Denna vågrörelse kallas
|
||||
"travelling wave" (”vandrande våg”) och illusteras i denna bild.
|
||||
|
||||
Bild 8 Denna bild visar schematiskt hur man anser att en “travelling wave” uppstår. Den
|
||||
direkta tryckvågen från stapesplattan utövar en tryckeffekt på basilarmembranets basala delar
|
||||
(den grövsta vita pilen i figuren). Man kan tänka sig att tryckvågen, populärt uttryckt, “snärtar
|
||||
till” membranet basalt. Rörelsen fortplantas sedan mekaniskt utmed basilarmembranet från
|
||||
basen (närmast ovala fönstret) och upp mot snäckans topp.
|
||||
Utbredningen av en ”travelling wave” längs basilarmembranet påverkas också av
|
||||
växelverkan mellan membranet och endolymfan, vilket visas med de återstående vita pilarna.
|
||||
Den inledande böjningen av basilarmembranet till följd av tryckvågen från stapes (i figuren
|
||||
riktad nedåt) ger en ny mindre tryckvåg i vätskan (pil 1) som sprids lokalt och påverkar
|
||||
mebransegmentet framför, som böjs åt motsatt håll (uppåt i figuren), vilket ger en ny liten lokal
|
||||
tryckvåg (pil 2) som i sin tur sprids och böjer mebransegmentet framför åt motsatt håll (dvs
|
||||
nedåt igen) vilket i sin tur alstrar en ny lokal tryckvåg (pil 3) som påverkar membransegmentet
|
||||
framför som böjs uppåt osv... Sammanfattningsvis, en böjning av basilarmembranet ger en ny
|
||||
tryckvåg runt omkring, som ger en kraft på omgivande delar av basilarmembranet så att de böjs
|
||||
åt motsatt håll. Det uppstår förstås också lokala tryckvågor med samma verkan på
|
||||
bakomliggande delar av basilarmembranet (t.ex. pilarna 1a och 2a).
|
||||
|
||||
Bild 9 Man upptäckte tidigt att basilarmembranets rörelsemönster skilde sig för toner med
|
||||
olika frekvenser. Ju lägre frekvensen var, ju längre upp mot apex utbredde sig en
|
||||
"travelling-wave" innan den släcktes ut och den maximala vibrationsamplituden nåddes precis
|
||||
före utsläckningen. Detta illustreras schematiskt i figuren för tre olika frekvenser (low, medium,
|
||||
high). Man ser att ju högre frekvensen är, ju mer basalt ligger det område av basilarmembranet,
|
||||
som vibrerar mest. Allmänt gäller att varje frekvens har sin speciella plats där
|
||||
vibrationsamplituden är maximal. För en komplex ljudvåg sammansatt av olika frekvenser (i
|
||||
figuren tre frekvenser; nedersta raden) och med ett mer komplicerat rörelsemönster i
|
||||
stapesplattan kommer basilarmembranet att dela upp ljudvågen så att man får flera platser som
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 29
|
||||
|
||||
vibrerar på en gång (i figuren således tre) och som motsvarar de ingående frekvenserna.
|
||||
Basilarmembranet kan alltså avbilda frekvensinehållet i de ljud som når innerörat.
|
||||
|
||||
Bild 10 Orsaken till frekvensuppdelningen är att olika delar av basilarmembranet har olika
|
||||
resonansfrekvenser och att resonansfrekvensen sjunker kontinuerligt upp mot spetsen på
|
||||
cochlean. Förklaringen till variationen i resonansfrekvenser är rent mekanisk. I basen på
|
||||
cochlean är basilarmembranet smalare (se tabellen) och styvare. Man kan jämföra med
|
||||
gitarrsträngar, där tunna och styvare stängar ger ljusare toner. Höga frekvenser representeras
|
||||
alltså basalt i cochlean och låga frekvenser i toppen. I den övre figuren i bild 6 har detta
|
||||
markerats med en diskant- respektive basklav. Allmänt sett ger alltså varje ljud ett unikt
|
||||
vibrationsmönster i basilarmembranet, beroende på vilka frekvenser som ingår i ljudet och
|
||||
vilken ljudstyrka, som de olika frekvenskomponenterna har. Därmed kommer varje ljud
|
||||
(beroende på just det ljudets frekvensinnehåll) att aktivera en bestämd kombination av hårceller.
|
||||
Eftersom hårceller på olika platser längs basilarmembranet innerveras av olika axoner i
|
||||
hörselnerven, kommer varje ljud att i sin tur aktiverar en bestämd kombination av afferenta
|
||||
axoner i hörselnerven. CNS kan alltså bestämma ljudets frekvenskomponenter genom att
|
||||
jämföra fyrningsfrekvensen mellan olika axoner i hörselnerven. Den generella ljudstyrkan kan
|
||||
bestämmas genom att ett starkare ljud ger en generellt högre fyrningsfrekvens i axonerna.
|
||||
|
||||
Bild 11 Denna bild skall bara visa en klinisk tillämpning av kunskapen om hur innerörat
|
||||
analyserar ljud. Vid vissa former av dövhet (ofta medfödda) saknas fungerande hårceller men
|
||||
med kvarstående fungerande axoner. Man kan då kirurgiskt implantera en lång elektrod inuti
|
||||
cochlean med flera stimuleringspunkter som kan aktivera axoner på olika platser längs
|
||||
basilarmembranet. Genom en mikrofon vid ytterörat leder man ljudet till en liten ljudprocessor
|
||||
bakom ytterörat som analyserar ljudets frekvensinnehåll och via radiosändare skickas
|
||||
stimuleringspulser
|
||||
till
|
||||
de
|
||||
olika
|
||||
elektroderna
|
||||
motsvarande
|
||||
amplituden
|
||||
av
|
||||
olika
|
||||
frekvenskomponenter. Med denna teknik, cochleaimplantat, kan sådana patienter få en
|
||||
hörselupplevelse.
|
||||
|
||||
Bild 12 Hur reagerar då hårcellerna på basilarmembranets vibrationer och hur signaleras de till
|
||||
CNS? Teckningarna visar något förenklat hur basilarmemranets svängningar påverkar
|
||||
hårcellerna. Den vänstra bilden illustrerar en rörelse uppåt av basilarmembranet och den högra
|
||||
en nedåtriktad rörelse av basilarmembranet. Som framgår av figuren medför rörelserna i
|
||||
basilarmembranet och tektorialmembranet att cilierna böjs i sidled och åt olika håll i de två
|
||||
fallen. För de yttre hårcellerna gäller att de längsta cilierna sitter fast i membrana tektoria dvs
|
||||
det är den relativa rörelsen av både basilar- och tektorialmembran som får hårcellernas cilier att
|
||||
böjas. För de inre hårcellerna, vars cilier inte sitter fast i membrana tektoria räcker
|
||||
uppenbarligen endolymfans tröghet (dvs motståndet från endolymfan kring cilierna) i sig för att
|
||||
cilierna skall böjas i sidled när basilarmembranet vibrerar.
|
||||
|
||||
Bild 13 Denna figur visar schematiskt en intracellulär registrering från en hårcell (övre kurvan),
|
||||
samt fyrningsfrekvensen i den nervfiber som innerverar hårcellen (nedre kurvan). Hårceller
|
||||
fyrar inte aktionspotentialer utan membranpotentialens nivå reglerar direkt frisättningen av
|
||||
glutamat som fungerar som excitatorisk transmittorsubstans till nervfibern och med
|
||||
AMPA-receptorer som postsynaptisk receptor/jonkanal. När cilierna böjs i riktning mot de
|
||||
längsta cilierna, så depolariseras mebranpotentialen, vilket ökar frisättningen av transmittor och
|
||||
därmed fyrningsfrekvensen i nervfibern. Böjning av cilierna åt motsatt håll ger omvända
|
||||
effekter - hyperpolarisation och minskning av nervfiberns fyrningsfrekvens. När
|
||||
basilarmembranet vibrerar kommer alltså hårcellernas membranpotential att oscillera i takt med
|
||||
vibrationerna. Vid högfrekventa vibrationer får man dock en kontinuerlig depolarisation.
|
||||
|
||||
De närmast följande bilderna skall förklara hur receptorpotentialen uppstår dvs hur
|
||||
böjning av cilierna kan öppna/stänga jonkanaler i hårcellens membran (bild 14-15) samt de
|
||||
jonströmmar som då uppkommer och som förändrar membranpotentialen (fig 16-18).
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 30
|
||||
|
||||
|
||||
Bild 14 Den modell som används för att förklara hur böjning av cilierna påverkar
|
||||
cellmembranets jonkanaler illustreras i denna figur. Man tänker sig att de "tip-links" som
|
||||
förbinder cilierna med varandra (se bild 5) fäster i själva jonkanalerna, som är belägna i spetsen
|
||||
på varje cilium. När cilierna böjs i riktning mot de längsta cilierna öppnas kanalerna genom att
|
||||
respektive "tip-link", populärt uttryckt, "drar" upp kanalens grind (ritad som en röd linje). Man
|
||||
kan också uttrycka det så att när en "tip-link" spänns, så uppkommer en konformationsändring
|
||||
av kanalproteinet, vilket ökar sannolikheten att kanalen tillbringar tid i sitt öppna tillstånd. Ju
|
||||
kraftigare sträckning av "tip-links", dvs ju mer cilierna böjs, desto större är denna sannolikhet
|
||||
och desto fler kanaler kommer följaktligen att öppnas. Genom kanalen strömmar positiva joner
|
||||
in i cellen. Det fortsatta resonemanget utgår nu från ett ”viloläge” när cilierna står rakt upp med
|
||||
en viss mängd öppna jonkanaler. Om cilierna böjs mot det längsta strået ökar antalet öppna
|
||||
kanaler ytterligare, strömmen av positiva joner in i cellen ökar och man får en depolarisering
|
||||
av membranpotentialen jämfört med viloläget. När cilierna böjs i riktning mot de kortaste
|
||||
cilierna är färre jonkanaler öppna och strömmen av positiva joner in i celler därmed lägre än i
|
||||
viloläget. Man får då en hyperpolarisering av membranpotentialen jämfört med viloäget.
|
||||
Därmed har vi kunnat förklara potentialförändringarna i bild 13. Man har baserat denna modell
|
||||
bl.a på försök som visat att hårcellerna inte längre påverkas av att cilierna böjs efter att man har
|
||||
förstört "tip-links" med kemiska metoder. Man har vidare kunnat registrera med mikroeletrod
|
||||
extracellulärt nära cellmembranet och konstaterat att strömmen under depolarisation är störst i
|
||||
ciliets spets vilket indikerar att jonkanalerna sitter just här. Strömstyrkan är så låg att varje
|
||||
cilium sannolikt bara har 1 (max 2) jonkanaler. Man har också kunnat fastställa att systemet är
|
||||
så känsligt att 90% av den maximala depolarisationen har uppnåtts redan när cilierna böjts <1
|
||||
mikrometer vid spetsen. Vid hörseltröskeln har cilierna böjts endast några tiondels nanometer!
|
||||
Den jonkanal som ger upphov till receptorpotentialen är ännu inte fullt identifierad biokemiskt.
|
||||
En svårighet i sammanhanget är att det finns så pass få sådana jonkanaler (några hundratals) i
|
||||
en hårcell.
|
||||
|
||||
Bild 15 Om detta system skall fungera, så måste vilospänningen i tip-links regleras mycket
|
||||
noga. Om ”tip-links” är för löst spända, så minskar möjligeten att detektera små böjningar av
|
||||
cilierna eftersom allför få jonkanaler öppnas. Om tip-links är för hårt spända, så minskar
|
||||
upplösningen dvs det blir svårare att skilja små böjningar från kraftigare eftersom alltför många
|
||||
jonkanaler öppnas redan vid en liten förskjutning av cilierna. Man tänker sig att spänningen
|
||||
i ”tip-links” regleras genom att ändra positionen för infästningen (det gröna området i figuren) i
|
||||
ciliet. Ett kontraktilt system, (myosin-aktin), antas aktivt sträva mot att förflytta
|
||||
infästningspunkten uppåt (röd pil) och sträcka (dvs öka spänningen i) ”tip-links”. En alltför
|
||||
hårt spänd ”tip-link” kommer, å andra sidan, att passivt "dra" kanalen nedåt (svart pil) i
|
||||
membranet och då minskas spänningen i denna ”tip-link”. Systemet kommer alltså att sträva
|
||||
mot ett jämviktsläge där dessa krafter balanseras, motsvarande en optimal vilospänning
|
||||
i ”tip-link”. Ett argument för denna modell är att den förklarar s.k. ”långsam adaptation”, vilket
|
||||
innebär att receptorpotentialen successivt minskar om man (in vitro) böjer cilierna i riktning
|
||||
mot det längsta ciliet och håller kvar cilierna i denna position några 10-tals ms. Förklaringen
|
||||
blir att när cilierna hålls kvar riktade mot det längsta strået, så förblir ”tip-links” utsträckta
|
||||
tillräckligt länge för att fästpunkterna skall ”dras” nedåt på cilierna, med resultatet att
|
||||
spänningen i ”tip-links” minskar varvid jonkanaler stängs och receptorpotentielen minskar. I
|
||||
modellen ingår också att det kontraktila system av aktin-myosin (som spänner ”tip-links”
|
||||
genom att flytta infästningen uppåt) kan hämmas om jonkanalerna står öppna i alltför stor
|
||||
utsträckning, vilket ju är fallet om ”tip-links” är alltför hårt spända. Eftersom man för
|
||||
vestibularisapparatens hårceller har visat att adaptationen ökar om man höjer den extracellulära
|
||||
Ca2+-koncentrationen, så är en tolkning att kontraktila systemet hämmas av Ca2+-joner.
|
||||
Calciumjonerna antas strömma in i cellen genom samma jonkanal som ger upphov till själva
|
||||
receptorpotentialen och som ju är öppen i större utsträckning vid hårt spända ”tip-links”. De
|
||||
inre hårcellerna i cochlean uppvisar också adaptation men mekanismen är sannolikt annorlunda
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 31
|
||||
|
||||
eftersom den inte påverkas av Ca2+-koncentrationen. De yttre hårceller uppvisar inte någon
|
||||
nämvärd långsam adaptation, vilket är ytterligare ett argument (utöver vad som sagts i bild 4)
|
||||
för att de har en annan funktion än de inre.
|
||||
|
||||
|
||||
Bild 16 Vilket jonslag ger då upphov till receptorpotentialen? För att besvara detta, måste vi
|
||||
först beskriva scala medias elektrofysiologi. Endolymfan inuti scala media har en kemisk
|
||||
sammansättning som liknar intracellulärvätska, dvs den domineras av kaliumjoner men har
|
||||
mycket låg natriumhalt. Mellan scala media och innerörats övriga vätskerum finns det
|
||||
dessutom en elektrisk potentialskillnad. Denna s.k "cochlea-potential" uppgår ca +80 mV -
|
||||
scala media är alltså positiv i förhållande till rummen utanför.
|
||||
|
||||
Bild 17 Det är epitelcellerna i stria vascularis (rödmarkerat område i bild 16) som är ansvariga
|
||||
såväl för endolymfans kemiska sammansättning som för potentialskillnaden. Denna bild visar
|
||||
schematiskt elektrofysiologin för en epitelcell i stria vascularis. Cellen har ett sedvanligt
|
||||
Na+-K+ ATP-as som pumpar K+-joner in i cellen och Na+-joner ut ur den, men har till skillnad
|
||||
från andra celler en positiv vilomebranpotential på ca +80 mV. Man anser att orsaken till denna
|
||||
ligger i att den basolaterala membranen har en mycket högre permeabilitet för natrium än för
|
||||
kalium. Membranpotentialen kommer alltså att till största delen bestämmas av
|
||||
jämviktspotentialen för natriumjoner, som för dessa celler är ca 140 mV. Man skulle kunna
|
||||
säga att den permeabilitetssituation som råder i den basolaterala membranen i vila, liknar
|
||||
permeabilitetssituationen i en nervcell under en aktionspotential. För den andra sidan av
|
||||
endotelcellerna dvs den luminala membranen (mot scala media) gäller helt andra förhållanden.
|
||||
Här är istället permebiliteten hög för både natrium- och kaliumjoner utan preferens för något
|
||||
enskilt jonslag. Den luminala membranen kommer därför enbart att ekvilibrera
|
||||
jonkoncentrationerna i endolymfan och cytoplasman i stria vascularisendotelet - man kan något
|
||||
förenklat se endolymfan som en utvidgning av stria vasulariscellernas cytoplasma. Endolymfan
|
||||
får därför ungefär samma sammansättning som intracellulärvätska och samma potential
|
||||
gentemot extracellulärrummet som stria vasculariscellernas vilomembranpotential dvs +80
|
||||
mV.
|
||||
|
||||
Bild 18 Hårcellerna omges av två olika extracellulära miljöer som skiljs åt genom "tight
|
||||
junctions" mellan hårcellerna.
|
||||
Den basolaterala ytan omges av extracellulärvätska. Denna del av cellen motsvarar ungefär
|
||||
miljön
|
||||
för
|
||||
en
|
||||
nervcell.
|
||||
Na+-K+
|
||||
ATPas
|
||||
i
|
||||
membranet
|
||||
ger
|
||||
ungefär
|
||||
samma
|
||||
koncentrationsdifferenser som för en nervcell dvs kemiska potentialer på +60 mV för Na+ och
|
||||
-90 mV för K+. Cellens vilomembranpotential är ca -70 mV eftersom membranet, precis som
|
||||
en nervcell, har en hög K+-permeabilitet och en låg Na+-permeabilitet.
|
||||
Den apikala ytan omges av endolymfa med ungefär samma sammansättning som
|
||||
intracellulärvätska. Apikalt finns alltså ingen skillnad i koncentrationen av något jonslag
|
||||
mellan cellens in- och utsida. Med andra ord, den kemiska potentialen för såväl Na+-, som
|
||||
K+-joner är lika med noll. Den svarta kvadraten visar schematiskt en stängd jonkanal. Om
|
||||
kanalen skulle öppnas så blir alltså den elektriska potentialskillnaden över membranet den enda
|
||||
drivande kraften för jonflödet genom kanalen. Den drivande kraften blir alltså 150 mV dvs
|
||||
endolymfapotential (80 mV) minus vilomembranpotential (-70 mV).
|
||||
|
||||
När jonkanalen öppnats (mellersta figuren) driver den elektriska potentialskillnaden
|
||||
över ciliets membran positiva joner in i cellen, vilket ger en depolarisering. Jonkanalen har
|
||||
ingen särskild selektivitet för något enskilt jonslag. Eftersom K+-joner dominerar i endolymfan
|
||||
kommer huvuddelen av strömmen genom kanalen att utgöras av K+-joner (även Ca2+-joner
|
||||
bidrar; se bild 15). När jonkanalen stängts (högra figuren) så repolariseras membranpotentialen
|
||||
tillbaka till vilomembranpotentialen genom ett utflöde av K+-joner genom det basolaterala
|
||||
membranets läck-kanaler.
|
||||
|
||||
Som framgår av figurerna är det alltså samma jonslag (kalium) som strömmar in i
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 32
|
||||
|
||||
cellen under depolarisationen resp. som strömmar ut under repolarisationen.
|
||||
|
||||
Vad är nu poängen med detta? Jo, om hårceller fungerade på samma sätt som
|
||||
nervceller, så skulle det vara olika jonslag som ansvarade för strömmen under de- resp.
|
||||
repolarisationen dvs depolarisation genom ett inflöde av Na+ och repolarisation genom ett
|
||||
uflöde av K+. Hos nervceller måste alltså Na+-K+ pumpen återställa de Na+-joner som flödat in
|
||||
i cellen under depolarisationen och de K+-joner som lämnat cellen under repolarisationen, för
|
||||
att inte koncentrationsskillnaderna i Na+ och K+ över cellmembranet successivt skall utjämnas.
|
||||
Membranpotentialen genomgår ett stort antal cykler av de- och hyperpolarisering när
|
||||
basilarmembranet svänger med frekvenser på exempelvis några 1000-tals Hz och Na+-K+
|
||||
pumpen skulle sannolikt få svårt att hinna med. Genom att låta både de- och repolariseringen
|
||||
ske via K+-joner så finns ingen risk att koncentrationsförhållandena över membranen ändras.
|
||||
|
||||
|
||||
Bild 19 Med noggranna mätningar av basilarmembranets rörelser har senare visats dels att
|
||||
vibrationsamplituden är mycket större, dels att basilarmembranet har bättre förmåga att
|
||||
separera ut olika frekvenser, än vad man kan förvänta sig enbart från de mekaniska
|
||||
egenskaperna, som beskrevs i bild 10. Hos djur är vibrationsamplituden ca 100 ggr större in
|
||||
vivo än hos lik. Vidare minskar amplituden drastiskt när man avbryter blodförsörjningen till
|
||||
innerörat eller om man slår ut cochlea-potentialen genom att stoppa Na+-K+ -pumpen i stria
|
||||
vascularis, som man kan göra genom att överdosera ett urindrivande läkemedel, furosemid.
|
||||
Eftersom ingen av dessa manipulationer påverkar basilarmembranets mekaniska egenskaper
|
||||
har man antagit att innerörat måste rymma en aktiv mekanism, som förstärker
|
||||
basilarmembranets vibrationer och som slås ut i dess försök. Man har visat att
|
||||
basilarmembranets vibrationer minskar vid stimulering av de efferenta fibrerna som hämmar de
|
||||
yttre hårcellerna, och man har därför förslagit att dessa celler är ansvariga för den aktiva
|
||||
förstärkningsmekanismen.
|
||||
|
||||
Hur skulle de yttre hårcellerna kunna förstärka basilarmembranets rörelser? När man
|
||||
studerat yttre hårceller in vitro har man funnit att dessa ändrar sin längd beroende på
|
||||
membranpotentialen. Vid depolarisation kontraherar hårcellerna längden minskar med upp till
|
||||
10% - denna egenskap saknas helt hos de inre hårcellerna. Man kan se längdförändringarna
|
||||
direkt i mikroskop (nedersta bilden) när man med mikroelektrod artificiellt ändrar hårcellens
|
||||
membranpotential.
|
||||
|
||||
Eftersom den basolaterala ytan av de yttre hårcellerna är fixerad vid basilarmembranet
|
||||
och cilierna vid membrana tektoria, har man framlagt hypotesen att:
|
||||
1) Hårcellernas längdförändringar utlöses av vibrationen av basilarmembranet - då böjs ju
|
||||
hårcellernas cilier och membranpotentialen ändras (vänster figur i mittenraden).
|
||||
2) Längdförändringarna kommer att utöva en kraft tillbaka på basilar- och tektorialmembranet,
|
||||
som ökar svängningsrörelserna i dem.
|
||||
|
||||
Vad är mekanismen för längdförändringarna? När man undersökt yttre hårceller i
|
||||
elektronmikroskop har man funnit att cellmembranet har en hög täthet av ett membranprotein,
|
||||
(höger figur i mittenraden). Detta protein är kopplat till cellens cytoskelett, som är format som
|
||||
ett nätverk under plasmamembranet. Med patch-clamp teknik har man kunnat visa att om man
|
||||
suger in en liten bit av membranet i en patch-clamp elektrod och sedan ändrar potentialen
|
||||
lokalt över membranbiten, så ändras membranbitens yta som ökar vid hyperpolarisering och
|
||||
minskar vid depolarisering. Man har föreslagit att proteinet känner av membranpotentialens
|
||||
storlek och genom en konformationsändring i proteniet ökar resp. miskar dess yta vid hyper-
|
||||
resp. depolarisering. Via kopplingen till cytoskelettet skulle ytförändringarna kunna överföras
|
||||
direkt till cytoskelettet och göra att hela cellen ändrar form. I cellens längdriktning utgörs
|
||||
cytoskelettets byggstenar sannolikt av spektrin, som är eftergivligt (spektrin är t.ex
|
||||
huvudkomponenten i erytrocyter, som ju lätt ändrar form) medan längs cellens omkrets är
|
||||
komponenterna istället aktinfilament, som är styvare. Hårcellernas formförändringar
|
||||
koncentreras på detta sätt till cellens längdriktning. Membranproteinet har döpts till prestin
|
||||
(presto = snabbt). Under senare år har man fått bevis för att också aktiva rörelser av cilierna
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 33
|
||||
|
||||
kan ge en kraft på basilarmembranet och detta skulle kunna vara ytterligare en mekanism för
|
||||
att förstärka basilarmembranets rörelser.
|
||||
|
||||
Sammanfattningsvis är det med all sannolikhet så att det endast är de inre hårcellerna, som är
|
||||
de verkliga receptorcellerna. De yttre hårcellerna har sannolikt en helt annan funktion,
|
||||
nämligen att förstärka basilarmembranets rörelser och förbättra frekvensupplösningen. Man har
|
||||
kunnat uppskatta förstärkningens storlek vid olika ljudstyrkor och funnit att den är som störst
|
||||
för ljud upp till 50 decibel. En tanke är att det är vardagliga svaga ljud (såsom tal, viskningar
|
||||
vilka ligger inom detta ljudstyrkeområde) som förstärks så att uppfattningen av dem
|
||||
underlättas.
|
||||
|
||||
Det har dessutom föreslagits att en del yttre hårceller också skulle kunna fungera som
|
||||
nociceptorer (”smärtreceptorer”). Detta har sin bakgrund i att de yttre hårcellerna innerveras av
|
||||
omyeliniserade axoner (se bild 4). Man har relativt nyligen upptäckt att vissa av de
|
||||
omyeliniserade axonerna i hörselnerven aktiveras vid mycket höga, potentiellt skadliga,
|
||||
ljudstyrkor. Denna nociceptiva funktion skulle kunna vara en förklaring till den upplevelse av
|
||||
smärta man kan få av mycket höga ljud.
|
||||
|
||||
|
||||
Bild 20 Ett annat fenomen, som fått klinisk betydelse, har också knutits till de yttre hårcellerna
|
||||
och innerörats aktiva förstärkningsmekanism. Man har nämligen visat att örat också kan,
|
||||
märkligt nog, sända ut ljud! Man kan upptäcka sådana utsända ljud, kallade “otoacoustic
|
||||
emissions” genom att placera en liten hörlur tillsammans med en mikrofon i hörselgången på
|
||||
ett sätt att man kan sända in en ljudpuls in i örat och registrera ljudbilden efteråt. Figuren visar
|
||||
exempel på sådana registreringar. Den första pulsen (kurvan överst, tidsintervall 0-3 ms)
|
||||
motsvarar ett klick-ljud försökspersonen lyssnat till och kort efter klick-ljudet (tidsintervallet
|
||||
5-20 ms) kan man registrera utsända ljud av olika frekvenser. Dessa s.k. “otoacoustic
|
||||
emissions” har tolkats som ett bevis för att innerörat har aktiva förstärkningssystem.
|
||||
Tolkningen är att ljudemissionen involverar yttre hårceller, som aktivt skapar vibrationer i
|
||||
basilarmembranet, vilka i sin tur skapar en tryckvåg i den omgivande perilymfan, som sedan
|
||||
fortleds via perilymfan bakåt till ovala fönstret, därefter baklänges genom hörselbenskedjan.
|
||||
Till sist sätts vibrationer upp i trumhinnan och därmed ljudvågor som går ut ur örat. Den
|
||||
kliniska betydelsen av “otoacoustic emissions” är att de finns redan hos spädbarn och kan
|
||||
därmed fungera som ett kliniskt test på att innerörat ”fungerar”, långt innan barnet kan
|
||||
medverka i ett konventionellt hörseltest.
|
||||
|
||||
Ytterörat
|
||||
|
||||
Bild 21 En första viktig funktion hos ytterörat är att skydda innehållet i mellan- och innerörat
|
||||
mot skador genom att dessa känsliga strukturer kan placeras inuti temporalbenet och enbart
|
||||
vara i kontakt med skallens utsida genom den smala hörselgången. En sådan konstruktion
|
||||
kommer emellertid också att påverka ljudvågorna. Ljudet reflekteras mot väggarna under
|
||||
passagen via aurikel och hörselgång och det blir en blandning av direkt och reflekterat ljud,
|
||||
med interfererens mellan dem, som når trumhinnan. Man kan undersöka hur ljudvågorna
|
||||
påverkas av ytterörat genom att placera en liten testmikrofon vid hörselgångens början (plats Y
|
||||
i figuren) resp. vid trumhinnan (plats T i figuren), samt en referensmikrofon omedelbart
|
||||
framför aurikeln. På detta sätt kan man jämföra ljudvågens utseende efter passagen genom
|
||||
aurikeln resp. hörselgången. I diagrammet till höger jämförs amplituden av en ren ton med
|
||||
olika frekvenser. Kurva Y visar skillnaden i amplitud omedelbart innanför aurikeln jämfört
|
||||
med utsidan. Kurva T visar skillnaden i amplitud vid trumhinnan jämfört med örats utsida.
|
||||
Genom att subtrahera kurva Y från kurva T får man amplitudförändringen från början till slutet
|
||||
av hörselgången (kurva H). Man ser att passagen genom ytterörat ger en relativt sett högre
|
||||
amplitud (ca 20 dB) i frekvensområdet 2-5 kHz (kurva T) och att aurikeln resp. hörselgången
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 34
|
||||
|
||||
tillsammans svarar för denna effekt - aurikeln har en resonansfrekvens på ca 5 kHz (kurva Y)
|
||||
och hörselgången runt 2 kHz (kurva H). Dessa frekvensområden motsvarar ungefär
|
||||
konsonanternas frekvenser i talområdet. Ytterörat kommer alltså att relativt sätt att medföra en
|
||||
högre styrka av konsonantområdet. Passagen genom ytterörat har också en viktig funktion i att
|
||||
bestämma från vilken riktning ett ljud kommer (se bild 32).
|
||||
|
||||
Trumhinnan och mellanörat
|
||||
|
||||
Bild 22 Mellanörat rymmer hörselbenen och kommunicerar med nasopharynx via
|
||||
örontrumpeten. Trumhinnan är fäst vid manubrium mallei och stapesplattan vid ovala fönstret.
|
||||
Mellanörats funktion är att öka “ljudtrycket”, vilket krävs för att sätta den förhållandevis tröga
|
||||
perilymfan i innerörat i rörelse. Om trumhinnan och hörselbensskedjan togs bort, och
|
||||
ljudvågorna fick träffa ovala fönstret direkt, så skulle de mesta reflekteras tillbaka och inte gå
|
||||
in till innerörat. Tryckökningen får man dels genom att trumhinnan har, som figuren visar, en
|
||||
större area (ca 0.5-1 kvadratcentimeter) än stapesplattan (ca 3.2 kvadratmillimeter), vilket gör
|
||||
att trycket blir större vid ovala fönstret. (Principen är densamma som en stilettklack, som
|
||||
koncentrerar det tryck hälen utövar på skosulan, till en klack med så liten spets att
|
||||
tryckökningen blir stor nog att ge avtryck i golvet). Dessutom är manubrium mallei något
|
||||
längre än stapes långa utskott (syns ej i den projektion som visas i figuren), vilket ger en
|
||||
hävstångseffekt. Sammantaget får man en tryckökning på ca 30 dB. Överföringen till innerörat
|
||||
är så effektiv att nästan all energi i det ljud som träffar trumhinnan överförs till innerörat -man
|
||||
kan visa att <1% av det ljud som träffar trumhinnan reflekteras tillbaka. Figuren i mitten visar
|
||||
hur stapesplattan rör sig - den svänger med centrum i den posteriora kanten dvs det är främst
|
||||
den anteriora delen som utövar ett tryck mot perilymfan. För att ytterligare belysa betydelsen
|
||||
av trumhinnan, hörselbenen samt även örontrumpeten, skall vi diskutera vad som händer om
|
||||
man selektivt stör funktionen hos var och en av dem.
|
||||
|
||||
Bild 23 Ett litet hål i trumhinnan leder inte till någon nämnvärd hörselnedsättning.
|
||||
Ljudöverföringen till innerörat bestäms ju framför allt av skillnaden i area mellan trumhinnan
|
||||
och ovala fönstret och en liten trumhinneperforation lämnar större delen av trumhinneytan
|
||||
intakt. Med större storlek på hålet får man dock en allt större hörselnedsättning (max ca 30 dB).
|
||||
|
||||
Bild 24 Om man istället skadar hörselbenen (övre bilden) och lämnar trumhinnan intakt, så får
|
||||
man en mycket stor hörselnedsättning (ca 60 dB). Dels försvinner mellanörats förstärkning helt.
|
||||
Dessutom kommer den intakta trumhinnan att absorbera största delen av ljudenergin hos de
|
||||
ljudvågor, som träffar den. Det är alltså en kraftigt försvagad ljudvåg som utbreder sig bakom
|
||||
trumhinnan och når ovala fönstret. Ljudvågen når dessutom både det ovala och det runda
|
||||
fönstret nästan samtidigt och tryckvågorna i perilymfan tar då delvis ut varandra.
|
||||
|
||||
Bild 25 En liknande situation (som den i bild 24) uppstår vid vad som kallas otoskleros, vilket
|
||||
innebär en succesivt tilltagande bentillväxt som minskar stapesplattans rörliget och till sist
|
||||
fixerar den till ovala fönstret (bilden till höger).
|
||||
|
||||
Bild 26 Om man slutligen täpper igen örontrumpeten, så kommer efter ett tag luften inuti
|
||||
mellanörat att absorberas av slemhinnans epitel. Det kommer då att uppstå ett undertryck i
|
||||
mellanörat, som leder till en indragning av trumhinnan vars rörlighet försämras. En allt större
|
||||
del av energin i ljudvågorna kommer inte att absorberas i trumhinnan och överföras till
|
||||
innerörat, utan kommer istället att reflekteras tillbaka från trumhinneytan. Om örontrumpeten
|
||||
får stå sluten en längre tid, som kommer mellanörat dessutom att fyllas av vätska, som
|
||||
secerneras av epitelcellerna. Örontrumpetens funktion är alltså att se till att det hela tiden är
|
||||
samma lufttryck på båda sidor om trumhinnan.
|
||||
|
||||
Örontrumpeten öppnas kortvarigt vid sväljning - på detta sätt gör man tryckutjämningar
|
||||
t.ex när man flyger - men är annars stängd. Örontrumpeten kan inte vara öppen ständigt. Då
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 35
|
||||
|
||||
uppstår nämligen s.k autofoni dvs ens eget tal fortleds upp i mellanörat via örontrumpeten och
|
||||
låter obehagligt starkt.
|
||||
|
||||
Bild 27 Ljud kan nå innerörat på ett annat sätt än via mellanörat. Om man sätter en stämgaffel
|
||||
mot huvudet, så hör man tydligt en ton och det räcker att stämgaffeln förlorar kontakten med
|
||||
skallen för att tonen skall försvinna. Ljudet leds alltså inte via luften utan istället direkt till
|
||||
innerörat genom vibrationer i skallbenet, som alstras av stämgaffeln. Man kallar denna typ av
|
||||
ljudledning för benledning. Benledning förklaringen till att man uppfattar ljudet från sitt eget
|
||||
tal (som leds både via luft- och benledning) annorlunda än när man lyssnar på en inspelning av
|
||||
det (i en inspelning saknas ju benledning). Den högra bilden visar en viktig klinisk tillämpning
|
||||
av benledning, s.k. benförankrade hörapparater, som kan användas när en hörselnedsättning har
|
||||
sin bakgrund i störningar i mellanörats funktion såsom otoskleros (bild 25). I temporalbenet
|
||||
inopereras en vibrator som via radiolänk står i kontakt med ljudprocessor, fäst (med magnet)
|
||||
ovanpå huden bakom ytterörat. Vibratorn skapar vibrationer i skallbenet och leder således
|
||||
ljudet vidare via benledning till innerörat.
|
||||
|
||||
De centrala hörselbanorna
|
||||
|
||||
Bild
|
||||
28
|
||||
Denna
|
||||
bild
|
||||
visar
|
||||
hörselbanornas
|
||||
anatomi.
|
||||
Hörsernerven
|
||||
terminerar
|
||||
i
|
||||
cochleariskärnorna i hjärnstammen. Därifrån går två fiberstråk, ett bakre (från den posteriora
|
||||
cochleariskärnan) och ett främre (från den anteriora cochleariskärnan). Det främre kallas även
|
||||
corpus trapezoideum. Fiberstråken är början på uppåtstigande banor till thalamus. I thalamus
|
||||
omkopplas hörselinformationen i corpus geniculatum mediale (= mediala knäkroppen), som i
|
||||
sin tur projicerar till primära hörselbarken. I hörselbanan upp till thalamus finns några
|
||||
omkopplingskärnor t.ex. nucleus olivaris superior (= övre olivkärnan) och colliculus inferior.
|
||||
Notera att hörselbanorna ascenderar såväl ipsi-, som contralateralt och att det dessutom finns
|
||||
commisurbanor mellan höger och vänster sida (t.ex. mellan colliculi inferiores). Vid totalt
|
||||
bortfall av en sidas hörselbark blir man alltså inte döv på ena örat. Commisurbanorna används
|
||||
för att identifiera från vilken rikting ett ljud kommer (se vidare bild 31).
|
||||
|
||||
Bild 29 Hörselbarkens lokalisation har man fastställt genom registrera potentialförändringar s.k
|
||||
"evoked potentials" från hjärnbarksytan på vakna patienter under hörselstimulering (hörlurar)
|
||||
vid neurokirurgiska operationer. Lokalisationen av hörselbarken har man senare verifierat med
|
||||
blodflödesmätningar i hjärnan (PET, fMRI) under ljudstimulering. Det markerade området
|
||||
visar primära hörselbarken, som ligger i temporalloben.
|
||||
|
||||
Bild 30 På försöksdjur kan man undersöka hur CNS bearbetar informationen från hörselnerven.
|
||||
Eftersom innerörat analyserar ljudets frekvenssammansättning, är det naturligt att man studerat
|
||||
hur frekvenser representeras i CNS. Figuren illustrerar hörselbarkens yta och skall visa att
|
||||
hörselbarken uppvisar en s.k tonotop organisation dvs celler med angränsande frekvenser
|
||||
ligger bredvid varandra i hjärnbarken. Den frekvens som nervccellerna är känsliga för ökar
|
||||
alltså systematiskt när man förflyttar sig i en viss riktning över hjärnbarksytan. De olika
|
||||
banden illustrerar cortexområden som analyserar olika frekvenser.
|
||||
|
||||
Bild 31 Vad skiljer då cellerna i ett och samma band åt? Jo, cellerna detekterar ljudkällans
|
||||
riktning så att ljudkällor från olika riktningar aktiverar olika populationer av celler i respektive
|
||||
“frekvensskiva”. Man har visat att riktningen kodas genom att nervcellerna är känsliga för de
|
||||
amplituder respektive tidskillnader, som finns mellan ljudet i det högra och det vänstra örat.
|
||||
Som figuren till höger visar så är avståndet till de två öronen från en ljudkälla olika, vilket gör
|
||||
att ljudet tar lite längre tid (några mikrosekunder) att nå det öra som ligger längst bort samt att
|
||||
ljudet hinner försvagas något under vägen till detta öra. Celler i hörselbarken är känsliga för
|
||||
sådana tids- och amplitudskillnader. Känsligheten för tids- och amplitudskillnader mellan de
|
||||
två öronen finns faktiskt redan i celler längre ner i hörselbanorna, i reläkärnor som t.ex. övre
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 36
|
||||
|
||||
olivkärnan. I hörselbanan finns commissurbanor (se bild 28), som kopplar samman information
|
||||
från höger och vänster sida till samma nercell. Dessa är grunden för att kunna registrera tids-
|
||||
och amplitudsskillnader mellan öronen. En annan skillnad mellan olika celler i
|
||||
samma ”frekvensband” är att de kan kräva olika ljudstyrka för att aktiveras – vissa celler
|
||||
aktiveras vid svagare ljud, andra först vid högre ljudstyrka.
|
||||
|
||||
Bild 32 Tids- resp. amplitudskillnaden mellan ljudvågen i de båda öronen fungerar för att
|
||||
bestämma en ljudkällas riktning i sidled. Denna figur skall visa att dessa strategier inte
|
||||
fungerar för att bestämma en ljudkällas riktning i höjdled eller för att avgöra om ljudkällan
|
||||
ligger framför eller bakom huvudet. Figuren överst till vänster skall illustrera att avståndet till
|
||||
vartdera örat är detsamma för en ljudkälla rakt framför huvudet som för en motsvarande
|
||||
ljudkälla rakt bakom. Så gäller för alla ljudkällor i ett och samma sagittalplan (figuren nederst
|
||||
till vänster). Tids- respektive amplitudskillnader kan därmed inte skilja dessa riktningar åt. För
|
||||
att lösa detta problem, så används ytteröronen! Olika ljud har nämligen lite olika klangbild
|
||||
beroende på att de reflekteras på olika sätt mot ytterörats vindlingar (högra figuren). Man har
|
||||
visat att personer som saknar ytteröron har problem med att identifiera en ljudkällas riktning i
|
||||
höjdled. Man kan experimentellt skapa samma problem på försökspersoner med intakta
|
||||
ytteröron, om man fyller ytterörats vindlingar med modellera.
|
||||
|
||||
Syftet med riktningshörsel är förstås att kunna selektera ut ljud t.ex. att kunna lyssna selektivt
|
||||
på en persons tal i en omgivning där flera samtal pågår runt omkring. Denna förmåga benämns
|
||||
ibland ”cocktailfenomenet” (eftersom den ju krävs vid deltagande i ett ”cocktailparty”).
|
||||
|
||||
Bild 33 Precis lateralt om den primära hörselbarken (A1 = primary auditory cortex) har man på
|
||||
apa funnit tre hierarkiskt högre hörselområden, som ligger parallellt med primära hörselbarken
|
||||
och som får information från den. Det tre områdena benämns AL (anterolateral), ML
|
||||
(middle-lateral), CL (caudolateral). Nervceller i dessa områden aktiveras inte av toner utan av
|
||||
mer komplexa ljud som innehåller flera frekvenser. Apors kommunikationsljud tycks aktivera
|
||||
nervceller i AL-området. Nervceller i CL-området bestämmer från vilken riktning ett ljud
|
||||
kommer (olika nervceller aktiveras för olika riktningar). Från de två områdena går sedan banor
|
||||
(röda och blå pilar) vidare genom olika delar av hjärnan. Detta har lett till hypotesen att hjärnan
|
||||
har skilda system för att lokalisera respektive för att identifiera ljud. Banorna (blå) från CL
|
||||
området anses överföra information om ljudkällans riktning (motsvarande synsystemets ”where
|
||||
stream”; se synkompendiet). Röda pilar från AL-området anses vara bansystem för att
|
||||
identifiera själva ljudet (motsvarande synsystemets ”what stream”; se synkompendiet). Hos
|
||||
människa är naturligtvis analysen av språkljud centralt vilket förstås inte tas upp i denna
|
||||
modell från försök på apa.
|
||||
|
||||
|
||||
Kontroll av transmissionen i hörselbanor och mellanöra
|
||||
|
||||
På flera nivåer i hörselbanorna finns projektioner tillbaka till lägre relästationer för att
|
||||
kontrollera signaleringen genom dem. Exempelvis finns hämmande banor från hörselbarken
|
||||
tillbaka till mediala knäkroppen och från mediala knäkroppen tillbaka till colliculus inferior.
|
||||
Som tidigare nämnts innehåller hörselnerven också efferenta fibrer. De utgår från ett område
|
||||
nära övre olivkärnan och hämmar hårcellerna. Ett ytterligare kontrollsystem och som är
|
||||
kliniskt viktigt, är den s.k. akustiska mellanörereflexen.
|
||||
|
||||
Bild 34 Den akustiska mellanörereflexen innebär att starka ljud utlöser en kontraktion av m.
|
||||
stapedius och m. tensor tympani, som fäster i hörselbenen. Kontraktionen minskar
|
||||
hörselbenens vibration. Den vänstra i figuren visas hur stapesplattans vibrationer minskar
|
||||
(symboliserat genom en mindre storlek på den svarta pilen vid stapesplattan jämfört med
|
||||
pilarna på hörselbenen och mot trumhinnan) vid kontraktion av stapediusmuskeln (röd pil).
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
## Page 37
|
||||
|
||||
Syftet med reflexen är alltså att skydda innerörat mot starka skadande ljud. Reflexen har en
|
||||
latens på ca 25-150 ms, vilket innebär att snabba s.k "impulsljud" inte hinner blockeras av
|
||||
reflexen. Dessa ljud ger också särskilt stor risk för hörselskador. Den högra bilden visar
|
||||
schematiskt hur den akustiska mellanörereflexen kan undersökas i kliniken. Eftersom
|
||||
kontraktionen av stapediusmuskeln ökar styvheten hos hela systemet trumhinna-hörselben, så
|
||||
kommer en större andel av de ljudvågor som träffar trumhinnan under en pågående
|
||||
stapediusreflex att reflekteras tillbaka. Denna reflexion kan man mäta genom att med en liten
|
||||
sond placerad i hörselgången ge en ton och med en mikrofon samtidigt mäta styrkan på ljudet i
|
||||
hörselgången (större ljudstyrka innebär att en större del av ljudet återreflekteras). Med en sådan
|
||||
undersökning kan man t.ex. diagnosticera ett avbrott i hörselbenskedjan vilket leder till att
|
||||
reflexen bortfaller i det skadade örat.
|
||||
|
||||
Bild 35 Kopplingsschemat för den akustiska mellanörereflexen. De motorneuron som hör till
|
||||
stapediusmuskeln ligger i facialiskärnan. Reflexbanan till dessa motorneuron går från
|
||||
hårcellerna, via den ventrala cochleariskärnan, samt nucl. olivaris sup. Lägg märke till att
|
||||
neuronen i nucl. olivaris sup. har en kollateral som korsar över till motsatta sidan.
|
||||
Ett starkt ljud i ett öra ger alltså en muskelkontraktion bilateralt.
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user