Manuel S Malmierca, M.D., Ph.D. University of Salamanca and Institute of Neuroscience

Transcripción

1 Manuel S Malmierca, M.D., Ph.D. University of Salamanca and Institute of Neuroscience

2 El sistema auditivo

3 First musical instrument a.c., Grubgrabenflöte Hickmann & Eichmann (eds.) Archaeology of early sound production and tonal scales. Publikationen des Deutschen Archäologischen Institutes, Berlin (2003)

4 El estímulo sonoro

5 El estímulo sonoro

6 El estímulo sonoro: frecuencia e intensidad

7 Sound and Sound propagation Wave length Sound pressure Amplitude Wavelength c = * = 330m/s = Frequency = number of cycles/s =Hz

8 Pure tones and complex sounds Zeit aaa Periodische Klänge (=Harmonische Klänge) haben eine Tonhöhe!

9 Properties of a sine wave Frequency: Cycles per second, or Hertz (Hz). Phase: angle (degrees). Amplitude: decibels (db)

10 Decibel Scale Relative Logarithmic db SPL 10 log 10 I I 0 20 log 10 p p 0 Reference pressure p 0 = 2x10-5 Pa (hearing threshold 1kHz)

11 Measuring Loudness: The decibel scale Because the dynamic range of the ear is so great, sound amplitude is expressed on a ratio scale (log 10 ), not an interval (linear) scale. 0 db corresponds the average human absolute threshold for hearing. A 6 db increase corresponds approximately to a doubling of sound pressure.

12 El estímulo sonoro: Frecuencia e intensidad

13

14 Hearing Far-range sense-- like the visual sense Signals also invisible events Essential for communication of animal and men (speech; Helen Keller: Being deaf is worse than being blind blindness isolates from objects, deafness from men. )

15 La información que llega a los oídos no se puede separar y las ondas individuales se combinan y forman una única onda compleja que llega al oído.

16 Tonhöhenillusion

17 Sensibilidad del oído humano a la frecuencia del sonido

18 Estructura del sistema auditivo periférico

19 Estructura del oído externo

20 Estructura del oído medio

21 Por qué las ondas de sonido simplemente no mueven directamente la membrana de la ventana oval?

22 Function of the Middle Ear

23 Function of the Middle Ear Transformation: Pressure p Area: A l : A s = 17 : 1 Lever deflexion d : l m : l i = 1,3 : 1 combined: d / p = 22 : 1 p / d = z * Impedance * Frequency

24 Estructura del oído interno: la cóclea

25 The Inner Ear (Osseous Labyrinth) Vestibular Nerve Cochlea Sacculus

26 The Cochlea, a three storied Snail-shell Corti-Organ Malleus Tympanic membrane Incus Stapes Scala vestibuli Scala media Oval window Round window Scala tympani

27 Travelling wave in the Cochlea

28 Travelling wave in the Cochlea Travelling wave (Cord model) Travelling wave envelope Onda de desplazamiento envolvente

29 Respuesta de la membrana basilar al sonido: La onda viajera de von Békésy

30 Travelling wave in the Cochlea Low Frequency

31 Travelling wave in the Cochlea High Frequency

32 Frequency Analysis in the Cochlea

33 Frequency Analysis The Fourier Analysis: Is a mathematical method used to breakdown a complex periodical signal into its sinusoidal components + =

34 Frequency Analysis = + +

35 Frequency Analysis Fundamental frequency ( 1. Harmonic): Sine wave with the lowest frequency 440 Hz Fundamental 2 x 440 Hz (880) 2. Harmonic 3 x 440 Hz (1320) 3. Harmonic Amplitude F Fourier- Spectrum Frequency

36 Respuesta de la membrana basilar al sonido: La cocleotopía

37 Estructura del oído interno: la cóclea

38 Estructura del oído interno: la cóclea

39 El órgano de Corti: estructuras asociadas

40 El órgano de Corti: células receptoras

41 Detalles del órgano de Corti: IHC OHC

42 Por qué se despolarizan las células ciliadas?

43 Transducción de las células ciliadas Reposo Sonido

44 Por qué se despolarizan las células ciliadas?

45 Por qué se despolarizan las células ciliadas?

46 Para qué sirven las células ciliadas externas?

47 Para qué sirven las células ciliadas externas?

48 When depolarize the outer hair cells contract Inner hair cell Outer hair cells Stimulus propagation Amplification

49 Sound effect on a outer hair cell

50 Hearing loss

51 Para qué sirven las células ciliadas externas?

52 Inervación de las células ciliadas

53 Nervio auditivo

54 The brain From Bear Connors and Paradiso: Neuroscience, Exploring the brain

55 The human auditory brain Kiang and Peake (1988)

56 The human auditory brain Auditory cortex Medial geniculate body (Thalamus) Dorsal cochlear nucleus Ventral cochlear nucleus Inferior colliculus Lateral lemniscus Cochlea Spiral ganglion Superior olive (Adapted from Bear et al)