HC.2 - Het binnenoor

Question 1

wat zijn normale prestaties van het auditieve systeem?

Answer 1

• Drempel vibraties: 0,3 nm in cochlea
• frequenties van 50-16000 Hz
• frequentieverschillen van < 1%
• minimaal waarneembaar hoekverschil tussen 2 geluidsstromen ca 1 gr
• precisie in intraurale tijdsverschillen 10 us (goed ivm dieren)

Question 2

wat is het slakkenhuis en waaruit bestaat dit?

Answer 2

Cochlea = slakkenhuis met daarin het binnen oor

Wat: buis die om een kern heen slingert naar de binnenkant van het oor toe –> richting is schuin omhoog en naar voren

Kern: modiolus = ganglion spirale –> n cochlearis (8)

Bestaat uit
- Scala vestibuli: bovenkant –> contact met het evenwichtsorgaan
- scala tympani: onder –> contact met het ronde venster
- Scala media = ductus cochlearis –> hierin orgaan van Corti

Scala media wordt omgeven door:
- stria vestibularis
- basilair membraan
- membrana vasculares = membraan van Reissner
Via ductus reuniens verbonden met de rest van het labyrintW

Question 3

wat doet het orgaan van corti?

Answer 3

Detectie trillingen die zich voortplanten en omzetten in een elektrisch signaal (AP)

Eigenlijke receptor binnen oor

Ligt als een epitheel laag over de gehele lengte van het basilair membraan –> trillingen omzetten in elektrisch signaal

Question 4

wat is het promontorium?

Answer 4

Basale winding van de cochlea

Question 5

hoe verloopt de cochlea?

Answer 5

Buis wordt steeds dunner en is te verdelen door een schot = lamina spiralis ossea

Deze is deels onderbroken door een vlies = basilair membraan –> hierop rust het orgaan van Corti (eigenlijke receptor orgaan van het binnenoor)

Question 6

Welke soorten labyrint zijn er?

Answer 6

1. Vliezige labyrint:
   - gevuld met endolymfe: geproduceerd in de ductus cochlearis (door stria vasuclaris) en Geresorbeerd in de saccus endolymfaticus

a) ductus semicircularis: evenwicht (detectie versnellingen)
b) utriculus: horizontale stand
c) sacculus: detectie verticale stand
d) ductus cochlearis (scala media)
f) saccus endolymfaticus: vloeistof in labyrint wordt hierdoor opgenomen

2. Benige labyrint = gedeelte in rotsbeen dat zich om het vliezige labyrint bevindt
   a) canales semicircularis; onderdeel evenwichtsorgaan (zit om de ductus)
   b) cochlea: zit rond de ductus
   c) vestibulum; rond utriculus en sacculus

Tussen vliezige en benige labyrint bevindt zich perilymfde –> lijkt op CSF

Question 7

wat is kenmerkend voor de samenstelling van endolymfde?

Answer 7

hoge concentratie K en lage Na

Question 8

hoe verloopt het vliezige labyrint?

Answer 8

• Voetplaat stapes in contact via ovale venster
• contact met scala vestibule
• loopt door tot het helicotrema = apex
• hier komen scala vestibuli en scala tympani samen –> vestibuli gaat over in tympani
• scale tympani eindigt in het ronde venster
• Scala media: vliezen –> continu (doorlopend) met het evenwichtsorgaan

Question 9

welke zenuw is betrokken bij het oor?

Answer 9

Ganglion spirale = ganglion cochleare –> hierin neuronen –> vezels lopen naar n coclearis –> gaat samen met de n vestibularis tot n. vestibulocochlearis (n 8)

Question 10

wat doet een geluidsgolf?

Answer 10

Lopende golf = traveling wave –> lopende golf theorie van Von Bekesy

• Bereikt afh van de frequentie op een specifieke plek in de cochlea een maximum amplitude
• dooft hierna snel uit
• op de plek van de maximale amplitude worden de haarcellen geactiveerd

Hoge frequenties: pieken meer aan et begin (basale windingen) –> snel trillen

lage frequenties pieken meer aan het eind (bij de apex) –> langzaam trillen

Basilair membraan: smal en stijf aan de basis –> viool
En breed en slap aan de apex –> contrabas

Question 11

Op welk principe is het lokalisatie principe gebaseerd?

Answer 11

Tonotopie: ligging maximum angst af van de frequentie omdat de stijfheid van het basilair membraan verandert over de cochlea

2 haarcellen die naast elkaar liggen worden door dezelfde frequenties geactiveerd

Question 12

welke haarcellen zijn er?

Answer 12

1 rij binnenste haarcellen voor het doorgeven van signalen

3 rijen buitenste haarcellen: gevoeligheid en aanpassen op geluidssterkte

Question 13

Hoe werken de haarcellen?

Answer 13

Stereocilia (haartjes) op de apicale zijde zitten in een gelei = membrana tectoria

Als de haartjes bewegen –> verandering elektrische eigenschappen van de haarcellen –> wel of geen activatie

Dus basilair membraan gaat trillen –> verschuiving membrana tectoria –> afbuigen haartjes
- eerst upward face
- daarna downward face
De haartjes bewegen in dezelfde frequentie

Question 14

wat zijn kenmerken voor de binnenste haarcellen?

Answer 14

• bewegingsdetectie basilliair membraan –> activatie n cochlearis (LO: voert zelf geen AP en is geen neuron)
• Door vezels van ganglion spinale (afferente vezels)
  Wss wel iets van efferente vezels ook
• meer dan 90% vd (afferente) dendrieten van de ganglioncellen zitten op de binnenste haarcellen –> geluidsinfo naar de hersenen
• een dendriet van een ganglion maakt contact met 1 binnenste haarcel –> elke binnenste haarcel wordt door ganglioncellen ginnerveerd

Question 15

hoe werken de binnenste haarcellen?

Answer 15

• afbuigen haartjes in de richting van hoogste stereocilia in de richting van de stria vasculaire (lateraal)
• tip links (specifieke draadjes) trekken een kanaaltje open
• K stroom naar binnen (kation kanaal)
  a) in endolymfe is [K] hoog (Cave: normaal juist laag extracellulair)
  b) een hoge potentiaal (= 80 mV) verschil
• depo cel (MP meer +)
• openen Ca kanalen aan basale zijde vd cel
• Ca stroomt de cel in
• vesicles fuseren met membraan
• storten glutamaat uit
• AP in afferente zenuw
• als toon weg is sluiten de kanalen weer

Question 16

wat is kenmerkend voor de k concentratie bij de binnenste haarcellen?

Answer 16

Endolymfe: hoog K concentratie –> amicale zijde

Aan de basale zijde zit de perilymfe –> verhouding K is normaal –> K cel uit –> repolarisatie

Question 17

wat gebeurt er bij de hyperpolarisatie?

Answer 17

K kanalen weer dicht

membraan potentiaal weer negatiever

Question 18

wat bepaalt een beetje welke kanalen wanneer open gaan?

Answer 18

De frequentie –> MP gaat dus ook op en neer

Question 19

wat is de MP in rust?

Answer 19

Er staan wel wat kanalen vn Ca open –> niet 0.

Question 20

Hoe gaat geluid door de basilair membraan heen?

Answer 20

Als een sinus
- als omhoog: haartjes buigen af naar rechts –> depo
- als omlaag: haartjes buigen af naar links –> hyperpolarisatie –> kanaaltjes nog meer dicht dan in rust –> onder de ruststand

In rust = geen geluid –> nog wel enige kanaaltjes open dus

Question 21

waarom is de hyperpolarisatie belangrijk?

Answer 21

Verhoogd de dynamische range

Question 22

wat zijn kenmerken voor de buitenste haarcellen?

Answer 22

• bewegingsdetectie basilair membraan voor een veranderde gevoeligheid van het orgaan van Corti –> zodat hele zachte geluiden ook horen
• Efferente innervatie: hersenactiviteit kan dus de gevoeligheid van de cochlea veranderen
• door de buitenste haarcellen is er bij veel lagere stimuli al meer activatie
  a) meer gevoelig voor zachte geluiden
  b) bij harde geluiden niet per se hele gevoelig
• Compressie: gevoeligheid bij harde geluiden is juist veel minder dan bij zachte geluiden

Question 23

hoe werken de buitenste haarcellen?

Answer 23

Prestine: spanningsafhankelijke beweging in de richting van de lengte as

• Cel wordt:
  a) depo: korter
  b) hyperpolarisatie: langer
• De lengte verandert obv MP –> eigenschappen van membraan van Corti veranderen hierdoor

DUS: MP verandert de mechanische eigenschappen van de cel –> dynamische range verhoogt (door compressie) en dus gevoeliger voor zachte geluiden en ongevoeliger voor harde geluiden

• belangrijk bij frequentie selectiviteit
• veraentworodeijk voor foto-akoestische emissies

Question 24

welke cellen gaan als eerste kapot en wat is hiervan de consequentie?

Answer 24

De buitenste haarcellen zin hele kwetsbaar en gaan dus als eerste kapot

zachte geluiden minder goed verstaan

Question 25

Wat is het belang van tip links en wat is de gevoeligheid?

Answer 25

Mutaties van eiwitten die hierbij betrokken zijn kunnen leiden tot doof of slechthorendheid ze zijn heel kwetsbaar en gaan makkelijk kapot

Question 26

wt zijn oto-akoestische transmissies?

Answer 26

= zeer zwakke geluiden die door de buitenste haarcellen geproduceerd worden als reactie op geluiden (of zelfs spontaan) --> meten van gevoelig microfoontje in de gehoorgang 1. Spontaan (SOAE's): enkel bij sommige mensen 2. Geïnduceerd: als reactie op extern geluid a) Transient evoked OAE's: door korte klik of toon b) Distortion product OAE's: bij twee verschillende tonen --> 3e toon door binnenoor als reactie op de interactie van twee aangeboden tonen

Question 27

waarop duiden de aanwezigheid van OAE's?

Answer 27

Buitenste haarcellen goed functioneren

Question 28

waarvoor worden OAE's gebruikt?

Answer 28

1. Baby's en kind: screening --> eenvoudig en niet invasie 2. Diagnose gehoorverlies a) blootstelling lawaai b) veroudering c) oto-toxische medicatie

Question 29

wat is frequentie selectiviteit?

Answer 29

= vermogen van de cellen om specifieke frequenties (toonhoogtes) van geluid nauwkeurig te onderscheiden en versterken

Question 30

door welke mechanismen kunnen we subtiele verschillen in toonhoogte horen?

Answer 30

De buitenste haarcellen zijn verdeeld over de gehele cochlea en reageren afhankelijk van waar ze zich bevinden op een specifieke toonhoogte --> beweging van basilair membraan versterken (vooral voor zachte geluiden)

Question 31

welke drie rollen hebben de buitenste haarcellen?

Answer 31

1. actieve versterking: door beweging basilair membraan = cochleaire versterking 2. frequentiescheiding: begrijpen van complexe geluiden zoals spraak en muziek 3. Scherper gehoor: nauwkeurigheid in toonhoogtes

Question 32

hoe ontstaat haarcel beschadiging?

Answer 32

Oorzaak: mechanisch --> stereocilia zijn afgebroken --> regeneren niet Door langdurige overstimulatie van de binnenste en BUITENSTE haarcellen door bvb machines, muziek of ototoxische medicatie (aminoglycosiden, cisplatinum) Kan ook dat ganglioncellen worden aangetast --> niet regenereren

Question 33

wat is tinnitus waardoor komt het?

Answer 33

Gehoorschade door bvb harde muziek Duur: gaat meestal in een aantal dagen over maar kan voor de rest van leven blijven

Question 34

Wanneer treedt er schade op aan het gehoor? hoe vaak komt dit voor?

Answer 34

Gehoor gemaakt voor 60 dB --> harder geluid kan dus schade geven 93% vd mensen tussen de 18 en 30 jaar heeft last van het gehoor na het uitgaan --> op lange termijn problemen geven Dus beperken van schade op jonge leeftijd kan problemen later voorkomen

Question 35

Wat is ouderdomsslechthorendheid?

Answer 35

Presbyascusis Wat: verlies van vooral de hoge tonen Oorzaken: meestal verlies vn haarcellen --> mn de buitenste, maar ook wel binnenste Vooral door cumulatieve lawaaischade 1. Problemen met middenoor 2. problemen met stria vasculaire (doet endocochleaire potentiaal) 3. Problemen met haarcel innervatie: vooral in rumoerige omgeving gesprek voeren problemen 4. Centraal: bvb afname aantal cellen in de temporaal kwab

Question 36

Op welke twee manieren doen we toonhoogte coderen?

Answer 36

1. Tonotopie: plaats principe --> een bepaalde plek codeert voor een bepaalde frequentie 2. Frequentie principe: phase locking of volley Principe (lage frequenties) --> Vuurgedrag in de zenuw (verandering potentiaal in de haarcel) kan info geven over de gecodeerde frequenties --> de tijd tussen 2 AP kan iets zeggen over de toonhoogte

Question 37

wat is een tuning curve?

Answer 37

Relatie tussen frequentie van een geluid en intensiteit (volume) die nodig is om een reactie te veroorzaken in een specifieke haarcel of neuron Voor: gevoeligheid van de individuele neuronen in de cochlea voor specifieke geluidsfrequenties Horizontaal: frequentie Verticaal: intensiteit --> drempelwaarde

Question 38

wat geeft het laagste punt in de tuning curve weer?

Answer 38

Karakteristieke frequentie = waar de cel het meest gevoelig voor is --> intensiteit is het laagst --> dus de frequentie waarbij het minst harde geluid nodig is voor een cel om te gaan vuren Elk deel van het basilair membraan is het meest gevoelig voor een specifieke frequentie  de haarcellen daar reageren vooral op die frequentie, maar kunnen ook op nabijgelegen frequenties reageren Bij een laag volume zal een haarcel/neuron alleen reageren op geluid dat dicht bij zijn karakteristieke frequentie ligt Wanneer het geluid harder wordt, kan dezelfde cel ook reageren op frequenties buiten zijn meest gevoelige bereik

Question 39

wat weerspiegelt de tuning curve? Wat zie je bij een gezond gehoor en bij gehoorverlies?

Answer 39

De frequentie selectiviteit van een cel Hoe scherper: hoe meer de cel alleen op een smalle band van frequenties reageert --> hoe beter de selectiviteit en de nauwkeurigheid van de toon waarneming Gezond gehoor: scherpe curves --> heel precies in onderscheiden Gehoorverlies: minder scherp --> moeite met onderscheiden van kleine verschillen in toonhoogte

Question 40

wat is fase locking?

Answer 40

Bij lage tonen/frequenties (< 1000 Hz) vuurt elke haarcel of neuron in de cochlea synchroon met de geluidsgolven AP --> in fase met de golven van het geluid DUS: vuursnelheid = frequentie van het geluid Hieruit blijkt dat de tijd tussen 2 AP iets kan zeggen over de toonhoogte Bvb als je een geluid van 200 Hz hoort, zullen de neuronen ongeveer 200 keer per seconde vuren  de haarcellen die verbonden zijn met die neuronen bewegen op dezelfde manier met de geluidsgolven DUS: - lage tonen veroorzaken trillingen van de basillaire membraan op een specifieke locatie - de haarcellen in dat gebied buigen in fase met de geluidsgolven - AP in de gehoorzenuw direct gerelateerd met de frequentie van het geluid

Question 41

wat is de beperking voor de frequentie selectiviteit?

Answer 41

Werkt alleen voor lage frequenties Bij hoge frequenties (1000-4000 Hz) NIET --> de zenuw kan niet snel genoeg vuren om synchroon te lopen Geluid > 4000 Hz: de binnenste haarcel kan de individuele sinussen niet meer volgen --> gedurende geluid depo en hoe harder geluid hoe verder de depo --> hierdoor neemt het onderscheid tussen depo en hyperpolarisatie af --> hiervoor wordt dus het plaats principe meer gebruikt

Question 42

wat is het volley principe en waarvoor geldt dit?

Answer 42

Voor: hogere frequenties Wat: door de refractiaire periode is er een limiet aan hoe snel 1 neuron kan vuren om de geluidsgolf te volgen Volley: meerdere neuronen werken samen door in volley te varen waarbij ze samen de frequentie van de geluidscyclus coderen --> samen vormen de AP van meerdere neuronen een compleet patroon dat de frequentie van de geluidsgolf weergeeft Elke cel vuurt op een ander moment in de golf cyclus van het geluid zijn AP --> hersenen gezamenlijke info interpreteren als een toon

Question 43

werkt het volley principe ook voor laag frequente geluiden?

Answer 43

< 4000 Hz kan een bundel vezels in de n VIII voor iedere periode een volley (= borst van meerdere synchrone AP verdeeld over meerdere vezels) genereren Interval tussen 2 volley's is een maat voor de frequentie = volley principe voor frequentie codering

Question 44

hoe wordt de intensiteit van de toon gecodeerd?

Answer 44

1. Mate van depo = frequentie van vuren in de afferente vezels DUS; hoe meer depo --> hoe meer de haartjes buigen --> hoe meer kanaaltjes open --> hoe verder de deo --> hoe meer K naar binnen --> hoe meer Nt wordt afgegeven 2. Aantal haarcellen dat geactiveerd wordt Vervolgens - hoe hoarder hoe hoger de vuur frequentie - verschillende afferente vezels op dezelfde haarcel hebben verschillende gevoeligheid; sommige een lagere drempel (vuren bij zacht geluid) en sommige hele hoge drempel (vuren pas bij harde geluiden)

Question 45

Wat zegt de vuurfrequentie?

Answer 45

Zegt iets over de intensiteit MAAR voor laag frequent: vuurfrequentie kan ook iets zeggen over de frequentie van het geluid --> door phase locking: doordat in fase loopt kan je de tijd tussen 2 momenten bepalen en zo iets zeggen over de frequentie