Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương

2021-09-20 02:32 PM

Sự định hướng không gian của các tín hiệu sau đó sẽ được truyền tới vỏ não thính giác, nơi mà hướng của âm thanh được xác định bởi vị trí các tế bào thần kinh bị kích thích tối đa.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Một người xác định phương ngang mà âm thanh đến bởi hai hai cách chính: (1) thời gian trễ giữa sự tiếp nhận âm thanh vào tai này với sự tiếp nhận ở tai kia, và (2) sự khác biệt giữa cường độ âm thanh ở hai tai.

Cơ chế đầu tiên hoạt động tốt nhất ở tần số dưới 3000 chu kì/giây, và cơ chế thứ hai hoạt động tốt nhất ở các tần số cao hơn bởi vì đầu là chướng ngại lớn cho âm thanh ở những tần số này. Cơ chế thời gian trễ phân biệt hướng chính xác hơn nhiều so với cơ chế về cường độ âm bởi vì nó không phụ thuộc vào các yếu tố ngoại lai mà chỉ phụ thuộc vào khoảng thời gian chính xác giữa hai tín hiệu âm thanh. Nếu một người đang nhìn về phía trước hướng tới nguồn âm, âm thanh sẽ đến cả hai tai cùng lúc, trong khi nếu tai phải gần nguồn âm hơn tai trái, tín hiệu âm thanh từ tai phải truyền đến não trước tai trái.

Hai cơ chế trên không thể giúp ta biết được liệu âm thanh được phát ra từ đằng trước hay phía sau hoặc ở trên hay ở dưới. Sự phân biệt này có được chủ yếu nhờ hai loa tai. Hình dáng của loa tai làm thay đổi đặc tính của âm thanh đi vào tai, nó phụ thuộc vào hướng của âm thanh đến. Nó thay đổi đặc tính bằng cách nhấn mạnh các tần số âm thanh riêng biệt đến từ các hýớng khác nhau.

Cơ chế thần kinh trong việc phát hiện hướng đến của âm thanh

Sự phá hủy vỏ não thính giác ở cả hai bán cầu não, kể cả con người và các động vật có vú cấp thấp cũng gần như mất hết khả năng phát hiện hướng đến của âm thanh. Chưa hết, các neuron thần kinh phân tích sự định hướng này bắt đầu từ nhân trám trên trong thân não, mặc dù con đường thần kinh dọc từ những nhân này cho tới vỏ não cũng đòi hỏi phải hiểu được các tín hiệu âm thanh.

Nhân trám trên được chia thành hai phần: (1) nhân trám trên giữa và (2) nhân trám trên bên. Nhân bên liên quan với sự phát hiện hướng mà âm thanh đến, có lẽ là bởi sự so sánh đơn giản giữa sự khác nhau về cường độ của âm thanh khi tới hai tai và gửi một tín hiệu phù hợp tới vỏ não thính giác để có thể ước đoán hướng của nó.

Mặc dù vậy, nhân trám trên giữa có một cơ chế đặc biệt trong việc phát hiện thời gian trễ giữa các tín hiệu âm thanh khi đến hai tai. Nhân này bao gồm rất nhiều các neuron, mỗi neuron có hai sợi nhánh lớn, một sợi hướng về phía bên phải và một sợi hướng về phía bên trái. Tín hiệu âm thanh từ tai phải đập vào nhánh phải, và tín hiệu từ tai trái đập vào nhánh trái. Cường độ kích thích của mỗi neuron có độ nhạy cao với thời gian trễ đặc hiệu giữa hai tín hiệu âm thanh từ hai tai. Các neuron gần một viền của nhân thì đáp ứng tối đa với một thời gian trễ ngắn, trong khi nếu gần bên đối diện sẽ đáp ứng với thời gian trễ dài, còn những neuron ở giữa sẽ đáp ứng với thời gian trễ trung bình.

Vì vậy, một mô hình không gian của sự kích thích thần kinh được hình thành trong nhân trám trên giữa, với âm thanh đến trực tiếp từ phía trước của đầu sẽ kích thích tối đa một tập hợp các tế bào thần kinh trám và âm thanh từ các góc bên sẽ kích thích các neuron ở bên đối diện. Sự định hướng không gian này của các tín hiệu sau đó sẽ được truyền tới vỏ não thính giác, nơi mà hướng của âm thanh được xác định bởi vị trí các tế bào thần kinh bị kích thích tối đa. Người ta tin rằng những tất cả tín hiệu để xác định hướng của âm thanh này được truyền qua một con đường khác và kích thích một vị trí khác trên vỏ não so với đường dẫn truyền và vị trí cuối cùng của dạng âm điệu.

Mặc dù vậy, nhân trám trên giữa có một cơ chế đặc biệt trong việc phát hiện thời gian trễ giữa các tín hiệu âm thanh khi đến hai tai. Nhân này bao gồm rất nhiều các neuron, mỗi neuron có hai sợi nhánh lớn, một sợi hướng về phía bên phải và một sợi hướng về phía bên trái. Tín hiệu âm thanh từ tai phải đập vào nhánh phải, và tín hiệu từ tai trái đập vào nhánh trái. Cường độ kích thích của mỗi neuron có độ nhạy cao với thời gian trễ đặc hiệu giữa hai tín hiệu âm thanh từ hai tai. Các neuron gần một viền của nhân thì đáp ứng tối đa với một thời gian trễ ngắn, trong khi nếu gần bên đối diện sẽ đáp ứng với thời gian trễ dài, còn những neuron ở giữa sẽ đáp ứng với thời gian trễ trung bình. Vì vậy, một mô hình không gian của sự kích thích thần kinh được hình thành trong nhân trám trên giữa, với âm thanh đến trực tiếp từ phía trước của đầu sẽ kích thích tối đa một tập hợp các tế bào thần kinh trám và âm thanh từ các góc bên sẽ kích thích các neuron ở bên đối diện. Sự định hướng không gian này của các tín hiệu sau đó sẽ được truyền tới vỏ não thính giác, nõi mà hýớng của âm thanh ðýợc xác ðịnh bởi vị trí các tế bào thần kinh bị kích thích tối ða. Ngýời ta tin rằng những tất cả tín hiệu ðể xác ðịnh hýớng của âm thanh này ðýợc truyền qua một con ðýờng khác và kích thích một vị trí khác trên vỏ não so với đường dẫn truyền và vị trí cuối cùng của dạng âm điệu.

Các tín hiệu ly tâm từ hệ thần kinh trung ương tới các trung tâm thính giác thấp hơn

Con đường ly tâm đã được chứng minh tại mỗi mức của hệ thần kinh thính giác từ vỏ não tới ốc tai. Chặng đường cuối chủ yếu là từ nhân trám trên tới receptor cảm nhận âm trong tế bào lông của Corti.

Những sợi ly tâm này là các sợi ức chế. Thật vậy, sự kích thích trực tiếp các điểm riêng biệt trong nhân trám trên đã được chứng minh sẽ ức chế các vùng cụ thể của cơ quan Corti, làm giảm độ nhạy âm thanh của chúng từ 15 đến 20 decibel. Ta có thể hiểu một cách đơn giản là cơ chế này cho phép một người hướng sự chú ý tới các âm thanh đặc biệt trong khi loại ra những âm thanh khác. Đặc điểm này giống như khi một người nghe một nhạc cụ độc tấu trong một dàn nhạc giao hưởng.

Bài viết cùng chuyên mục

Cơ chế tác động nội bào của testosterone

Testosteron kích thích tăng sản xuất protein ở hầu hết các mô trong cơ thể, đặc biệt là ở các mô cơ quan chịu trách nhiệm cho sự phát triển đặc tính sinh dục nam nguyên phát hoặc thứ phát.

Cân bằng dịch acid base và chức năng thận ở trẻ sơ sinh

Tốc độ chuyển hóa ở trẻ sơ sinh cũng gấp đôi người trưởng thành khi cùng so với trọng lượng cơ thể, chúng có nghĩa là bình thường acid được hình thành nhiều hơn, tạo ra xu hướng nhiễm toan ở trẻ sơ sinh.

Tự điều hòa lưu lượng máu não bảo vệ não trước sự dao động của huyết áp động mạch và vai trò hệ thần kinh giao cảm

Hệ tuần hoàn não nhận chi phổi giao cảm đi lên từ hạch giao cảm cổ trên ở vùng cổ, đi dọc theo các động mạch của não. Nó chi phối cả các động mạch lớn của não cũng như các động mạch xuyên sâu vào nhu mô não.

Chức năng sinh lý nội tiết của thận

Erythropoietin có tác dụng kích thích tế bào đầu dòng sinh hồng cầu, erythroid stem cell, chuyển thành tiền nguyên hồng cầu,proerythroblast, và làm tăng sinh hồng cầu.

TSH của thùy trước tuyến yên được điều hòa bởi TRH từ vùng dưới đồi

Sự bài tiết TSH của thùy trước tuyến yên được kiểm soát bởi hormon vùng dưới đồi, thyrotropin releasing hormone, được bài tiết từ tận cùng thần kinh ở vùng lồi giữa vùng dưới đồi.

Trao đổi canxi giữa xương và dịch ngoại bào

Một phần nhỏ dạng canxi dễ trao đổi này cũng là dạng canxi được tìm thấy trong tất cả các tế bào mô, đặc biệt là trong các tế bào có tính thấm cao như gan và đường tiêu hóa.

Cử động định hình của mắt: cử động làm cho mắt tập trung

Vận động chú ý tự ý được điều hòa bởi một vùng vỏ não ở hai bên vùng tiền vận động của thùy trán. Mất chức năng hai bên hoặc tổn thương vùng này gây khó khăn cho việc mở khóa mắt.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Vận chuyển Glucose trong cơ thể qua màng tế bào

Glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng, glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Cơ chế kích thích cơ bản các tuyến tiêu hóa

Điều hòa sự bài tiết của các tuyến bằng các hormone. Tại dạ dày và ruột, một vài hormone tiêu hóa khác nhau giúp điều hòa thể tích và đặc tính của các dịch bài tiết.

Thuốc và vận động viên thể thao

Một vài vận động viên đã được biết đến là chết trong các sự kiện thể thao vì sự tương tác giữa các thuốc đó và norepinephrine, epinephrine được giải phóng bởi hệ thống thần kinh giao cảm trong khi tập luyện.

Báo động hoặc phản ứng stress của hệ thần kinh giao cảm

Hệ giao cảm cũng đặc biệt được kích hoạt mạnh mẽ trong nhiều trạng thái cảm xúc. Ví dụ, trong trạng thái giận dữ, vùng dưới đồi sẽ bị kích thích, các tín hiệu sẽ được truyền xuống qua hệ thống lưới của thân não.

Sinh lý tuần hoàn địa phương (mạch vành, não, phổi)

Động mạch vành xuất phát từ động mạch chủ, ngay trên van bán nguyệt. Động mạch vành đến tim, chia thành động mạch vành phải và trái. Động mạch vành trái cung cấp máu cho vùng trước thất trái và nhĩ trái.

Chức năng thông khí hô hấp

Đường dẫn khí là một hệ thống ống, từ ngoài vào trong gồm có: mũi, họng, thanh quản, khí quản, phế quản, phế quản đi vào hai lá phổi.

Thành phần các khí phế nang: sự khác nhau giữa phế nang và khí quyển

Ngay sau như không khí trong khí quyển đi vào đường hô hấp, nó được tiếp xúc với các dịch bao phủ bề mặt hô hấp. Ngay cả trước khi không khí đi vào các phế nang, nó trở nên gần hoàn toàn ẩm.

Vùng dưới đồi: cơ quan đầu não của hệ limbic

Vùng dưới đồi, mặc dù kích thước nhỏ, chỉ vài cm (nặng khoảng 4 gram),  nhưng có 2 đường truyền tới tất cả cấu trúc của hệ limbic. Vùng dưới đồi và cấu trúc phụ liên quan gửi xung động đi ra theo 3 đường.

Các yếu tố điều chỉnh lượng thực phẩm ăn vào cơ thể

Sự điều chỉnh lượng thức ăn ăn vào có thể được chia thành điều chỉnh ngắn hạn, nó quan tâm chủ yếu tới việc hạn chế lượng thức ăn trong một bữa, và điều chỉnh dài hạn, kiểm soát chủ yếu là duy trì số lượng bình thường dự trữ năng lượng trong cơ thể.

Phân tích đồ thị bơm máu của tâm thất

Đường cong áp suất tâm thu được xác định nhờ ghi lại áp suất tâm thu đạt được khi tâm thất co tại mỗi thể tích được làm đầy.

Nguy cơ bị mù gây ra bởi điều trị quá nhiều oxy ở những trẻ sơ sinh thiếu tháng

Sử dụng quá nhiều oxy gen để điều trị cho trẻ sơ sinh non, đặc biệt là lúc mới sinh, có thể dẫn đến mù bởi vì quá nhiều oxy làm dừng sự tăng sinh các mạch máu mới của võng mạc.

Chuyển hóa của thai nhi

Thai có khả năng dự trữ chất béo và protein, hầu hết chất béo được tổng hợp từ đường. Những vẫn đề đặc biệt chuyển hóa của thai liên quan đến calci, phosphate, sắt và một số vitamin.

Đại cương thân nhiệt cơ thể người

Tất cả các phản ứng tế bào, sinh hoá và enzyme đều phụ thuộc nhiệt độ. Vì thế, sự điều hoà thân nhiệt tối ưu là cần thiết cho các hoạt động sinh lý ở động vật hằng nhiệt.

Tác dụng lên thận và tuần hoàn của Aldosterol

Aldosterol làm tăng tái hấp thu natri và đồng thời tăng bài tiết kali trong các tế bào chính của ống thận nhỏ nhưng cũng bài tiết ion hydro để trao đổi với kali vào trong tế bào vỏ ống góp.

Phương pháp đo tỷ lệ chuyển hoá của cơ thể

Để xác định tỷ lệ chuyển hoá bằng cách đo trực tiếp, sử dụng một calorimeter, được đo sẽ ở trong một buồng kín và bị cô lập để không một lượng nhiệt nào có thể thoát ra ngoài.

Nhịp nhanh kịch phát: rối loạn nhịp tim

Cơn nhịp nhanh kịch phát thường bị dừng lại bởi đáp ứng của thần kinh phế vị. Đáp ứng thần kinh phế vị gây bằng cách kích thích vào vùng thắt của xoang động mạch cảnh, đủ để gây ra đáp ứng ngừng cơn nhịp nhanh.

Block nhĩ thất hoàn toàn (block độ III): chặn đường truyền tín hiệu điện tim

Trong block độ III, không có mối liên quan giữa sóng P với phức bộ QRS vì thất đã “thoát” khỏi sự điển khiển của nhĩ và đang đập theo nhịp của chính nó.