- Trang chủ
- Sách y học
- Sinh lý y học
- Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương
Xác định hướng đến của âm thanh: cơ chế thính giác trung ương
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
Trạm thần kinh: sự chuyển tiếp các tín hiệu
Một số lượng lớn các tận cùng thần kinh từ mỗi sợi đến nằm trên các nơ-ron gần nhất trong “vùng” của nó, nhưng một số lượng nhỏ hơn các tận cùng thần kinh thì nằm trên các nơ-ron cách rất xa.
Sinh lý hồng cầu máu
Hồng cầu không có nhân cũng như các bào quan, thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin, chiếm 34 phần trăm trọng lượng.
Sự nhạy cảm quá mức của các cơ quan chịu sự chi phối của hệ giao cảm và phó giao cảm sau khi loại bỏ dây thần kinh
Nguyên nhân của sự nhạy cảm quá mức mới chỉ được biết một phần. Là số lượng các receptor trên màng sau synap của các tế bào đích đôi khi tăng lên vài lần ở vị trí noradrenalin hoặc acetylcholin không còn được giảI phóng vào các synap.
Tế bào cơ thể người chết theo chương trình: Apoptosis
Ngay cả ở người trưởng thành, tỷ tế bào chết mỗi giờ trong các mô như ruột và tủy xương và được thay thế bằng tế bào mới. Lập trình chết tế bào, tuy nhiên, thường là sự cân bằng sự hình thành các tế bào mới ở người trưởng thành khỏe mạnh.
Tỷ lệ thay đổi hô hấp: thương số hô hấp
Khi O2 phản ứng với chất béo, một phần lớn của O2 kết hợp với các nguyên tử H+ từ các chất béo để tạo thành H2O thay vì CO2. Nói cách khác, khi chất béo được chuyển hóa.
Tác dụng sinh lý của vitamin D
Thụ thể vitamin D có mặt trong hầu hết các tế bào trong cơ thể và nằm chủ yếu trong nhân tế bào. Tương tự như các thụ thể steroid và hormone tuyến giáp, các thụ thể vitamin D có vùng bắt hocmon và vị trí bắt ở DNA.
Sự đào thải các hormone khỏi hệ tuần hoàn
Có hai yếu tố có thể làm tăng hoặc giảm nồng độ của các hormone trong máu, yếu tố là mức độ bài tiết hormone vào máu và yếu tố mức độ đào thải hormone ra khỏi máu.
Cấu tạo cơ bản của một tế bào động vật
Các bào quan và thể vùi nằm lơ lững trong dịch tế tương. Từ bào tương (cytoplasm) dùng để bao hàm cả dịch tế bào, tất cả các bào quan.
Di chuyển của các dòng điện trong ngực quanh tim trong suốt chu kỳ tim
Xung động tim đầu tiên đến trong tâm thất trong vách liên thất và không lâu sau đó lan truyền đến mặt bên trong của phần còn lại các tâm thất, như thể hiện bởi vùng màu đỏ và điện âm ký hiệu trên hình.
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.
Áp suất dịch não tủy bình thường không đổi
Áp suất dịch não tủy bình thường khi nằm trung bình là 130 mm nước (10mmHg), tuy nhiên áp suất này cũng có thể thấp chỉ 65 mm nước hoặc cao đến 195 mm nước ở người khỏe mạnh bình thường.
Vòng phản xạ thần kinh: tín hiệu đầu ra liên tục
Các nơ-ron, giống các mô bị kích thích khác, phóng xung lặp đi lặp lại nếu mức điện thế màng kích thích tăng lên trên một ngưỡng nào đó. Điện thế màng của nhiều nơ-ron bình thường vẫn cao đủ để khiến chúng phóng xung liên tục.
Receptor: sự nhậy cảm khác nhau của các receptor
Mỗi loại cảm giác cơ bản mà chúng ta có thể biết được như đau, sờ, nhìn, âm thanh và nhiều loại khác được gọi là một phương thức cảm giác.
Sự khuếch tán chống lại quá trình vận chuyển tích cực
Mặc dù có nhiều sự khác biệt của những cơ chế cơ bản, khuếch tán có nghĩa là sự di chuyển ngẫu nhiên của phân tử chất, cũng có thể vượt qua khoảng giữa các phân tử hoặc kết hợp với protein mang.
Dẫn truyền thị giác: đường dẫn truyền từ hai võng mạc đến vỏ não thị giác
Đường dẫn thị giác có thể được chia sơ bộ thành một hệ thống cũ tới trung não và nền não trước và một hệ thống mới để truyền trực tiếp tín hiệu hình ảnh về vỏ não thị giác ở thùy chẩm.
Vỏ não thị giác: nguồn gốc và chức năng
Vỏ não thị giác nằm chủ yếu trên vùng trung tâm của thùy chẩm. Giống như các vùng chi phối khác trên vỏ não của các hệ thống giác quan khác, vỏ não thị giác được chia thành một vỏ não thị giác sơ cấp và các vùng vỏ não thị giác thứ cấp.
Nghiên cứu chức năng hô hấp: ký hiệu và biểu tượng thường sử dụng trong thăm dò
Sử dụng các ký hiệu này, chúng tôi trình bày ở đây một số bài tập đại số đơn giản cho thấy một số mối quan hệ qua lại giữa các thể tích và dung tích phổi, nên suy nghĩ thấu đáo và xác minh những mối tương quan này.
Hiệu quả của hệ thống điều hòa cơ thể
Nếu xem xét sự tự nhiên của điều hòa ngược dương tính, rõ ràng điều hòa ngược dương tính dẫn đến sự mất ổn định chức năng hơn là ổn định và trong một số trường hợp, có thể gây tử vong.
Điều khiển bài tiết hormone qua cơ chế feedback
Mặc dù nồng độ các hormone trong huyết tương luôn dao động theo từng mức độ kích thích khác nhau trong ngày, nhưng sự xuất hiện của tất cả hormone phải được kiểm soát chặt chẽ.
Cung lượng tm: sự điều chỉnh thông qua tuần hoàn tĩnh mạch - nguyên lý Frank - starling
Dưới điều kiện sinh lý bình thường, cung lượng tim được kiểm soát bằng các yếu tố ngoại biên, được xác định bởi tuần hoàn tĩnh mạch.
Cơ sở giải phẫu của hấp thu ở ruột
Bề mặt hấp thu của niêm mạc ruột non, thể hiện nhiều nếp gấp được gọi là nếp vòng, chúng tăng diện tích hấp thu của niêm mạc khoảng 3 lần, chúng thường nhô lên 8mm vào lòng ruột.
Nút xoang (xoang nhĩ): hệ thống kích thích và dẫn truyền của tim
Nút xoang nhỏ, dẹt, hình dải elip chuyên biệt của cơ tim rộng khoảng 3mm, dài 15mm và dày 1mm. Nó nằm ở sau trên vách tâm nhĩ phải, ngay bên dưới và hơi gần bên chỗ mở của tĩnh mạch chủ trên.
Tái lập chênh lệch nồng độ ion natri và kali sau khi điện thế hoạt động màng tế bào kết thúc và vấn đề của chuyển hóa năng lượng
Các ion natri đã khuếch tán vào bên trong các tế bào trong suốt quá trình điện thế hoạt động và các ion kali vừa khuếch tán ra ngoài phải được trả lại trạng thái ban đầu.
Phản xạ tự chủ của tủy sống: hệ thần kinh tự chủ được tích hợp trong tủy sống
Ở động vật có xương sống, đôi khi tủy sống có thể hoạt động quá mức, hoạt hóa mạnh phần lớn của tủy sống. Việc hoạt động quá mức này có thể gây ra do một kích thích đau mạnh mẽ lên da hoặc nội tạng.
Điện thế hoạt động trong cơ tim
Trong cơ tim, điện thế hoạt động được tạo ra do mở kênh natri nhanh kích hoạt điện thế và một tập hợp hoàn toàn khác các kênh canxi typ L, chúng được gọi là kênh canxi - natri.