其他生理心理學第七章聽覺

第七章聽覺王孟元

OUTLINE聽覺系統(tǒng)的刺激耳的解剖結構聽覺毛細胞和聽覺信息的轉換聽覺通道音高的知覺音色的知覺空間位置的知覺聽覺系統(tǒng)的刺激soundmallethandschimestonemouthearchimestonemalletshandschimestoneropePhysicsPhysiologyPsychology聲(sound)聲音是一種波聲音的振動會引起介質（氣體、液體、固體）分子有節(jié)奏的振動，使周圍的介質分子產生疏密變化，形成疏密相間的縱波，這就產生了聲波。聲的知覺特性知覺維度物理維度響度（loudness）振幅（強度）（amplitude）音高（pitch）頻率（frequency）音色（timbre）復雜性（complexity）我們所能聽到的聲波的范圍次聲波：低于20Hz《憂郁的星期天(SzomorúVasárnap)》超聲波：高于20000Hz聽覺頻率范圍人20~20000Hz狗15~50000Hz貓60~65000Hz蝙蝠1000~120000Hz海豚150~150000Hz發(fā)聲頻率范圍65~1100Hz452~1800Hz760~1500Hz10000~120000Hz7000~12000Hz耳的解剖結構外耳：耳廓，耳道（包含分泌腺），鼓膜中耳：聽小骨（錘骨、砧骨、鐙骨），卵圓窗，耳咽管功能：聚集能量內耳：耳蝸，正圓窗外耳耳廓（pinna）Vestigialstructures——Darwin'stubercle外耳耳道（earcanal）CauliflowerearEarwax異物入侵外耳鼓膜（tympanicmembrane/eardrum）穿孔外耳閉鎖microtia-anotia

耳廓再造術:RibCartilageGraftReconstructionReconstructtheearusingapolyethyleneplasticimplant(alsocalledMedpor)EarProsthesis中耳聽小骨(ossicle)錘骨(malleus/hammer)砧骨(incus/anvil)鐙骨(stapes/stirrup)卵圓窗（ovalwindow）中耳耳咽管(Eustachiantube)/咽鼓管(pharyngotympanictube)連接中耳腔和鼻咽功能：平衡壓力分泌物排污中耳炎(otitismedia)聽力損傷(Hearingloss)傳導性損傷(conductivehearingimpairments)：中耳：耳膜破損、聽小骨損傷或缺失等感覺神經損傷(sensorineuralhearingimpairments)聽神經、聽皮層損傷聽力測試Audiogram：20+60+聽力損傷(Hearingloss)老年人的高頻損失助聽器(HearingAids)內耳耳蝸(cochlea)前庭階(scalavestibuli)蝸階(scalamedia)鼓階(scalatympani)柯蒂氏器

(organofCorti)卵圓窗(ovalwindow)正圓窗(roundwindow)柯蒂氏器(organofCorti)基底膜(basilarmembrane)毛細胞：內毛細胞外毛細胞蓋膜(tectorialmembrane)基底膜（basilarmembrane）基底膜上的頻率響應分布Briefsummary耳的解剖結構聽覺毛細胞和聽覺信息的轉換聽覺毛細胞外毛細胞：12000個內毛細胞：3500個與雙極神經元的樹突形成突觸聯系毛細胞的纖毛頂連(tiplink)——由一根纖毛頂端連接到旁邊纖毛的具有彈性的細絲附著斑(insertionalplaque)感受器電位都是由附著斑觸發(fā)的聽覺感受器

電位的產生成束的纖毛的彎曲引發(fā)了聽感受器電位聽覺感受器

電位的產生與圍繞在大多數神經元周圍的液體不同，圍繞在聽覺毛細胞周圍的液體是富含鉀離子的。每個附著斑都有一個鈣離子通道Briefsummary聽覺通道耳蝸神經的連接耳蝸神經是聽覺神經（第八對腦神經）的一支傳入性軸突——螺旋神經節(jié)（spiralganglion）傳出性軸突——橄欖耳蝸束耳蝸神經與聽感受器的連接：95%的聽神經——內毛細胞：一對多（1:20）5%的聽神經——外毛細胞：多對一（30:1）外毛細胞是效應器細胞，它參與改變基底膜的機械特性，并影響聲音振動對內毛細胞的效果。聽覺通道：

聽覺中樞系統(tǒng)耳蝸核(Cochlearnucleus)耳蝸腹側核(dorsalcochlearnucleus,DCN)耳蝸背側核(ventralcochlearnucleus,VCN)斜方體(Trapezoidbody)——位于橋腦腹側的一束交叉纖維，傳遞與雙耳計算相關的信息上橄欖核群(Superiorolivarycomplex)LSO——雙耳聲強差MSO——雙耳時間差聽覺通道：

聽覺中樞系統(tǒng)外側丘系(Laterallemniscus)——軸突束下丘(Inferiorcolliculi,IC)信息整合，特別是聲源信息內側膝狀體核(Medialgeniculatenucleus)連接聽覺丘腦和初級聽皮層與注意的產生和維持有關初級聽覺皮層(Primaryauditorycortex)Brodmannareas41&42聽覺聯合皮層初級聽皮層(A1)Brodmannareas41,Brodmann42音頻拓撲表征(topotopicrepresentation)皮層與基底膜的對應關系聽覺聯合皮層

（auditoryassociationarea）背側：至后頂葉——“where”腹側：至前顳葉旁帶區(qū)——“what”Wernicke'sareawhichiscriticaltothecomprehensionofhumanlanguage,lieswithinthesecondaryauditoryareaBroca’sArea&Wernicke’sArealanguageloop小結音高的知覺地點編碼(placecode)：中高頻頻率編碼(ratecode)：低頻失音癥與絕對音高失音癥（aphonia）：探測頻率改變的能力受到損傷對識別音調有困難，無法辨別唱歌的人是否走調也無法察覺旋律中的“錯誤”音符。致病原因：遺傳&發(fā)育絕對音高（perfectpitch）：聽到一個音符就能識別出來的能力遺傳&訓練測量網站：人工耳蝸(cochlearimplant)又稱電子耳蝸或是耳蝸植入系統(tǒng)，屬于第三類植入性醫(yī)療器械人工耳蝸植入是目前世界公認的能夠使雙耳重度或極重度感音神經性耳聾患者恢復聽力的唯一治療方法人工耳蝸的生理基礎耳蝸基底膜頻率分析示意圖人工耳蝸的基本組成

人工耳蝸的基本組成人工耳蝸的工作原理國外人工耳蝸廠商目前，三家外國公司的人工耳蝸產品占據了全球絕大部分市場份額 美國AB公司（AdvancedBionics） 澳大利亞科利耳公司（Cochlear） 奧地利美迪公司（MED-EL）

音色的知覺基頻(fundamentalfrequency,F0)——復雜聲音里最低且通常情況下最強的頻率，是對不同頻率的聲音編碼的一種系統(tǒng)。泛音(overtones)——成倍的基頻人類聲音的基頻分布：男：85~180Hz女：165~255HzF0,F1,F0+F1音高的知覺F0Missingfundamental：TheDopplerEffectandSonicBoomsThesuddenchangeinpitchofacarhornasacarpassesby(sourcemotion)orinthepitchofaboomboxonthesidewalkasyoudrivebyinyourcar(observermotion)wasfirstexplainedin1842byChristianDoppler.HisDopplerEffectistheshiftinfrequencyandwavelengthofwaveswhichresultsfromasourcemovingwithrespecttothemedium,areceivermovingwithrespecttothemedium,orevenamovingmedium.AstationarysoundsourceSourcemovingwithVsource<Vsound(Mach0.7)SourcemovingwithVsource=Vsound(Mach1-breakingthesoundbarrier)SourcemovingwithVsource>Vsound(Mach1.4-supersonic)空間位置的知覺相位差(temporalorphasedifferences,ITD):對低頻聲音強度差(intensitydifferences,IID):頭影效應(acoustic‘shadow’ofthehead)對高頻聲音前后方位：音色分析耳廓的反射作用雙耳相關性計算AuditoryillusionsTheeternallyrisingtone?

幻聽(auditoryhallucination)并發(fā)癥：精神分裂癥等重癥精神病情感障礙單一癥狀：壓力過大睡眠剝奪藥物濫用心理發(fā)展中的障