其他生理心理學(xué)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(jié)構(gòu)聽覺毛細(xì)胞和聽覺信息的轉(zhuǎn)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(zhì)（氣體、液體、固體）分子有節(jié)奏的振動，使周圍的介質(zhì)分子產(chǎn)生疏密變化，形成疏密相間的縱波，這就產(chǎn)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(fù)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(shù):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(dǎo)性損傷(conductivehearingimpairments)：中耳：耳膜破損、聽小骨損傷或缺失等感覺神經(jīng)損傷(sensorineuralhearingimpairments)聽神經(jīng)、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(nèi)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(xì)胞：內(nèi)毛細(xì)胞外毛細(xì)胞蓋膜(tectorialmembrane)基底膜（basilarmembrane）基底膜上的頻率響應(yīng)分布Briefsummary耳的解剖結(jié)構(gòu)聽覺毛細(xì)胞和聽覺信息的轉(zhuǎn)換聽覺毛細(xì)胞外毛細(xì)胞：12000個內(nèi)毛細(xì)胞：3500個與雙極神經(jīng)元的樹突形成突觸聯(lián)系毛細(xì)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(xì)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(chǎn)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(chǎn)生與圍繞在大多數(shù)神經(jīng)元周圍的液體不同，圍繞在聽覺毛細(xì)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(jīng)的連接耳蝸神經(jīng)是聽覺神經(jīng)（第八對腦神經(jīng)）的一支傳入性軸突——螺旋神經(jīng)節(jié)（spiralganglion）傳出性軸突——橄欖耳蝸束耳蝸神經(jīng)與聽感受器的連接：95%的聽神經(jīng)——內(nèi)毛細(xì)胞：一對多（1:20）5%的聽神經(jīng)——外毛細(xì)胞：多對一（30:1）外毛細(xì)胞是效應(yīng)器細(xì)胞，它參與改變基底膜的機械特性，并影響聲音振動對內(nèi)毛細(xì)胞的效果。聽覺通道：

聽覺中樞系統(tǒng)耳蝸核(Cochlearnucleus)耳蝸腹側(cè)核(dorsalcochlearnucleus,DCN)耳蝸背側(cè)核(ventralcochlearnucleus,VCN)斜方體(Trapezoidbody)——位于橋腦腹側(cè)的一束交叉纖維，傳遞與雙耳計算相關(guān)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(cè)丘系(Laterallemniscus)——軸突束下丘(Inferiorcolliculi,IC)信息整合，特別是聲源信息內(nèi)側(cè)膝狀體核(Medialgeniculatenucleus)連接聽覺丘腦和初級聽皮層與注意的產(chǎn)生和維持有關(guān)初級聽覺皮層(Primaryauditorycortex)Brodmannareas41&42聽覺聯(lián)合皮層初級聽皮層(A1)Brodmannareas41,Brodmann42音頻拓?fù)浔碚?topotopicrepresentation)皮層與基底膜的對應(yīng)關(guān)系聽覺聯(lián)合皮層

（auditoryassociationarea）背側(cè)：至后頂葉——“where”腹側(cè)：至前顳葉旁帶區(qū)——“what”Wernicke'sareawhichiscriticaltothecomprehensionofhumanlanguage,lieswithinthesecondaryauditoryareaBroca’sArea&Wernicke’sArealanguageloop小結(jié)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(diào)有困難，無法辨別唱歌的人是否走調(diào)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(xùn)練測量網(wǎng)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(rèn)的能夠使雙耳重度或極重度感音神經(jīng)性耳聾患者恢復(fù)聽力的唯一治療方法人工耳蝸的生理基礎(chǔ)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(chǎn)品占據(jù)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(fù)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(yīng)(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(guān)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