Görme ve işitme sistemi

Elektromanyetik dalga

Frekans, dalga boyu, foton kavramları

Kırılma, kırılma indisi

Renk algısı (absorbsiyon, yansıma)

 

Gözün Yapısı

1- Dış tabaka

 

      Kornea

      Konjonktiva

      Sklera

 

2- Orta tabaka

            *İris (pigment, radyal kas –dilatasyon (S), sirkuler kas- konstriksiyon (PS))

Pupil açıklığı: 1,5-8 mm

            *Koryoid (pigment, fotores. beslenmesi)

Pigment: Disk fagositozu, fotopigment rejenerasyonu

 

3- İç tabaka (Retina, arter/ven- iç taraf besl.)

İç tabaka: Retina

Optik disk

Makula, fovea

Nazal-temporal retina

 

Göze ait diğer oluşumlar

            -Lens:

            Silier kaslar (PS), zonuler iplikçikler

            Yaşla değişim (12D, 4D, 2D)

            -Aköz humor : Dolaşımı, glokom (22mmHg üstü)

            -Vitröz humor

            -Göz kasları: Ekstraoküler, intraoküler

 

Optik bilgisi

Retinada oluşan görüntü terstir.

Gözün kırıcı ortamları

-Kornea (en fazla), lens (12-26 Diyoptri arası değişir), aköz ve vitröz humor

-Akomodasyon, yakın yanıt (yakın nokta 10 yaşta 9 cm, 60 yaşta 83 cm)

- Odaklama bozuklukları:

Lens işlevi

Emetropi (normal göz) (gn’de 2 tane arası 4 uyarılmamış koni)

Miyopi (göz küresi uzun)

Hipermetropi (göz küresi kısa)
Astigmatizma

Presbiyopi

 

Katarakt (ön yüz çoğalır, yaşlı hücre içerde kalır)

 

RETİNA

Hücre tabakaları şeklinde organize olmuştur.

 

Horizontal hüc., Amakrin hüc (yatay iletim)

Fotoreseptörler, Bipolar hücreler, Ganglion hücreleri (dikey iletim)      

                                                                       .          

 

Fotoreseptör tipleri

Koni:

            * Işık duyarlılığı daha az

            * Üç tip fotopigment

            * Fovea sentraliste yoğun

            * Konverjans az

! Fotopik görme, renkli görme, ayrıntı analizi

 

Çomak:

            * Işık duyarlılığı fazla

            * Tek tip fotopigment

            * Periferik retinada yoğun (foveada yok)

            * Konverjans fazla

! Skotopik görme, gri tonları, ince analiz yok

 

Retinada bölgesel farklılıklar bulunur

 

Enerji Dönüştürme

Fotoreseptörlerde

Dinl. memb. pot.          : -30mV

Işık uyarısı                   : -60mV

! Işıkta hiperpolarizasyon !

Enerji Dönüştürme (Çomak)

Işık à Rodopsin akt.à Transdusin akt. Fosfodiesteraz akt. cGMP azalır, Na kanalları kapanır

Hiperpolarizasyon

Enerji Dönüştürme (Koni): Çomaklarla aynı mekanizma

Çomaklar, aydınlıkta işlev görmez.

Koniler, aydınlıkta işlev görür.

Konilerde 3 farklı opsin bulunur. Kısa (mavi), orta (yeşil), uzun (kırmızı) dalga boyuna farklı yanıt verir. Renkli görmede önemlidir.

 

Sinyalin retinada iletimi

Enerji fotoreseptörlerde elektrik enerjisine (res.pot.) dönüştürülür.

Uyarılar retinadaki hücre tabakaları yolu ile ganglion hücrelerine iletilir.

Retinada ışığa duyarlı tek hücre: Fotores.

Retinanın tek çıkış nöronu: Ganglion hc.

Retinada lateral inhibisyon

 

Uyarıların retinada iletimi-işlenmesi

Horizontal hücreler lateral inhibisyonla kontrasta ait informasyon iletimini sağlar. (Keskinlik)

Paralel işlem

Ganglion hücrelerinde başlar. Ganglion hücre tipleri:

*M hücreleri: %10, büyük gövde-kalın akson, hızlı iletim, geçici yanıt, renk duy. yok

*P hücreleri: %80, küçük gövde-ince akson, yavaş iletim, uyarı süresince yanıt, renk duyarlılığı var

 

 

M tip ganglion hücreleri: Hareketle ilgili enformasyon iletimi

 

P tip ganglion hücreleri: Renkli görme, görüntünün ayrıntılı analizi, şekil görme ile ilgili enformasyon iletimi

 

Merkezi görme yolları

Ganglion hücrelerinin aksonları optik siniri oluşturur.

Optik kiazmada her iki optik sinirin nazal retinadan gelen lifleri çaprazlaşır.

Görme alanının sağ tarafı sol talamus ve sol kortekse, sol tarafı sağ talamus ve sağ kortekse projekte olur.

Nazal retina, temporal retina

 

Görme alanı:

                        * Sağ ve sol görme alanı

                        * Görme alanı kayıpları

Merkezi görme yolları

Optik sinir

Optik kiazma

Optik traktus

Lateral genikulat nukleus

Optik radyasyo

Görme korteksi

 

Optik traktus projeksiyonları

 

Talamus LGN yolu ile Primer Görme Kort.

Beyin sapı nukleusları: Gözlerin-başın  hareketi, ışık refleksi

Hipotalamus: Gündüz-gece ritmi, hormon salınımı düzenlenmesi

 

Kortikal Görme Alanları

Tüm alanlarda retinotopi ve sütunsal organizasyon

* Primer görme alanı (V1 alanı, 17.alan)

* Sekonder görme alanları (18., 19. alanlar)

* Üst düzey alanlar:

                                   - Posterior pariyetal korteks

                                   - İnferior temporal korteks

 

* Posterior pariyetal korteks (5., 7. alanlar):

                        - Görsel (7) ve somatik duysal (5) uyarılar       bütünleştirilir.   

                        - Kişi merkezli ve obje merkezli uzaysal konum bilgisi, dikkat, motor işlev

* İnferior temporal korteks:

                        - Obje tanıma

                        - Bellek alanları yakınında yer alır ve bağlantılıdır.                    

 

PARALEL İŞLEM

Ventral yol: V1 ---Sek. Alanlar --- İnf. temp. korteks

            *Görsel Tanıma-bellek alanları ile bağlantı

 

Dorsal yol: V1 --- Sek. Alanlar ---- Post. par. korteks

            * Hareket analizi, uzaysal ilişkiler, motor alanlarla bağlantı

Retinadan kortekse paralel işlem

Görüntüdeki hareket analizi

Retina M ganglion hücreleri ---- LGN tabakaları ---- V1 alanı ---- Sekonder alanlar  ----- Posterior pariyetal korteks

Görüntüdeki şekil ve renk analizi

Retina P ganglion hücreleri ---- LGN tabakaları ---- V1 alanı ---- Sekonder alanlar ----- İnferior temporal korteks

İŞİTME FİZYOLOJİSİ

 

Ses dalgası: Titreşen bir cismin, maddesel ortamda oluşturduğu basınç dalgalarının  yayılmasından kaynaklanır. v=343 m/s’dir.

Dalga frekansı, sesin perdesini belirler.

20-20000 Hz arasını ses olarak algılarız.

Dalga genliği şiddeti belirler. Birimi dB’dir.

Saf sesler

Doğadaki sesler genelde kompleks karakterdedir.

 

 

Sesin şiddeti

Dalga tepesi-çukuru arası basınç farkı

‘İşitilebilen ses-Hasar oluşturan ses’ arası şiddet farkı 10¹⁴, bu nedenle logaritmik değerlendirilir.

dB: 20 log₁₀ P_(test)/P_(referans)

L=20 x log (P/P_referans), formüle göre duyulabilen en düşük ses şiddeti 0 dB oluyor.

0 dB: İşitilebilen en düşük şiddet

120 dB üstü hasar oluşturur.

 

Orta Kulak

Timpanik refleks işlevi:

1- Yüksek şiddette seslerden koruma

2- Düşük frekanslı sesleri filtreleme (gürültü)

3- Kendi konuşma sesimizi filtreleme

 

 

İç Kulak yapısı:

 

Perilemf: BOS, ekstrasel. sıvı özelliğinde

                                   * K⁺ :7 mM, Na⁺ :140 mM

Endolemf: İntrasel. sıvı özelliğinde

                                   * K⁺ :150 mM, Na⁺ :1 mM

 

Endokohlear potansiyel: + 80 mV

(Endolemf-perilemf arası potansiyel)

 

İç kulak

Oval pencerenin stapes kemiği ile her içeri itilmesi, 3 kanalda bulunan sıvıda harekete yol açar, çünkü 2 zar esnek, scala vestib. deki dalgalanma, scala timpaniye geçer. Yuvarlak pencere dışarı doğru hareket eder.

Bazilar membran mekanik olarak frekans analizi yapar, 20Hz-200Hz, 200Hz-2kHz, 2kHz-20kHz pik yapan mesafeler birbirine eşittir.

 

Korti organı

3500 iç, 12000 dış kıl hücresi, Bazilar membranın yukarı hareketi depolarizasyona, aşağı hareketi hiperpolarizasyona yol açar.

Kohlea ses enerjisini aktif olarak amplifiye ettiği gösterilmiş: İç kulak ses üretir.

Uyaran şiddeti arttıkça bazilar membranın frekans duyarlılığı azalır.

Kohlear amplifikasyon

Dış kıl hücreleri rol alır. Az miktar afferent bağlantısı var. Asıl efferent bağlantısı var.

Efferent aktivasyonlar kolinerjik nöronlar üzerindendir, hücreyi hiperpolarize eder, hücre boyu uzar, kohlear duyarlılık ve frekans ayırdetme gücü azalır.

Ses uyarısı ile oluşan depolarizasyon hücre boyunu kısaltır. İki durumda da bazilar membran hareketliliği etkilenir. 

Kohlear sinir lifleri frekansı ve şiddeti kodlar

Ses şiddeti sistemde logaritmik olarak kodlanır.

Çok yüksek şiddette sesler nöronun yanıtını doygunluğa ulaştırır. Refrakter dönem nedeniyle bir akson en fazla 500 AP/s iletir.

İşitme sinirinde farklı eşikleri olan aksonlar vardır.

 

Reseptörler

Kanalların açılması ve res pot oluşumu çok hızlı, çünkü 20kHz sese kadar duyarlı ve iki kulak arası ulaşma süresi farkı 10 mikro saniye’yi farkedebiliyoruz.

Stereosilyalar arası tip-link’lerin tutunduğu bölgenin hareketi, adaptasyonda rol alıyor.

Frekans duyarlılığında stereosilyaların boyları etkili. Bazilar membran boyunca stereosilya boyları değişiyor. Bir diğer faktör membranın elektriksel rezonansı

Reseptörler

Çok hızlı nörotransmitter salınımı var.

Dinlenimde de bir miktar NT salınıyor.

Beyin sapından efferent uyarılar alıyorlar. NT Ach ve kalsitonin gen related peptit. (kotransmitter). Hücre içi Ca düzeyi üzerinden etki var. Hücre efferent uyarı ile hiperpolarize oluyor.

Uyarı, karakteristik frekans aralığını genişletiyor, elektriksel amplifikasyon kazancını artırıyor.

 

 

 

 

 

 

 

 

Merkezi işitme yolları:

 

Spiral ggl. à8.sinir kohlear kısımàBulbus

                                                                 (dorsal-ventral kohlear n.)

Ventral kohl.nuk.à sup.olive nukl.

 

Dorsal kohl. nuk                                  lat.lemniskus                                       

 

                                                                                  İnf. Kollikulus (mez)

 

                                                                                  MGN (Talamus)

                                                                                                                                                                                          A1 (41.alan) (Korteks)

 

Ses frekansının belirlenmesinde tonotopik organizasyon önem taşır

Ses şiddeti analizinde frekans ve populasyon kodlaması kullanılır.

Sesin geldiği yönün belirlenmesi

Horizontal planda:

            *Düşük frekanslı sesler: Kulaklar arası ulaşma zamanı farkı

            * Yüksek frekanslı sesler: Kulaklar arası şiddet farkı

Superior olive nukleusta ve sonraki çekirdeklerde bulunan, iki kulaktan uyarı alan binaural nöronlar rol alır.

Sesin geldiği yönün belirlenmesi

Vertikal eksende ses yönü tayininde özellikle kulak kepçesi önem taşır.

 

İşitme yollarında nöronların yanıtları giderek kompleksleşir.

Wernicke alanında konuşma seslerine duyarlı nöronlar bulunur.

Birinci işitme korteksinin tek taraflı hasarlanması durumunda özellikle ses yönü tayini yeteneği etkilenir. Ses frekansı ve ses şiddetinin değerlendirilmesi fazla etkilenmez.

 

Tek bir iç kıl hücresi üzerinde farklı eşikli aksonlar sonlanır.

Düşük frekansta saf sesle uyarıldığında, tonotopik yapıdaki uygun akson her dalgada bir AP çıkarır. Frekans arttıkça AP sıklığı artar, bir yerden sonra (4kHz) akson her tepede AP çıkaramaz bunun yerine birkaç tepede bir AP çıkarır. Ama AP’ler hep tepenin aynı yerinde oluşur.

Tonotopik yapıdaki her akson benzer davranır.

Böylece ses frekansının kodlanmasında “yer kodu” ve “frekans kodu” kullanılır.

Ses işleme kohlear nukleuslarda başlar

3 kohlear nukleus parçası var. Kohlear sinir aksonları dallara ayrılıp 3’üne de projekte olur. 3’ünde de tonotopik yapı var. (shf 605, fig 30-13)

Farklı kohlear nukleuslarda sesin geldiği yönün (vertikal veya horizontal) analizinde işlevi olduğu gösterilen farklı hücre tipleri var.

Beyin sapındaki ileti çekirdekleri ses kaynağının lokalizasyonunda rol alır

Kohlear nukleusdan beyin sapına  projeksiyonlarda 3 özellik göze çarpar. Paralel yollar, bu yolların başlangıcı kohlear nukleuslar, bilateral projeksiyon…

Kohlear nukleuslar: Dorsal, anteroventral, posteroventral kohlear nukleuslar var.

Superior olive nukleuslar: Medial, lateral SupOlNuk’lar, trapezoid cisimcik çekirdeği

 

Anteroventral koh. Nuk.àTrapezoid cis.

Posteroventral koh.nukàTrapezoid cis.

Dorsal kohlear nukàPontin seviyede yok.

 

Medial superior olive: İşitsel delay’ler yolu ile ses yönü tayini. Horizontal eksende 2 kulak arası ulaşma süresi max 700 mikro saniye kadar. Tam karşıdan gelen seste süre farkı 0 ms. 10 mikro saniye kadar gecikme farkı değerlendirilebiliyor.

Karşı taraftan gelen aksonlar bir seri nöron üzerinde sonlanır. Eşit zamanda sağ-sol kulaktan gelen uyarıların (EPSP) sumasyona uğrayarak AP çıkardığı bir nöron var. Sonuçta bu çekirdek ses lokalizasyonuna ait bir harita içeriyor. (shf607, fig 30-15)

 

Lateral superior olive nukleus: Ses lokalizasyonunda işlevi var, ama gecikme farkını değil şiddet farkını kullanıyor.

İpsilateral kohlear nukleustan gelen uyarı direkt, kontrlateralden gelen uyarı trapezoid cisim mukleusu yolu ile ulaşıyor. İki uyarı nöronda antagonist etkiye sahip. Eşiğe ulaşma için belli bir şiddet farkı gerekiyor. Tonotopik yapı var, aynı zamanda nöronlar uyarıldıkları şiddet farkına göre dizilmişler.

Ses lokalizasyonu

Düşük frekanslarda süre farkı

Yüksek frekanslarda şiddet farkı (pes sesler kafa tarafından absorbe ediliyor.)

Medial SON’da düşük f’lı seslere, lateral SON’da yüksek f’lı seslere duyarlı nöronlar var.

SON nöronları ve dorsal kohlear nukleus nöronları lateral lemniskusla inf kollikulusa projekte oluyor.

İnferior kollikulus

Dorsal kısmında 4 tabaka var, hem işitme hem somatoduysal uyarılar alıyor.

Central kısmında tonotopik yapı var.

Bu kısımdaki nöronların interaural şiddet-ulaşma süresi farkı duyarlılıkları var. Ses lokalizasyonunda rol alıyor, ses yerleşimine ait harita içerdiği düşünülüyor.

Medial genikulat nukleus

Görsel, somatoduysal ve işitsel uyarılar alan kısımları var.

Belirgin tonotopik yapıya ek olarak çok sayıda interaural şiddet-ulaşma süresi farkına duyarlı nöronları var.

İşitme korteksi

A1, 41-42. Brodmann alanları, belirgin tonotopik yapı var ek olarak:

EE nöronları: İki kulaktan gelen uyarı, sumasyon sütunlarını oluşturuyor. Kontrlateral uyarı ipsilateralden daha etkili.

EI nöronları: Unilateral inputla uyarılıp karşı taraf kulaktan gelen uyarı ile inhibe oluyorlar. Supresyon sütunlarını yapıyor.

A1 çevresinde sekonder alanlar var.