Struktur und Funktion

Struktur des primären auditorischen Kortex:

Die primären auditorischen Bereiche sind Regionen der Großhirnrinde, die sich bilateral in den Temporallappen befinden. Der primäre Hörbereich befindet sich im Heschl gyrus, einer Region, die posterior im oberen Temporallappen in der suprasporalen Ebene positioniert ist., Dieser Kortex ist zusammen mit den assoziierten Hörbereichen um den hinteren Aspekt der Sylvianfissur oder des lateralen Sulcus der Großhirnrinde gruppiert, der den Temporallappen inferior vom Parietal-und Frontallappen nach vorne trennt. Heschl gyrus kann aus einer lateralen Ansicht der Großhirnrinde nicht visualisiert werden, da er tief in der oberflächlichen Temporallappenstruktur lokalisiert ist und sich innerhalb des lateralen Sulcus befindet. Es läuft medial-posterior zum Zentrum des Gehirns hin., Der linke Heschl-Gyrus ist bei der Mehrheit der Individuen im Vergleich zum rechten Gyrus signifikant länger, was auf eine Korrelation zwischen der Sprachdominanz der linken Hemisphäre und den damit verbundenen Unterschieden in der anatomischen Struktur hindeutet.

Schallweg von peripheren zu zentralen Hörstrukturen:

Der Schallweg führt von der äußeren Umgebung zum primären Hörbereich und den damit verbundenen Hörbereichen, wird durch viele Synapsen, Dekussationen und Eingaben in Hirnstammkerne bilateral und beide Gehirnhälften kompliziert., Wenn Schallwellen durch die Luft wandern und von der Pinna des Ohrs gesammelt werden, werden sie durch den äußeren Gehörgang übertragen, wo sie Vibrationen des Trommelfells erzeugen. Diese Schwingung des Trommelfells wird in Bewegung und Vibration von drei im Mittelohr vorhandenen Knöchelchen, Malleus, Incus und Stapes, übersetzt, um Vibrationen weiter auf das ovale Fenster des Innenohrs zu übertragen., Vibrationen wandern dann zur Cochlea und werden von inneren und äußeren Haarzellen des Corti-Organs wahrgenommen, die die in Schwingungsschallwellen vorhandene mechanische Energie in die elektrische Energie übertragen, die entlang des Hörnervs übertragen wird.

Der Hörnerv überträgt dann das Signal an den Cochlea-Kern, der sich zwischen Pons und Medulla im Hirnstamm befindet., Das Signal wandert dann zum oberen Olivarkern in der Pons, durch den lateralen Lemniskusweg, dann zum unteren Colliculus des Mittelhirns und auf den medialen genikulären Kern des Thalamus und schließlich Synapsen im primären auditorischen Kortex. Während dieser Reise dezimiert oder kreuzt sich die Information zur kontralateralen Seite des Hirnstamms. Diese Kreuzung stellt sowohl den ipsilateralen als auch den kontralateralen Eingang her, wobei die Mehrheit der Fasern einen kontralateralen Weg von jedem Ohr nimmt, der bei der Lokalisierung und Interpretation der Klangqualität hilft., Wenn die Person einen Ton von einem Ort direkt in der Mittellinie hört, erreicht der Ton beide Ohren gleichzeitig. Wenn jedoch die Schallproduktion von einer Seite der Mittellinie einer Person ausgeht, erreicht der Ton das nähere Ohr vor dem anderen Ohr und ist von einer lauteren Intensität, da der Kopf der Person als „akustischer Schatten“ fungiert, um das vom entfernten Ohr empfangene Geräusch zu dämpfen. Zusätzlich zu aufsteigenden Eingabewegen, die das periphere System dem primären auditorischen Kortex zur Verfügung stellt, gibt es absteigende und Ausgabewege, die von den zerebralen Kortex hinunter zu Hirnstammkernen führen., Dieser Top-Down-Signalweg von der Großhirnrinde ermöglicht die Modulation peripherer Strukturen, die auf die Aufmerksamkeit des Individuums reagieren, sowie die Relevanz der auditiven Stimulation, die die Verhaltensreaktion des Individuums auf diesen Klang diktiert.

Der primäre auditorische Kortex und zugehörige auditorische Bereiche:

Der primäre auditorische Kortex kann basierend auf strukturellen und funktionellen Eigenschaften weiter in verschiedene Regionen unterteilt werden., Diese Regionen unterscheiden sich aufgrund ihrer Zytoarchitektur, der Anzahl, Organisation und Art des Neurons, der Myeloarchitektur, der Menge und Anordnung der myelinisierten Fasern, die zum Kortex gehen und von dort kommen, sowie der Chemoarchitektur, dh der Unterschiede in Neurotransmittern und Proteinen, die in dieser Region des Gehirns exprimiert werden. Die Struktur des primären auditorischen Kortex besteht aus einer zentralen Kernregion (Bereich 41), die von einer Gürtelregion umgeben ist, die anschließend von einer Parabeltregion umgeben ist., Jede dieser Regionen unterscheidet sich aufgrund ihrer zellulären Architektur, Reaktion auf Reize sowie ihrer Eingabe-und Ausgabewege.

Die Haupteingänge in den Kernbereich des primären auditorischen Kortex sind die verschiedenen Regionen des medialen genikulären Kerns des Thalamus bzw. der ventralen, dorsalen und magnozellulären Komponenten. Die zugehörigen Anschlüsse der ein-und Ausgänge des auditorischen kortikalen Bereichs sind seriell und parallel aufgebaut. Serielle Verbindungen verlaufen von der Kernregion in die Gürtelregion, schließlich in die Parabeltregion., Die Gürtel – und Parabeltregionen bilden dann Verbindungen zu verschiedenen auditorisch assoziierten Regionen in der Großhirnrinde, nämlich Regionen, die den oberen temporalen Sulcus umgeben. Parallele Verbindungen treten aufgrund mehrerer Ausgänge von jeder Region des medialen Genikulatkörpers zu mehr als einer Region des auditorischen Kortex auf. Diese verschiedenen Regionen des auditorischen Kortex empfangen komplexe Signale aus mehreren Quellen, sodass sie die Informationen in aussagekräftige Informationen integrieren können, die an andere Bereiche der Großhirnrinde weitergeleitet werden können.,

Sobald die Informationen den auditorischen Kortex erreichen, kann eine komplexere Integration und Interpretation des Reizes erfolgen. Jeder primäre auditorische Kortex hat Verbindungen innerhalb derselben Gehirnhemisphäre sowie zwischen den Gehirnhemisphären. Die wichtigsten assoziierten Hörbereiche, die Projektionen vom primären auditorischen Kortex erhalten, sind Regionen des oberen Temporallappens, die Heschl gyrus, den unteren Parietallappen, den unteren hinteren Frontallappen, die Insula, die Amygdala und die Basalganglien umgeben., Das Ziel der Ausgänge aus dem primären auditorischen Kortex bestimmt, welche höherwertigen und komplexeren kognitiven Funktionen mit den eingehenden akustischen Informationen stattfinden. Zum Beispiel haben auditive Informationen, die zur Amygdala reisen, tiefgreifende Auswirkungen auf die emotionale und Verhaltensreaktion eines Individuums, während Informationen, die für den prämotorischen Kortex bestimmt sind, zur Planung und Steuerung der Sprache verwendet werden.,

Organisation des auditorischen Systems:

Die Organisation des auditorischen Systems und damit die entsprechende Funktion hängt von der Hemisphäre ab, in der es sich befindet, der Position der schallempfindlichen Neuronen in dieser Hemisphäre sowie dem Weg, durch den sich die Informationen bewegen. Zum Beispiel erzeugt die akustische Stimulation in einem Ohr eine höhere kortikale Feuerrate im kontralateralen primären auditorischen Kortex im Vergleich zum ipsilateralen Kortex, was auf eine höhere Anzahl von Fasern hindeutet, die sich in Hirnstammwegen kreuzen., Diese Beobachtung wurde auch bei Personen mit Temporallappenschäden nachgewiesen, einschließlich des primären Hörbereichs und der damit verbundenen Schwierigkeiten, den Schall in ihrem kontralateralen Ohr zu lokalisieren. Zwei verschiedene Wege sind als Hauptwege für Klanginformationen bekannt,und jeder trägt seine eigene Art von Klanginformationen. Der ventrale Strom trägt semantische Informationen, die für die Bestimmung der Bedeutung der Sprache wichtig sind und vom Rostralpol des Temporallappens zum okzipitotemporalen Kortex wandern., Der dorsale Strom trägt phonologische Informationen über Klänge vom oberen temporalen Kortex zum unteren frontalen Kortex, was dem Individuum hilft, Sprachsegmente zu verstehen, Vokabeln zu lernen und die Artikulation von Wörtern zu verstehen.

Ein gemeinsames Thema in der Organisation des Hörsystems ist, dass die Anordnung der Neuronen tonotop ist. Dieses Thema stammt aus der Cochlea, wobei sich hohe Frequenzen an der Basis der Cochlea befinden, die dem ovalen Fenster am nächsten ist, und niedrigere Frequenzen an der Spitze der Cochlea vorhanden sind., Diese Trennung von Schallfrequenzen und dem etablierten Tonotopengradienten wird durch jeden Hirnstammkern aufrechterhalten und ist letztendlich im primären auditorischen Kortex vorhanden. Jeder Bereich ist in seiner Funktion unterschiedlich. Im primären Hörbereich ist die Lage hoher Frequenzen kaudal und medial, während niedrigere Frequenzen rostral und lateral sind.