پردازش شنوایی و مسیرهای شنیداری

پردازش شنوایی به چگونگی انتقال و تحلیل صدا توسط سیستم عصبی پس از حلزون گوش اشاره دارد. سیگنال‌ها از عصب شنوایی از طریق هسته حلزونی، کمپلکس زیتونی فوقانی، لیمنیسک جانبی، کولیکولوس تحتانی و جسم زانویی میانی به قشر شنوایی منتقل می‌شوند. در طول این مسیر، سیستم یک نقشه تونوتوپیک (فرکانسی) را حفظ می‌کند، تفاوت‌های زمانی و شدت بین دو گوش را برای مکان‌یابی صدا استخراج می‌کند و الگوهای طیفی و زمانی را که زیربنای گفتار و سایر صداهای پیچیده هستند، تحلیل می‌کند.

Definition

پردازش شنوایی عبارت است از کدگذاری عصبی و تحلیل صدا در طول مسیر مرکزی شنوایی، از عصب شنوایی از طریق رله‌های ساقه مغز و تالاموس تا قشر شنوایی، شامل نمایش فرکانس، زمان‌بندی، سطح و نشانه‌های دوگوشی مورد استفاده برای مکان‌یابی صدا.

Scope

این موضوع مسیر مرکزی شنوایی از عصب شنوایی تا قشر مغز، سازمان‌دهی تونوتوپیک، پردازش دوگوشی برای مکان‌یابی و کدگذاری زمانی صدا را پوشش می‌دهد. این یک گزارش مرجع از عملکرد طبیعی شنوایی مرکزی است و به تشخیص یا مدیریت اختلالات پردازش شنوایی نمی‌پردازد.

Core questions

• ایستگاه‌های اصلی مسیر شنوایی مرکزی صعودی کدامند؟
• سازمان‌دهی تونوتوپیک چگونه از حلزون گوش تا قشر مغز حفظ می‌شود؟
• سیستم دوگوشی چگونه با استفاده از تفاوت‌های زمانی و سطح بین گوشی، صدا را مکان‌یابی می‌کند؟
• ویژگی‌های زمانی صدا، مانند آنهایی که گفتار را حمل می‌کنند، چگونه کدگذاری می‌شوند؟

Key concepts

• عصب شنوایی و هسته حلزونی
• کمپلکس زیتونی فوقانی و پردازش دوگوشی
• کولیکولوس تحتانی و جسم زانویی میانی
• قشر شنوایی اولیه
• سازمان‌دهی تونوتوپیک
• تفاوت‌های زمانی و سطح بین گوشی
• هم‌فازی و کدگذاری زمانی
• بازخورد وابران (زیتونی-حلزونی)

Key theories

نظریه دوگانه مکان‌یابی صدا

مکان‌یابی افقی صدا بر دو نشانه دوگوشی مکمل تکیه دارد: تفاوت‌های زمانی بین گوشی که در فرکانس‌های پایین غالب هستند و تفاوت‌های سطح بین گوشی که در فرکانس‌های بالا غالب هستند و در کمپلکس زیتونی فوقانی محاسبه می‌شوند.

Mechanisms

فیبرهای عصب شنوایی، که هر یک به یک فرکانس مشخص تنظیم شده‌اند، به هسته حلزونی می‌رسند، جایی که انواع سلول‌های موازی شروع به استخراج ویژگی‌های مختلف صدا می‌کنند. کمپلکس زیتونی فوقانی ورودی‌های دو گوش را مقایسه می‌کند و تفاوت‌های زمانی و سطح بین گوشی (interaural) را که برای مکان‌یابی صدا در صفحه افقی استفاده می‌شود، محاسبه می‌کند. فیبرهای صعودی از طریق لیمنیسک جانبی به کولیکولوس تحتانی، سپس به جسم زانویی میانی تالاموس و از آنجا به قشر شنوایی می‌روند، با یک نقشه فرکانسی (تونوتوپیک) که در هر مرحله حفظ می‌شود. فیبرهای با فرکانس پایین با شکل موج هم‌فاز می‌شوند و زمان‌بندی دقیقی را که برای مکان‌یابی و برای نشانه‌های زمانی حامل گفتار لازم است، فراهم می‌کنند. یک سیستم وابران زیتونی-حلزونی نزولی به حلزون گوش بازخورد می‌دهد و می‌تواند بهره آن را تعدیل کند.

Clinical relevance

یکپارچگی مسیر مرکزی شنوایی تعیین می‌کند که صدا چقدر خوب مکان‌یابی می‌شود و گفتار چقدر خوب درک می‌شود، به ویژه در محیط‌های پر سر و صدا. این مدخل پردازش طبیعی شنوایی مرکزی را به عنوان یک ماده مرجع توصیف می‌کند و راهنمایی تشخیصی یا درمانی ارائه نمی‌دهد.

History

ردیابی آناتومیک مسیر شنوایی صعودی از طریق ساقه مغز و تالاموس به قشر مغز در طول قرون نوزدهم و بیستم تثبیت شد و ثبت فیزیولوژیکی نشان داد که نقشه‌های تونوتوپیک در سراسر مسیر حفظ می‌شوند. درک مکان‌یابی دوگوشی توسط نظریه دوگانه (duplex theory) چارچوب‌بندی شد و کارهای بعدی چگونگی حمایت هم‌فازی (phase locking) و کدگذاری زمانی از درک گفتار و صداهای پیچیده را روشن کرد.

Seminal works

• rosen-1992

Frequently asked questions

صدا پس از خروج از حلزون گوش به کجا می‌رود؟

از طریق عصب شنوایی به هسته حلزونی، سپس از طریق کمپلکس زیتونی فوقانی، لیمنیسک جانبی، کولیکولوس تحتانی و جسم زانویی میانی به قشر شنوایی می‌رود.

مغز چگونه تشخیص می‌دهد که صدا از کدام سمت می‌آید؟

با مقایسه دو گوش، با استفاده از تفاوت‌های کوچک در زمان رسیدن و بلندی صدا بین آنها، که ابتدا در کمپلکس زیتونی فوقانی محاسبه می‌شود.