1

PDiO – pytania z wykładu i poprzednich lat oraz odpowiedzi

(materiał do koła nr1)

wersja 3

1. Pompa sodowo-potasowa (mechanizm).
( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/diffuse1anim.html

)

( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/charge1anim.html

)

( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/charge2anim.html

)

( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/charge3anim.html

)

( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/charge4anim.html

)

( prezentacja -

http://psych.hanover.edu/krantz/neural/charge5anim.html

)

Blokada, aby jony wewnątrz komórki i zewnątrz nie wyrównywały nieustannie stężeń. Równoważy przepływy
naturalne (minimalne), dopóki nie przyjdzie jakiś bodziec. Mechanizm ten funkcjonuje na całej powierzchni
komórki, ale jest bardzo wolny (2m/s). Bez osłonki mielinowej wymiana odbywałaby się tylko poprzez tę
metodę (propagacja powierzchniowa?). O wiele szybciej (200m/s) odbywa się przekazywanie bodźców poprzez
aksony i synapsy (komórki nerwowe).

Jony potasu i sodu na przemian wpływają i wypływają z komórki. Sód na danym etapie wypływa a potas
wpływa, lub odwrotnie (wyrównywanie stężeń-zwiększanie entropii). Jeżeli kanały sodowe są otwarte to jony
sodu wpływają do środka komórki.

Na co wpływa napięcie pomiędzy wnętrzem, a zewnętrzem komórki przy otwarciu błony?
Ruchy (wewnątrz/zewnątrz komórki) jonów Na (sodu) oraz jonów K (potasu).

Etapy:
-polaryzacja błony (wdech): wnętrze komórki negatywne, zewnętrze dodatnie,
stopniowo zwiększa się potencjał, od potencjału spoczynkowego do czynnościowego (napięcie: -40mv),
nieznaczne wypływanie jonów potasu na zewnątrz (otwarte kanały potasowe)
-osiągnięcie potencjału czynnościowego, rozchodzenie się tego potencjału: jony sodu (Na) wpływają do środka,
jony potasu (K) wypływają z komórki, osiągniecie maksymalnego negatywnego potencjału
-depolaryzacja błony (wydech): zamiana, jony potasu (K) wpływają-wracają do środka, jony sodu (Na)
wypływają z komórki

Pytania:
-Co zezwala na dyfuzję?

Otwarte kanały potasowe, początkowy stan wymiany, potencjał spoczynkowy.

-Co się dzieje w stanie równowagi potencjałów?

Stężenie jonów potasu w komórce jest wyższe niż na zewnątrz. Gradient nie dopuszcza do wymiany.

-Co powoduje, że wewnątrz komórki jest potencjał negatywny?

Proteiny.

-Po osiągnięciu maksymalnego negatywnego potencjału komórki:

Kanały sodowe są zamknięte, a kanały potasowe otwarte (powrót potencjału do stanu początkowego i

potencjału spoczynkowego)
-Czemu w fazie opadającej potencjału, potencjał spada najpierw nieco poniżej stanu początkowego?

Z powodu dużej ilości otwartych kanałów potasowych.

-Czemu następuje depolaryzacja komórki?

Z powodu wcześniejszego otwarcia kanałów sodowych, jony wpłynęły do środka komórki, a po

osiągnięciu maksymalnego negatywnego potencjału wewnątrz – zamiana, zaczynają wypływać z komórki
podczas depolaryzacji
-Które jony powodują wydobywanie się neurotransmiterów?

Jony wapnia (Ca).

-Acetoholina jest enzymem cholinesterazy (przekazywanie neurotransmiterów między synapsami)

2

2. Mechanizm maskowania sygnałów.
Aby określony bodziec został zarejestrowany przez mózg musi przekroczyć określony próg. Gdy nie przekracza
tego progu to nie zostanie zauważony.
Po (zdecydowanym?) przekroczeniu progu następuje refrakcja bezwzględna, w czasie której inne bodźce nie są
odbierane.
Potem, po upływie określonego czasu, następuje refrakcja względna. W jej czasie bodźce są odbierane, ale ze
zmniejszoną siłą (tłumienie). Tłumienie zmienia się, aż w końcu czułość odbierania bodźców dochodzi do
100%.

3. Rola otoczki milionowej.
Izoluje powierzchnie nerwów, zapobiega rozpraszaniu się sygnałów (gdyby sygnały rozchodziłyby się tylko po
powierzchni nerwów (propagacja powierzchniowa) to ich prędkość byłaby o wiele mniejsza).

4. Przerwy w otoczce, nazwa oraz ich rola.
Przewężenia Ranviera. Izoluje sygnały biegnące do synapsy. Przewodnictwo sygnałów (np. potencjału
czynnościowego) poprzez synapsy/aksony/komórki nerwowe wymaga występowania, co określoną odległość,
„regeneratorów” (przewężeń Ranviera), które (wzmacniają) odtwarzają amplitudę sygnałów. Bez zjawiska
tłumienia przewodnictwo sygnałów byłoby bardzo szybkie – prędkość elektronowa. Prędkości z tłumieniem –
„grube” włókna 120m/s, średnie włókna 3-15m/s, cienkie włókna 0.5-2m/s.

5. Rodzaje pamięci.
a) pamięć chwilowa (sensoryczna) – bufor, pojemność 250ms-500ms, pamięć o określonych bodźcach, np.
pojawianie się „smugi” przy przedmiotach szybko poruszających się (palec drgający w lewo i prawo 4 lub
więcej razy na sekundę)
interpretacja

b) pamięć krótkotrwała – pojemność 2-3 minut, bardzo duże ilości informacji na krótki okres czasu
nauka, praca

c) pamięć długotrwała – nie przychodzi sama z siebie, wymaga wysiłku w postaci pracy i nauki (utrwalenie
bodźców z pamięci krótkotrwałej)

Pod wpływem bardzo silnego bodźca, np. nagłe sparzenie się, bodziec utrwala się w pamięci „samoistnie”,
konsolidacja pamięci krótkotrwałej do długotrwałej.

6. Teorie o zapamiętywaniu.

Mechanizm do dzisiaj nie jest znany w 100%. U młodszych osób mózg dopiero tworzy połączenia między komórkami nerwowymi,
więc te osoby szybciej się uczą. Sen odświeża pamięć, ale sama senność podczas nauki wytłumia pamięć długotrwałą, więc słabiej
(mniej) pamiętamy. Jednostka pamięci to ENGRAM – ślad pamięciowy. Białka odpowiedzialne za pamięć wspomagają dendryty i ich
zakończenia.

3

7. Struktura synaptyczna, kodowanie czasowe i przestrzenne w synapsach.
Neurotransmitery pośredniczą w przekazywaniu sygnałów, do tego dochodzi sam sygnał oraz dystans jaki musi
pokonać. Z tego wynikają czas i przestrzeń jako decydujące czynniki w kodowaniu tych sygnałów. Sumowanie
czasowe i przestrzenne odbywa się w określonym miejscu i trwa określoną ilość czasu (polaryzacja błony
potasowej: napięcie -40mV.

8. Mechanizm transportu między synapsami.
( prezentacja -

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp44/4402003.html

)

Narastający potencjał spoczynkowy, osiągnięcie potencjału czynnościowego, sygnał propaguje się poprzez
synapsy, przy zakończeniu procesu cholinesteraza rozkłada to co wyłapie acetoholina, następnie proces bardziej
złożony-resynteza, przy powrocie do fazy początkowej przekaźniki nerwowe muszą być znowu w środku
komórki. Dendryty (wejście do komórki nerwowej) odpowiedzialne za pamięć, na aksonie powstaje potencjał
czynnościowy, potem przez synapsy impulsy nerwowe przekazywane są poprzez acetoholinę do innych
neuronów. Akson – pojedyncze wyjście z komórki nerwowej.
9a. Elementy układu słuchowego i ich funkcje.
( prezentacja o całym procesie słyszenia -

soundtransduction.html

)

-uszy (peryferyjny układ słuchowy): przetwarza drgania akustyczne w aktywność neuronów
-droga słuchowa: w pniu mózgu, przenosi informacje z ucha do pola słuchowego kory mózgowej
-pola kory mózgowej: powstawanie wrażeń słuchowych (w „wyższych piętrach” mózgu)

9b. Elementy drogi słuchowej oraz ich funkcje.
(Droga słuchowa znajduje się w pniu mózgu)
-brzuszne jądro ślimakowe
-grzbietowe jądro ślimakowe
-oliwka górna
-wstęga boczna
-wzgórek dolny
-kolanko przyśrodkowe
Drugi etap dyskryminacji częstotliwości następuje w powyższych neuronach.
Każdy z nich wykazuje wyraźnie strojenie częstotliwościowe, czyli każdy ma najniższy próg
pobudzenia dla sygnału o ściśle określonej częstotliwości, zwanej częstotliwością
charakterystyczną. Częstotliwość dźwięku wywołującego maksymalne wychylenie
określonego punktu błony podstawnej nazywana jest częstotliwością charakterystyczną.

9c. Funkcje i budowa poszczególnych części ucha.

(UCHO ZEWNĘTRZNE)
-małżowina uszna
(wzmocnienie, lokalizacja źródła dźwięku)
-przewód uszny
(ochrona słuchu, wzmocnienie)

(UCHO ŚRODKOWE) (3 kosteczki i kanał znajdują się w jamie bębenkowej wypełnionej powietrzem)
-błona bębenkowa
(przeniesienie drgań dźwiękowych za pomocą ruchów błony na 3 kosteczki słuchowe)
-młoteczek, strzemiączko, kowadełko
(wzmocnienie drgań mechanicznych, przekazanie ich do ucha wewnętrznego)
-kanał (trąbka) Eustachiusza
(wyrównywanie ciśnień po obu stronach błony bębenkowej, połączona z jamą nosowo-gardłową, ochrona przed
skutkami zbyt silnych fal dźwiękowych)

młoteczek przylega bezpośrednio do błony,
strzemiączko wnika do okienka owalnego (odruch strzemiączkowy – ochrona przed za dużym ciśnieniem + wytłumienie niskich
częstotliwości – ochrona słuchu)

4

(UCHO WEWNĘTRZNE)
-przedsionek i okienko owalne
(ułatwia przenoszenie drgań z ucha środkowego do wnętrza ślimaka)
-okienko bębenka
(drga przy niskich i silnych dźwiękach, w przeciw fazie do drgań okienka owalnego)
-kanały półkoliste i błędnik błoniasty
(zmysł równowagi)
-ślimak (schody przedsionka + schody bębenka)
(zamiana odbieranych drgań (energia mechaniczna) cieczy na wzbudzenie impulsów nerwowych w narządzie
Cortiego, dyskryminacja częstotliwości)
-nerw słuchowy
(przeniesienie impulsów nerwowych na „wyższe partie” mózgu)

10. Mikromechanika ślimakowa.

Przemieszczanie się komórek rzęskowych, otwieranie kanałów sodowych, ruchy błony podstawnej-

organu Cortiego-błony pokrywkowej

Jeśli rzęski przeginane są w kierunku od wewnętrznych struktur ślimaka, to następuje

otwieranie kanałów rzęskowych, przez które dodatnie jony potasu z endolimfy mogą wnikać
do wewnętrznych i zewnętrznych komórek rzęskowych. Występuje skurcz komórki zewnętrznej, przyczyniając
się do wzmocnienia maksimum fali dźwiękowej. Gdy amplituda zbyt duża następuje uwypuklenie błony
nakrywkowej i osłabienie sygnału.

Komórki rzęskowe wewnętrzne i zewnętrzne mają ujemne potencjały spoczynkowe równe

odpowiednio: - 45 i – 75mV i wnikające do ich wnętrza dodatnie jony potasu wywołują
chwilową depolaryzację tych komórek.

Jeśli jednak rzęski wyginane są w kierunku wewnętrznych struktur ślimak, to odległości

między rzęskami zmniejszają się, co powoduje zamykanie się kanałów rzęskowych.
Ta chwilowa depolaryzacja jest czynnikiem wyzwalającym impulsy w neuronach, których
synapsy przylegają do komórek rzęskowych.

11. Makromechanika ślimakowa.
Cykliczne przemieszczenie podstawy strzemiączka wywołuje ruchy perylimfy i wychylenie błony podstawnej.
Zgodnie z teorią fali wędrującej Bekesy’ego miejsce maksymalnego odchylenia błony podstawnej zależy od
długości fali akustycznej rozchodzącej się w ślimaku.
Maksymalne wychylenie błony podstawnej w miejscu zależnym od częstotliwości dźwięku:
-wysokie częstotliwości -> maksimum wyostrzone -> bardzo sztywny wąski czubek błony, baza ślimaka
-niskie częstotliwości -> maksimum rozmyte(nieostre) -> mało sztywna szeroka baza błony, czubek ślimaka
Funkcje błony podstawnej:
-wstępna dyskryminacja częstotliwości
-błona oddziela perylimfę oraz endolimfę
-wywołuje przemieszczenia perylimfy
-baza komórek słuchowych (ruchy błony pobudzają komórki włoskowe do słuchowej stymulacji neuronów)

12. Teorie słyszenia.
(3 główne grupy teorii, tych pobocznych chyba nie trzeba się uczyć)
*teoria miejsca:
wrażenie (identyfikacja) częstotliwości fal dźwiekowych przy zakończeniach komórek Cortiego oraz na błonie
podstawnej ślimaka + teoria fali biegnącej Bekesy’iego.

REZONANSOWE:

-teoria Harfy-Webbera: błona podstawna złożona z pojedynczych włókien, podobieństwo do
harfy
-teoria Helmholza: krótkie włókna u podstawy ślimaka przenoszą tony wysokie, długie włókna u
zakończenia ślimaka przenoszą tony niskie
-teoria telefoniczna Rutherforda:
drgania membrany słuchawki telefonu podobne do zmian impulsów nerwów słuchu przy błonie
podstawnej

5

-teoria fali biegnącej (wędrownej) Bekesy’iego:
fala biegnąca wzdłuż błony podstawnej, wywołuje ruchy (deformacje) błony, które powodują
ruchy perylimfy.

*teoria czasu:
zaprzeczenie teorii miejsca, identyfikacja częstotliwości nie tylko na błonie podstawnej, ale także w mózgu.
W zakończeniach rzęskowych komórek przenoszone okresy dźwięków, niekoniecznie zawsze przez zmienne
ciśnienie. Dźwięk zamieniany na wyładowania elektryczne, potem na ich rezonans, następnie analiza rezonansu
w mózgu.

CZASOWE:

- teoria salw Webbera: wyładowania na zakończeniach nerwów słuchowych przypominają salwy
wybuchowe, paczkami występują, przesyłane w formie kodu o nieregularnych kształcie
-teoria tonotopowa: odwzorowanie częstości (częstotliwości) na lokalizację przestrzenną na
błonie podstawnej ślimaka. Gdyby rozwinąć błonę podstawną ślimaka, to dźwięki o wysokich
częstotliwościach wywołują drgania bliżej wąskiej podstawy błony. Natomiast dźwięki o niskich
częstotliwościach wywołują drgania bliżej grubszego końca błony.

*teoria spajająca obie poprzednie:
wczesna identyfikacja dźwięku na błonie podstawnej, gdy pełna identyfikacja niemożliwa to zamiana na
specyficzny układ czasowy impulsów dla każdego dźwięku i jego wysokości, następnie ich analiza w
odpowiednich organach mózgu (wyższych piętrach).

13. Wymień potencjały i opisz.
( prezentacja

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp44/4402002.html

)

I) Potencjał czynnościowy (-70mV):
-otwarcie kanałów jonowych i przepływ jonów (dyfuzja), zależy od wielkości różnicy stężeń między jonami
sodu i potasu
-jony sodu (Na) wpływają do środka, jony potasu (K) wypływają z komórki, osiągniecie maksymalnego
negatywnego potencjału
( prezentacja

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp44/4402001.html

)

II) Potencjał spoczynkowy: (gradient dyfuzji + siła elektryczna) występuje zawsze, w neuronie więcej potasu, a
na zewnątrz więcej sodu, mała ilość potasu wypływa na zewnątrz (błona bardziej dla niego przepuszczalna),
dopiero przy przekroczeniu określonego progu następuje potencjał czynnościowy, po wymianie jony powracają
do równowagi – początkowego potencjału (ruchy innych jonów, niekoniecznie tych samych na początkowe
pozycje, chodzi o równowagę między jodami potasu/sodu), nieco niższy potencjał na początku wyrównywania
(z powodu dużej ilości otwartych kanałów potasowych), ale potem powrót do początkowego.
III) Potencjał mikrofoniki ślimakowej (cochlear microphonics): gdy jest pobudzenie to pojawia się dodatkowy
sygnał w ślimaku, który jest analogiem pobudzenia. W funkcji częstotliwości ma swoje maksimum, widać, że
ma swoje odwzorowanie w czułości słyszenia.
IV) Potencjał sumacyjny: w ślimaku, odpowiedź nerwowa-elektryczna, w dużym zakresie liniowa, potem
nieliniowo „wyciszona”. Najpierw nasycenie liniowe (odpowiedź ślimaka proporcjonalna do sygnału
przychodzącego), a potem saturacja (pobudzenie rośnie, a odpowiedź ślimaka wyciszana)
V) Potencjał otoemisji akustycznej: „ucho jako generator”, występuje nawet przy braku sygnału pobudzającego
(ciszy). Daje to możliwość badania cichymi sygnałami uszkodzeń komórek słuchowych. Głównie zewnętrzne
komórki słuchowe zachowują się jak generatory.

14. Wyjaśnić co to jest "organizacja tonotopowa słuchu" / teoria tonotopowa słyszenia?
Odwzorowanie częstości na lokalizację przestrzenną na błonie podstawnej ślimaka. Jest to percepcja
częstościowa (rozpoznawanie tonów dźwięków – percepcja częstotliwości) na błonie podstawnej ślimaka.
Mapowanie tonotopowe jest zachowane wzdłuż całej ośrodkowej drogi słuchowej i występuje w
pierwszorzędowej korze słuchowej.
-wysokie częstotliwości -> maksimum wyostrzone -> bardzo sztywny wąski czubek błony, baza ślimaka
-niskie częstotliwości -> maksimum rozmyte(nieostre) -> mało sztywna szeroka baza błony, czubek ślimaka

6

15. Co jest odpowiedzialne za percepcję częstotliwości (tonu dźwięku) w uchu?
Układ pasywny w uchu wewnętrznym. Błona podstawna ślimaka + schody przedsionka + kanał ślimakowy +
schody bębenka + różne płyny o odmiennym składzie chemicznym.
Dyskryminacja częstotliwościowa lepsza na wyższych częstotliwościach, występuje w dalszych piętrach drogi
słuchowej. Z czego wynika te rozmyte maksimum na niższych częstotliwościach? Najpierw strojenie
częstotliwości w ślimaku, następnie prawdopodobne strojenie komórek w korze mózgowej.

16. Co to jest "refleks akustyczny"?

Jedna z funkcji ucha środkowego – funkcja ochronna (refleks akustyczny),

zabezpieczająca ucho wewnętrzne przed zbyt silnymi dźwiękami. Kosteczki słuchowe za
pomocą specjalnych mięśni (mięsień strzemiączkowy i napinacz bębenka) są tak zawieszone,
ze mogą drgać w różny sposób (system antagonistyczny).

-Może nastąpić wciągnięcie bębenka do wewnątrz, zwiększające jego naprężenie, a

także przesunięcie strzemiączka zmniejszające sprzężenie ucha środkowego z
wewnętrznym,

-Może też zachodzić ruch obrotowy wokół poziomej osi strzemiączka przy zbyt silnym

pobudzeniu błony bębenkowej.

Czas zadziałania tego mechanizmu ochronnego, zwany czasem latencji to około 150ms, a

czas trwania (relaksacji) to około 1,5s. Stąd też pojedyncze impulsy akustyczne o krótkim
czasie trwania są bardziej szkodliwe niż impulsy powtarzające się, a także, niż silne dźwięki
pojedyncze, ale trwające dłużej.

PYTANIA Z ZESZŁYCH LAT

17. Co to jest fala wędrowna (teoria fali biegnącej Bekesy’iego)?
-Ciśnienie wywierane na okienko owalne wywołuje falę biegnącą w ślimaku co powoduje oscylacje błony
podstawnej w ślimaku.
-Fala biegnąca wzdłuż błony podstawnej, wywołuje ruchy (deformacje) błony, które powodują ruchy perylimfy.
-Bekesy stwierdził, że błona podstawna ślimaka porusza się w podobny sposób do fail biegnącej, jest jest ona
stymulowana przez dźwięk. Budowa ślimaka oraz błony powoduje, że maksymalna amplituda fali (oraz
wychylenie błony) pojawia się w różnych miejscach błony w zależności od wartości częstotliwości dźwięku.

-na styku okienka owalnego i błony podstawnej (ślimaka) powstaje fala wędrująca, porusza się na powierzchni
błony podstawnej, amplituda narasta, osiąga maksimum w ściśle określonym miejscu błony

-wysokie częstotliwości -> maksimum wyostrzone
-> bardzo sztywny wąski czubek błony, baza ślimaka

-niskie częstotliwości -> maksimum rozmyte(nieostre) ->
mało sztywna szeroka baza błony, czubek ślimaka

7

18. Schemat pompy sodowo-potasowej.

(mechanizm działania w odpowiedzi na pytanie nr1)

19. Na czym polega sumowanie przestrzenne i czasowe w synapsach?
-pobudzenie wielu synaps położonych blisko siebie (tzw. sumowanie przestrzenne)
-pobudzenie wielu synaps w krótkich odstępach czasu (tzw. sumowanie czasowe)

20. Jaki jest czas przechowywania informacji w pamięci (chwilowej) sensorycznej. Wyjaśnić.
System przechowywania informacji sensorycznej przechowuje dość dokładny i pełny obraz świata odbieranego
przez system sensoryczny. Czas przechowywanie jest bardzo krótki, mniej więcej około 0.1-0.5 sek.

21. Rodzaje otoemisji akustycznej (ucho jako generator). Wyjaśnić założenia metody.
Rodzaje otoemisji (ze względu na sposób pomiaru):
- otoemisja spontaniczna – ucho nie jest poddawane żadnemu pobudzeniu, ograniczone zastosowanie
- otoemisja wywołana – pobudzenie trzaskiem lub impulsem sinusoidalnym, występuje u prawie 100% osób o
słuchu prawidłowym bez wgzl. na wiek
- otoemisja produktów zniekształceń nieliniowych – wykorzystuje nieliniowość ślimaka, pobudzenie 2 tonami
prostymi, występuje u prawie 100% osób

Jest to metoda obiektywna, bezinwazyjna. Opiera się na założeniu, że ucho oprócz odbierania sygnałów

akustycznych także je nadaje (konkretnie ślimak, który jest monitorowany). Jest łatwa w realizacji, pozwala na
rozdzielenie pomiędzy ubytkami pochodzenia ślimakowego i pozaślimakowego.

22. Jakiego rzędu jest przekładnia między błoną bębenkową a okienkiem owalnym, z czego to wynika.
-układ błona+3kosteczki+okienko owalne
-stosunek jednego ramiona do drugiego (młoteczek i kowadełko) daje nam współczynnik1 = 1.3x

d

A - powierzchnia błony bębenkowej

=

d

A

0,55 cm

2

s

A - powierzchnia okienka owalnego

=

s

A

0,032 cm

2

d

A /

s

A = 17x współczynnik2

1.3 x 17 = 22x (teoretyczne wzmocnienie, około 27dB, w rzeczywistości 60% energii będzie przeniesione)
gdy liczyć wzmocnienie na błonie (stożek) to wynosi ono 44x !
Wzmocnienie potrzebne, ale przenieść nawet najmniejsze drgania mechaniczne z błony na nieściśliwą
perylimfę.
Wynika to z tego, że ucho środkowe pełni rolę jakby „transformatora mechanicznego”.
Gdyby nie było mechanizmu ucha środkowego:
- mielibyśmy podbicie fali akustycznej
- stosunek fali odbitej na tej granicy wynosiłby 3%, czyli 97% energii odbitej a tylko 3% przedostałoby się do
ucha wewnętrznego

8

23. Narysuj przekrój poprzeczny ślimaka, zaznacz główne elementy, zaznacz potencjały(?).

(+ pod narządem Cortiego znajduje się błona podstawna)

(+ różne płyny: perylimfa i endolimfa, przemieszczenia perylimfy wywołane przez ruchy błony)

24. Narysuj narząd Cortiego, zaznacz główne elementy.

narząd Cortiego – receptor zmysłu słuchu

komórki słuchowe – inaczej zwane komórkami rzęskowymi, 1 rząd wewnętrznych, 3-4 rzędy zewnętrznych,

93% wiązek nerwu słuchowego wchodzi do wewnętrznych (afferentne nerwy – wchodzą do mózgu),
7% wchodzi do komórek zewnętrznych (efferentne nerwy – wychodzą z mózgu), sprzężenie zwrotne

błona pokrywająca (nakrywkowa) – oparta na komórkach rzęsatych, różne ich wychylenia (zamykanie/otwieranie kanałów wymiany

jonów), jony z komórek przechodzą na nerw i wytwarzają potencjał czynnościowy

(nerw ślimakowy – nerw słuchowy)

9

25. Czym się różni audiometria tonalna (przewodnictwo powietrzne) od Bekesy'ego?
(to chyba jednak pytanie na drugie koło…)

W audiometrii tonalnej badanie słuchu polega na pomiarze przy przewodnictwie powietrznym lub

kostnym, ubytku słuchu dla tonów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach. Wyniki są prezentowane w
postaci krzywych – audiogramów, które przedstawiają próg słyszenia. Próg słyszenia jest określany poprzez
stopniowe wzmacnianie tonu – metoda wstępująca, lub przez jego osłabienie – metoda zstępująca. Pasmo
częstotliwości w jakim przez najmniejszą wartość słyszalnego tonu pozwala się wyznaczyć próg słyszenia
utrzymuje się w przedziale od 250 Hz do 8 kHz.

Audiometria impedancyjna – metoda audiometrii obiektywnej, opierająca się na pomiarze odruchów

mięśnia strzemiączkowego i naprężeniu błony bębenkowej. W audiometrii impedancyjnej pomiar polega na
pobudzaniu do drgań rezonansowych błony bębenkowej, a wraz z nią całego układu mechanicznego ucha
ś

rodkowego, za pomocą generatora dźwięku. Rezonans występujący dla danej częstotliwości dźwięku jest

wykrywany za pomocą mikrofonu. Na podstawie pomiaru oblicza się impedancję i podatność mechaniczną. W
ten sposób ocenie poddawana jest sprawność przewodzenia dźwięku ucha środkowego.

26. Potencja czynnościowy, narysować w funkcji U(t). Co się stanie jak nie przekroczy wartości progowej
Up(t)?
Potencjał czynnościowy:
- otwarcie kanałów jonowych i przepływ jonów (dyfuzja), zależy od wielkości różnicy stężeń między jonami
sodu i potasu
-jony sodu (Na) wpływają do środka, jony potasu (K) wypływają z komórki, osiągniecie maksymalnego
negatywnego potencjału

Refrakcja bezwzględna: inne bodźce nie są wtedy odbierane
Refrakcja względna: inne bodźce są odbierane, ale z mniejszą siłą
Gdy wartość potencjału nie przekroczy wartości progowej Up(t) to nie wystąpi potencjał czynnościowy.

10

27. Maskowanie równoczesne, maskowanie czasowe.
Maskowanie zachodzi w uchu ludzkim i mózgu na dwa sposoby: maskowanie nierównoczesne i równoczesne.

Maskowanie czasowe (nierównoczesne) polega na tym, że mózg nie jest w stanie przeanalizować

dźwięków które następują tuż przed (40 ms) oraz tuż po (200 ms) dźwięku głośnym (maskerze).

To pierwsze, tzw. premaskowanie, wynika z tego, że zanim dźwięk zostanie "zauważony" mija więcej

niż 40 ms, a jeśli przed końcem tego czasu pojawi się dźwięk głośny, to proces analizowania tego cichego
zostaje przerwany, a ucho i mózg reagują tylko na masker.

Postmaskowanie oprócz tego, że uwzględnia wspomniany czas na analizę dźwięku, to jeszcze czas

potrzebny na tzw. relaksację aparatu słuchu, czyli powrót do stanu kiedy jest on gotów odebrać z otoczenia
kolejny dźwięk. Głośny dźwięk wymaga dłuższego po nim odpoczynku.

Oczywiście jeśli w podanym przedziale czasu (-40 ms, +200 ms) pojawi się dźwięk odpowiednio

głośny, on również zostanie "zauważony", te czasy pokazują maksymalny czas potrzebny w przypadku
dźwięków dużo cichszych od maskera (o około 40 dB). Dzięki temu maskowaniu można z kodowanego
dźwięku wycinać ciche dźwięki w odpowiednich miejscach, czyli tuż przed i po maskerze.

Maskowanie częstotliwościowe (równoczesne) polega na tym, że jeśli w tym samym momencie w

dźwięku występuje ton głośny oraz bardzo blisko sąsiadujący z nim (chodzi o niewielką różnicę częstotliwości
między nimi) ton cichy, to ten drugi jest maskowany, czyli ucho go nie słyszy. Podczas kodowania stratnego te
teoretycznie niesłyszalne dźwięki są pomijane.

28. Mechanizm słyszenia (ogólnie).
-fale dźwiękowe wchodzą do przewodu słuchowego zewnętrznego
-wywołanie drgań błony bębenkowej
-przeniesienie wibracji z błony do ślimaka wypełnionego płynem
-pobudzenie włochatych komórek czuciowych w narządzie Cortiego (w ślimaku)
-nerw słuchowy przenosi te impulsy do mózgu
-rozpoznawanie dźwięków w narządach mózgu

11

NOWE PYTANIA

29. Jakie własności słyszenia są wykorzystywane w kompresji stratnej sygnału?
Maskowanie równoczesne, maskowanie czasowe (+więcej we właściwości_słyszenia.pdf) + odpowiedź na
pytanie nr27.

30. Co oznacza pojęcie "zera audiometrycznego", wyjaśnić.
Za zero audiometryczne przyjęto próg słyszenia grupy młodych, zdrowych osób. Na audiogramach oznacza się
go linią prostą o poziomie 0 dB. Próg słyszalności PP określony jest najmniejszą wartością poziomu
słyszalnego (ton przekazywany jest przez słuchawki). Próg słyszalności PK określony jest poziomem
progowym przyspieszenia kości wyrostka sutkowatego (drgania przekazywane są przez wibrator kostny).
Audiometry są tak skonstruowane, że zero audiometryczne dla przewodnictwa powietrznego (PP) i kostnego
(PK) pokrywają się.

31. Prawo Webera-Fechnera, krótko opisać.
Prawo wyrażające relację pomiędzy fizyczną miarą bodźca a reakcją układu biologicznego.
Przyrost wrażenia słuchowego jest równy przyrostowi bodźca pomnożonego przez stałą proporcjonalności i

podzielonego przez wartość bieżącego bodźca:

B

B

k

W

∆

∗

=

∆

.

Wrażenie słuchowe równa się logarytmowi naturalnemu z wartości bieżącego bodźca i pomnożonego przez
stałą proporcjonalności:

B

k

W

ln

∗

=

.

32. MAP i MAF - opisać, rysunek, czym się różnią.

MAF (minimum audible field): ni

ż

sza krzywa, słyszenie dwu-uszne, lepsza percepcja

MAP (minimum audible pressure): wy

ż

sza krzywa, słyszenie jedno-uszne, gorsza percepcja, niedopasowanie

impedancyjne. Np. jednym uchem efekt „cocktail-party” (wyodr

ę

bnienie konkretnego d

ź

wi

ę

ku ze zbioru wielu

innych nie jest mo

ż

liwy do uzyskania).

33. Definicja 1 sona.

Poziom gło

ś

no

ś

ci d

ź

wi

ę

ku nie jest miar

ą

addytywn

ą

ani multiplikatywn

ą

, wi

ę

c utworzono jednostk

ę

o tych

wła

ś

ciwo

ś

ciach – 1 SON.

Gło

ś

no

ść

w sonach jest to cecha wra

ż

eniowa d

ź

wi

ę

ku, pozwalaj

ą

ca na uszeregowanie

d

ź

wi

ę

ków w skali od najcichszych do najgło

ś

niejszych. Skala gło

ś

no

ś

ci jest taka

sama dla wszystkich cz

ę

stotliwo

ś

ci.

Dla skali gło

ś

no

ś

ci przyj

ę

to,

ż

e poziom gło

ś

no

ś

ci 40 fonów tonu

prostego o cz

ę

stotliwo

ś

ci = 1000 Hz ma gło

ś

no

ść

wynosz

ą

c

ą

1 son.

S- poziom gło

ś

no

ś

ci w sonach

P – poziom gło

ś

no

ś

ci w fonach

12

34. Podać definicje 1 barka.

Jednostka wysoko

ś

ci d

ź

wi

ę

ku; 1 bark odpowiada 100 melom i obejmuje cały zakres cz

ę

stotliwo

ś

ci

znajduj

ą

cych si

ę

w obszarze jednego pasma krytycznego.

35. Definicja 1 mela.

Subiektywny odbiór cz

ę

stotliwo

ś

ci. (m-mel; f-cz

ę

stostliwo

ść

)

m = 1127*log(1+f/700)
f = 700 * [e^(m/1127)-1]

36. Czemu do opisu percepcji wrażeń słuchu stosuje się skalę logarytmiczną? Definicja decybela.

Ze wzgl

ę

du na du

żą

rozpi

ę

to

ść

mierzonych warto

ś

ci ci

ś

nienia (zakres ci

ś

nie

ń

akustycznych

obejmuje blisko siedem rz

ę

dów warto

ś

ci (od podstawy 2x10^(–5)

Pa do ponad 10 Pa) wygodniej jest

mierzone ci

ś

nienie akustyczne podawa

ć

nie w warto

ś

ciach bezwzgl

ę

dnych, lecz porównywa

ć

je do okre

ś

lonej warto

ś

ci przyj

ę

tej za odniesienie i podawa

ć

stosunek tych warto

ś

ci.

Je

ś

li wynik pomiaru jest bardzo du

ż

y na ogół podaje si

ę

logarytm tego stosunku. W akustyce

stosuje si

ę

logarytm o podstawie 10 i wynik podaje si

ę

w belach lub w ich dziesi

ą

tej cz

ęś

ci

zwanej decybelami [dB]. Jednostka poziomu ci

ś

nienia w odniesieniu do wy

ż

ej wymienionej podstawy.

Prawo Webera-Fechnera te

ż

uzasadnia konieczno

ść

stosowania tej skali.