Auditory cortex

Som med andre primære sensoriske kortikale områder når auditive sensationer kun opfattelse, hvis de modtages og behandles af et kortikale område. Bevis for dette kommer fra læsionsundersøgelser hos mennesker, der har lidt skade på kortikale områder gennem tumorer eller slagtilfælde, eller fra dyreforsøg, hvor kortikale områder blev deaktiveret ved kirurgiske læsioner eller andre metoder. Skader på den auditive cortex hos mennesker fører til et tab af al bevidsthed om lyd, men en evne til at reagere refleksivt på lyde forbliver, da der er en stor del af kortkortbehandling i den auditive hjernestamme og midthjernen.

Neuroner i den auditive cortex er organiseret efter lydfrekvensen, som de reagerer bedst på. Neuroner i den ene ende af den auditive cortex reagerer bedst på lave frekvenser; neuroner på den anden reagerer bedst på høje frekvenser. Der er flere auditive områder (ligesom de mange områder i den visuelle cortex), som kan skelnes anatomisk og på baggrund af, at de indeholder et komplet “frekvenskort”. Formålet med dette frekvenskort (kendt som et tonotopisk kort) afspejler sandsynligvis det faktum, at cochlea er arrangeret i henhold til lydfrekvens. Den auditive cortex er involveret i opgaver såsom at identificere og adskille “auditive objekter” og identificere placeringen af en lyd i rummet. For eksempel er det blevet vist, at A1 koder for komplekse og abstrakte aspekter af auditive stimuli uden at kode for deres “rå” aspekter som frekvensindhold, tilstedeværelse af en særskilt lyd eller dens ekkoer.

Menneskelige hjerneskanninger angav, at en perifer del af dette hjerneområde er aktiv, når man prøver at identificere musikalsk tonehøjde. Individuelle celler bliver konsekvent begejstrede for lyde ved bestemte frekvenser eller multipla af denne frekvens.

Den auditive cortex spiller en vigtig, men tvetydig rolle i hørelsen. Når den auditive information passerer ind i cortex, er det uklare, hvad der præcist finder sted, uklart. Der er en stor grad af individuel variation i den auditive cortex, som bemærket af den engelske biolog James Beament, der skrev: “Cortex er så kompleks, at det mest, vi nogensinde måske håber på, er at forstå det i princippet, da det bevis vi allerede har har antydet, at der ikke fungerer to kortikaler på nøjagtig samme måde. “

I høringsprocessen transduceres flere lyde samtidigt. Det auditive systems rolle er at bestemme, hvilke komponenter der udgør lydforbindelsen. Mange har antaget, at denne forbindelse er baseret på placeringen af lyde. Der er dog mange forvrængninger af lyd, når de reflekteres fra forskellige medier, hvilket gør denne tænkning usandsynlig. Den auditive cortex danner grupperinger baseret på fundamentale; i musik, for eksempel, vil dette omfatte harmoni, timing og tonehøjde.

Den primære auditive cortex ligger i den overlegne temporale gyrus i den temporale lap og strækker sig ind i den laterale sulcus og den tværgående temporal gyri (også kaldet Heschl “s gyri). Den endelige lydbehandling udføres derefter af parietal og frontale lober i den menneskelige hjernebark. Dyreforsøg indikerer, at hjernebarkens auditive felter modtager stigende input fra den auditive thalamus, og at de er sammenkoblet på den samme og på de modsatte hjernehalvkugler.

Den auditive cortex er sammensat af felter, der adskiller sig fra hinanden i både struktur og funktion. Antallet af felter varierer i forskellige arter, fra så få som 2 hos gnavere til så mange som 15 i rhesus aben. Antallet, placeringen og organisationen af felter i den menneskelige auditive cortex er ikke kendt på dette tidspunkt. Hvad der vides om den humane auditive cortex kommer fra en videnbase opnået fra studier hos pattedyr, herunder primater, der bruges til at fortolke elektrofysiologiske tests og funktionelle billeddannelsesundersøgelser af hjernen hos mennesker.

Når hvert instrument fra et symfoniorkester eller jazzband spiller den samme tone, er kvaliteten af hver lyd forskellig , men musikken opfatter hver tone som den samme tonehøjde. Neuroner i hjernebarken i hjernen er i stand til at reagere på tonehøjde. Undersøgelser af marmoset aben har vist, at tonehøjde-selektive neuroner er placeret i en kortikal region nær den anterolaterale grænse af den primære auditive cortex. Denne placering af et tonehøjde-selektivt område er også blevet identificeret i nylige funktionelle billeddannelsesundersøgelser hos mennesker.

Den primære auditive cortex er underlagt modulering af adskillige neurotransmittere, herunder noradrenalin, som har vist sig at nedsætte cellulær ophidselse i alle lag i den timelige cortex. alfa-1-adrenerg receptoraktivering ved noradrenalin mindsker glutamatergiske excitatoriske postsynaptiske potentialer ved AMPA-receptorer.

Forhold til det auditive system Rediger

Den auditive cortex er den mest organiserede lydenhed i hjernen. Dette cortex-område er den neurale kerne i hørelsen og – hos mennesker – sprog og musik. Den auditive cortex er opdelt i tre separate dele: den primære, sekundære og tertiære auditive cortex. Disse strukturer er dannet koncentrisk omkring hinanden, med den primære cortex i midten og den tertiære cortex på ydersiden.

Den primære auditive cortex er tonotopisk organiseret, hvilket betyder, at naboceller i cortex reagerer på nabo frekvenser. Tonotopisk kortlægning bevares gennem det meste af auditionskredsløbet. Den primære auditive cortex modtager direkte input fra thalamus mediale geniculate nucleus og antages således at identificere de grundlæggende elementer i musik, såsom tonehøjde og loudness.

En fremkaldt responsundersøgelse af medfødte døve killinger, der blev brugt lokalt feltpotentialer til at måle kortikal plasticitet i den auditive cortex. Disse killinger blev stimuleret og målt mod en kontrol (en ikke-stimuleret medfødt døv kat (CDC)) og normale hørende katte. Feltpotentialerne målt for kunstigt stimuleret CDC var i sidste ende meget stærkere end for en normal hørekat. Dette fund stemmer overens med en undersøgelse foretaget af Eckart Altenmuller, hvor det blev observeret, at studerende, der modtog musikinstruktion, havde større kortikalaktivering end dem, der ikke gjorde det.

Den auditive cortex har forskellige svar på lyde i gammabåndet . Når forsøgspersoner udsættes for tre eller fire cyklusser med et klik på 40 hertz, vises en unormal stigning i EEG-dataene, som ikke er til stede for andre stimuli. Spidsen i neuronal aktivitet, der korrelerer med denne frekvens, er ikke begrænset til den tonotopiske organisering af den auditive cortex. Det er blevet teoretiseret, at gammafrekvenser er resonansfrekvenser i bestemte områder af hjernen og også synes at påvirke den visuelle cortex. Gamma-båndaktivering (25 til 100 Hz) har vist sig at være til stede under opfattelsen af sensoriske begivenheder og genkendelsesprocessen. I en undersøgelse fra 2000 af Kneif og kolleger blev forsøgspersonerne præsenteret med otte musiknoter til velkendte melodier, såsom Yankee Doodle og Frère Jacques. Tilfældigt blev den sjette og syvende note udeladt, og et elektroencefalogram samt et magnetoencefalogram blev hver anvendt til at måle de neurale resultater. Specifikt blev tilstedeværelsen af gammabølger, induceret af den auditive opgave ved hånden, målt fra forsøgspersonernes templer. Det udeladte stimulusrespons (OSR) var placeret i en lidt anden position; 7 mm mere forreste, 13 mm mere mediale og 13 mm mere overlegne i forhold til de komplette sæt. OSR-optagelserne var også karakteristisk lavere i gammabølger sammenlignet med det komplette musikalske sæt. De fremkaldte svar under den sjette og syvende udeladte note antages at være forestillet og var karakteristisk forskellige, især i højre halvkugle. Den højre auditive cortex har længe vist sig at være mere følsom over for tonalitet (høj spektral opløsning), mens den venstre auditive cortex har vist sig at være mere følsom over for små sekventielle forskelle (hurtige tidsmæssige ændringer) i lyd, såsom i tale. / p>

Tonalitet er repræsenteret flere steder end kun den auditive cortex; et andet specifikt område er den rostromediale præfrontale cortex (RMPFC). En undersøgelse udforskede de områder af hjernen, der var aktive under tonalitetsbehandling ved hjælp af fMRI. Resultaterne af dette eksperiment viste præferentiel blod-ilt-niveau-afhængig aktivering af specifikke voxels i RMPFC til specifikke tonearrangementer. Selvom disse samlinger af voxels ikke repræsenterer de samme tonearrangementer mellem emner eller inden for emner over flere forsøg, er det interessant og informativt, at RMPFC, et område, der normalt ikke er forbundet med audition, synes at kode for øjeblikkelige tonearrangementer i denne henseende. RMPFC er en underafdeling af den mediale præfrontale cortex, der projicerer til mange forskellige områder, herunder amygdala, og menes at hjælpe med at hæmme negative følelser.

En anden undersøgelse har antydet, at mennesker, der oplever “kulderystelser”. mens du lytter til musik, har et større volumen af fibre, der forbinder deres hørebark til områder, der er forbundet med følelsesmæssig behandling.

I en undersøgelse, der involverer dikotisk lytning til tale, hvor en meddelelse præsenteres for højre øre og en anden for til venstre blev det fundet, at deltagerne valgte bogstaver med stop (f.eks. “p”, “t”, “k”, “b”) langt oftere, når de blev præsenteret for højre øre end venstre. Men når de præsenteres med fonemiske lyde af længere varighed, såsom vokaler, foretrak deltagerne ikke noget bestemt øre. På grund af det kontralaterale karakter af det auditive system er højre øre forbundet med Wernickes område, der er placeret inden i den bageste del af den overlegne temporale gyrus i venstre hjernehalvdel.

Lyde, der kommer ind i den auditive cortex, behandles forskelligt afhængigt af om de registreres som tale eller ej. Når folk lytter til tale i henhold til de stærke og svage hypoteser om taletilstand, involverer de henholdsvis perceptuelle mekanismer, der er unikke for tale, eller engagerer deres viden om sproget som helhed.