Nasl itiyoruz PROF DR MUSTAFA ERKAN 21 04

Nasıl İşitiyoruz? PROF. DR. MUSTAFA ERKAN 21. 04. 2017

SES İşitme organını uyarıp, beyinde ses duyumu oluşturabilen nitelik ve nicelikteki fizik etkenlere '' ses enerjisi-akustik enerji'' denir. Ses enerjisi, bir enerji kaynağından üretilen, maddeden oluşan bir ortamda(katı-sıvı-gaz) yayılan, mekanik bir titreşim dalgasıdır. Sesler dalga örneğinin tekrar edip etmemesine göre, 1. Periyodik sesler: Diyapozon sesi 2. Aperiyodik sesler: Gürültü sesi

Sesin özellikleri Frekans: Sesin bir saniyedeki titreşim sayısıdır. Birimi Hertz (Hz) dir. v İnsanda duyulabilir ses frekans aralığı yaklaşık olarak saniyede 20 -20. 000 Hz arasında değişir.

Sesin özellikleri Şiddet: Ses enerjisinin sıkışma ve gevşemeler sırasında birim yüzeye yaptığı basınç olarak tarif edilir, nesnel olarak ölçülebilir ve dyn/cm² olarak belirlenir. v Klinik çalışmada normal işitmenin eşiği 0 d. B olarak kabul edilmiştir.

Sesin özellikleri Kalite: Bir sesin kalitesi, sesin kaynağının bir insan sesi mi, bir müzik aletinin sesi mi veya bir başka ses mi olup olmadığını belirleyen özellikleridir ve sesin doğasını oluşturan üst tonlar veya harmonilerle belirlenir. v Tekrarlanan kalıplara sahip ses dalgaları, dalgaların tek başlarına karmaşık olmaları halinde dahi müzikal ses olarak algılanırken, periyodik olmayan ve tekrarlanmayan titreşimler gürültü duygusu verir.

Sesin özellikleri Bir ortamın ses dalgalarının yayılmasına karşı gösterdiği dirence akustik rezistans veya akustik impedans denilmektedir. İmpedans ortamın moleküllerinin yoğunluğu ve esnekliği ile ilişkilidir.

Sesin özellikleri Ses dalgaları ortam değiştirirse enerjide değişiklikler meydana gelir. Örneğin ses dalgaları atmosferden yoğunluğu daha fazla olan sıvı ortama (perilenfe) geçerse iki ihtimal söz konusudur; 1. Eğer sesin geçtiği cisim, sesin dalga boyundan küçükse, ses cismin çevresinde önemli bir kayıp olmadan kırılır. 2. Eğer sesin geçtiği cisim, sesin dalga boyundan büyükse, o zaman bir kısım ses dalgaları çarparak geri döner ve bu olaya ''echo'' denir. Diğer bir kısım ses dalgaları ise bu yeni ortamda yayılır.

Sesin özellikleri Yayılan ve yansıyan enerji miktarları bu iki ortamın impedanslarına bağlı olarak değişir. Her iki ortamın impedansları birbirinden ne kadar faklı ise, yeni ortama geçen enerji miktarı da o kadar farklı olacaktır. Havadan suya geçen enerji miktarı 0, 001 civarında olacaktır ki bu da havadan gelen enerjinin binde 1’inin suya geçeceğini binde 999’unun geri yansıyacağını göstermektedir. Bu kaybın logaritmik hesabı d. B cinsinden 30 d. B'dir.

İşitme Fizyolojisi İşitmenin olabilmesi için ilk olarak ses dalgalarının atmosferden Korti organına iletilmesi gerekir. Bu mekanik bir olaydır ve sesin bizzat kendi enerjisi ile sağlanır. Bu olaya ''iletim-Kondüksiyon''diyoruz. Korti organında ses enerjisi biyokimyasal olaylarla sinir enerjisi haline dönüştürülür. Bu olaya '' dönüşümtransdüksiyon'' diyoruz. İç ve dış titrek tüylü hücrelerde meydana gelen elektriki akım kendisi ile ilişkili sinir liflerini uyarır. Bu şekilde sinir enerjisi frekans ve şiddetine göre değişik sinir liflerine iletilir. Yani ses, şiddetine ve frekansına göre Korti organında kodlanmış olur. Bu olaya ''nöral kodlanma'' adı verilir. Tek tek gelen bu sinir iletimleri işitme merkezinde birleştirilir ve çözümlenir. Yani sesin karakteri ve anlamı anlaşılır hale getirilir. Bu olaya da '' assosiasyon '' denir.

İşitme Fizyolojisi Fizyolojik özellikleri bakımından kulak 2 kısma ayrılır. 1. İletim kısım: Dış kulak yolu ile başlayıp oval pencerede sonlanır. 2. Sensörinöral kısım: End organ (Korti organı), VIII. kraniyal sinirin akustik dalı ve santral bağlantılardan oluşur.

İletim Yolu Ses iç kulağa 2 yol iletilir. 1. Titreşen timpanik membrandan ossiküler zincirle oval pencereye iletilir. En önemli yol budur. 2. Kemik iletimi ile ses enerjisi alınır ve kafatası kemiklerinden iç kulağa iletilir. Bu şekilde yuvarlak ve oval pencereler kullanılmadan perilenf titreştirilmiş olur.

İletim Yolu; Başın etkisi Baş ve vücut sesin iletimine karşı bir engel oluşturur. Ses dalgaları başa çarpınca yansır ya da az miktarda da olsa kırılır. Sesin geliş yönüne göre, ses dalgalarının çarptığı kulak yönünde ses dalgalarının basıncı artar diğer kulakta ses basıncı düşer. Bu olaya Baffle etkisi adı verilir. Ayrıca kulaklar arasındaki uzaklık 0, 6 msn'lik zamana eşdeğerdir. Sesin her iki kulağa farklı zamanlarda ulaşması sesin yönünü belirlemede çok önemli bir noktadır.

İletim Yolu; Aurikula ve DKY etkisi Kulak kepçesi, 135 derecelik bir yay biçiminde olan ve sesleri dış kulak yoluna yönlendiren bir yapıdadır. Konka kısmı megafon görevi görür ve ses dalgalarını konsantre ederek şiddetini yaklaşık 6 d. B artırır. Dış kulak yolu ise yaklaşık 3 -3. 5 cm uzunluğunda, bir ucu kapalı silindir biçimindedir ve rezonatöre benzer. Dış kulak yolunun sesi kuvvetlendirme etkisi 1000 -8000 frekansları arasında olmaktadır.

İletim Yolu; Aurikula ve DKY etkisi * Amplifikasyon, en çok 3500 -4000 frekansları aralığında oluşur. Bu da yaklaşık 15 -20 d. B civarındadır. *Bu bilgiler bize akustik travmaların niçin en çok 4000 frekansta etkili olduğunun ipuçlarını vermektedir. *Çocuklarda rezonatör etki en fazla 8000 frekans çevresinde yoğunlaşır. Bu bilgiler işitme cihazı ayarlanmasında önemlidir.

İletim yolu; Kulak zarı Boyu 9 -10 mm, eni 8 -9 mm'dir. Ancak belirli frekanslarda titreşebilir. Sesin geliş açısının titreşime etkisi yoktur, her taraftan gelen sesle titreşebilir. Sesin geliş açısını kısmen değiştirir. Bu etki ile sesin pencerelere aynı anda ulaşmasını önleyerek faz koruyucu etkiye katkıda bulunur.

İletim yolu; Kulak zarının hareketi ile ilişkili değişik görüşler ileri sürüldü: *Bekesy, kulak zarı aynı bir hoparlörün membranı gibi çalışır, yani aynı amplitüddeki noktalar bir daire oluşturur demiştir. Bekesy'e göre kulak zarının en fazla alt kısmı titreşmektedir. *Krikae'ye göre, umbo çevresinde titreşim amplitüdleri birbirine eşit üç ayrı bölge oluşturur. Bu bölgeler kulak zarının kalınlığı ile ilgilidir. Umboda zar kalınlığı 80 mikron, çevrede 85 -90 mikrondur. Zar umbo civarında en yüksek amplitüdde titreşir ve çevreye gittikçe amplitüd düşer.

İletim yolu; Orta kulağın yükseltici etkisi Orta kulağın görevi ses dalgalarını atmosferden perilenfe geçirmek, Hava ortamından sıvı ortama geçen ve 30 d. B kayba uğrayan enerjinin yerine konmasını sağlamaktır.

İletim yolu; Orta kulağın yükseltici etkisi Kulak zarının tahterevalli etkisi, Kemikçikler sisteminin yükseltici etkisi, Kulak zarı ve stapes taban yüzeyi arasındaki fark

İletim Yolu; Pencerelerin ses iletimindeki rolü Ses titreşimlerinin perilenfe geçebilmesi için, sıvılar sıkıştırılamayacağından, bu kanallar sisteminin iki tarafında birer pencere gereklidir. Yani titreşimler oval pencere yoluyla perilenfe geçtiğinde yuvarlak pencere zarı da timpanik kaviteye doğru kabarır. Ancak bu hareketler çok küçüktür. Yuvarlak pencere zarının hareketi ancak stroboskopik metodla görülebilir. Wever ve Lawrence göre yuvarlak pencere zarı üstünde bir eritrosit büyüklüğünde havanın olması bile, bu hareketlerin olması için yeterlidir.

İletim Yolu; Pencerelerin ses iletimindeki rolü Pencerelerin işitme üzerine olan diğer önemli etkisi faz farkıdır. Normal şartlarda, kulak zarı ve kemikçikler yoluyla oval pencereye ulaşan ses enerjisi, hem hızlı hem de kemikçik sistemin yükseltici etkisinden dolayı, hava yoluyla yuvarlak pencereye ulaşan ses enerjisinden fazladır. Pencerelere ulaşan bu ses dalgaları arasında hız ve enerji farkından ötürü faz farkı ortaya çıkar. Yuvarlak pencere, orta kulağın arka alt tarafında ve stapes tabanına dik bir konumda yerleşmiştir. Bu yüzden kulak zarı ve kemikçikler birlikte harap olsalar dahi ses iki pencereye aynı anda ve fazda ulaşamaz.

İletim Yolu; Pencerelerin ses iletimindeki rolü Pencerelerin asıl önemi, kulak zarının perfore ve kemikçikler sisteminin eksik olduğu durumda ortaya çıkar. Eğer ses dalgaları, zar perforasyonu ve kemikçik zincir hasarı nedeniyle her iki pencereye de hava yoluyla geçerse, aynı anda karşı yönlerden gelen sıvı hareketi birbirini söndürecek ve işitme düşecektir.

Orta kulağın koruyucu rolü İç kulağı şiddetli ses titreşimlerinin zararlı etkilerinden korur. Bu görevi 2 yolla gerçekleştirir. 1. Orta kulak havalı bir boşluktur ve tampon görevi yapar. 2. Orta kulaktaki 2 kas (m. tensor timpani, m. stapedius) yardımı ile şiddetli ses titreşimlerinin iç kulağa geçmesini engeller.

Orta kulağın transfer fonksiyonu Orta kulağın ses iletimi frekanslarla sınırlıdır. Sistemin çalışması yüksek frekanslarda düzensiz bir hal alır ve belirli bir frekansın üzerinde transfer mekanizması çalışmaz. Orta kulakta, kulak zarı ve kemikçik sisteminin ses iletimine etkisi 2 bakımdan frekansa bağlı olarak değişiklik gösterir. Bunlar sistemin esnekliği ve sistemin kitlesidir. Alçak frekanslar esnekliğin azalmasından etkilenir. Kitlenin artması ise yüksek frekanslarda kayba neden olur.

Orta kulağın transfer fonksiyonu Örneğin otosklerozun erken evrelerinde esnekliğin azalmasına bağlı alçak frekanslarda kayıp olurken, buna karşılık teflon piston ameliyatlarından sonra teflonun kitlesine bağlı yüksek frekanslarda kayıp olabilmektedir. Sistemin esnekliğini azaltan ve kitlesini artıran timpanosklerozda ise hem alçak hem yüksek frekanslarda kayıp olmaktadır.

Sensörinöral Kısım, Kokleanın Fizyolojik Anatomisi İç kulak, işitme ve denge organlarını barındırır ve petröz kemik iç kısmında bulunan labirentin blok içinde yer alır. Labirentin blok, kemik ve zar olmak üzere 2 kısımdan oluşur. Yuvarlak ve oval pencere yoluyla orta kulakla, koklear ve vestibüler akuaduktus yolu ile de kafa içi ile bağlantılıdır. İç kulak morfolojisi Alphonso Corti (1851) tarafından kokleanın kesitleri alınarak yapılan çizimlerle ve Korti organını tanımlamasıyla anlaşılmaya başlanmıştır. Koklea sarmal biçimli, yaklaşık 35 mm uzunluğunda ve 2. 75 tur dönüşe sahiptir.

Sensörinöral Kısım, Kokleanın Fizyolojik Anatomisi Koklea içindeki boşluklar sıvı ile doludur. Skala media içerisinde hücre içi sıvı ile benzerlik gösteren oldukça yüksek K (yaklaşık 145 m. M K, 2 m. M Na) içeren endolenf vardır. Skala vestibüli ve skala timpani içinde beyin omurilik sıvısına benzer şekilde yüksek Na (yaklaşık 140 m Nat, 6 m. M K) içeren perilenf bulunur. Perilenf beyin omurilik sıvısından akuaduktus perilenfatikus aracılığı ile de gelir. Endolenf ise stria vaskülaris tarafından üretilir ve endolenfatik kesede emilerek dural venöz sinüslere boşalır. Korti organı içindeki Korti tünelinde ve Nuel boşluğunda ise Kortilenf vardır. Kortilenf perilenf ile aynı yapısal özelliktedir.

Sensörinöral Kısım, Kokleanın Fizyolojik Anatomisi 1. Kokleada dört tane ekstrasellüler elektriksel potansiyel vardır: İstirahat (endolenfatik) potansiyeli: Endolenf perilenfe göre yaklaşık +80 m. V pozitif potansiyele (endokoklear potansiyel) sahiptir. Ayrıca tüylü hücrelerin iç kısmından ölçülen -60 m. V'luk negatif potansiyel bulunur. Böylece kokleada bulunan tüylü hücre zarının iç ve dış potansiyel farkı yaklaşık 140 m. V'tur. Yani koklea uyarılmadığı zaman bile bir potansiyele sahiptir.

Sensörinöral Kısım, Kokleanın Fizyolojik Anatomisi 2. Koklear mikrofonik: Büyük ölçüde dış tüylü hücrelere ve bunların meydana getirdiği potasyum iyonu (K) akımına bağlıdır. Koklear mikrofonikler yuvarlak pencereye yerleştirilen elektrotlarla incelenebilir

Sensörinöral Kısım, Kokleanın Fizyolojik Anatomisi 3 - Sumasyon (birikim) potansiyeli: Büyük oranda iç tüylü hücrelerin içindeki elektriki potansiyele bağlı bir akımdır. 4 - Bileşik (tüm sinir) aksiyon potansiyeli: Bu potansiyel işitme siniri liflerinden kaynaklanır. Beyine kadar iletilen taşıyıcı nöronların toplam aksiyon potansiyelleri, işitme sinirinin o andaki aksiyon potansiyelini verir.

Korti Organı Baziler membran üzerinde bulunur. Üç sıra dış tüylü, tek sıra iç tüylü hücre, jelatinimsi bir yapıya sahip olan tektorial membran ve bir grup destek hücrelerinden oluşur. Tüylü hücreler, mekanik enerjiyi nöral impuls haline çeviren sensoriyel hücrelerdir. İnsanlarda yaklaşık 15 000 dış tüylü hücre ve 3 500 iç tüylü hücre olmak üzere 18 500 civarı tüylü hücre vardır.

Sesin kokleada iletimi Kokleadaki ses dalgalarının yayılımı çeşitli teorilerle açıklanmaya çalışılmıştır, bunlar arasında en bilinen ve kabul gören Bekesy'nin ilerleyen dalga (travelling wave) teorisidir. Bu teorisiyle Bekesy'nin 1961 yılında Nobel ödülüne layık görülmüştür. Buna göre, işitsel titreşimler perilenfin hareketine, bu da endolenfin ve baziler membranın titreşmesine yol açar. Baziler membranın titreşmesi, Korti organı üzerindeki siliyaların eğilmesine ve tüylü hücrelerin bazalindeki sinir uçlarında nöral uyarılma başlatmasına yol açar. Böylece mekanik enerji elektriksel uyarana dönüşür.

Sesin kokleada iletimi Baziler membranda apekse doğru her nokta titreşir, fakat bu titreşimin amplitüdü, stimulusun frekansı ve şiddetine göre farklılık gösterir. Bilindiği gibi baziler membran bazal turda dar, apikal turda daha geniştir. Ölçümlere göre bazal turda genişlik 0, 12 mm, apikal turda ise 0, 5 mm'dir. Yüksek frekanslı seslerde baziler membran amplitüdleri bazal turda en yüksek seviyededir. Buna karşın alçak frekanslarda, baziler membran amplitüdleri apikal turda en yüksek seviyededir.

Sesin kokleada iletimi Buna "tonotopik organizasyon" denir. Yani baziler membranda her frekans için ayrı bir titreşim bölgesi vardır ve bu bölgeler sadece kendine özgü frekansdaki akustik uyarıya cevap verir. Helmholtz'un yer (place) teorisine göre ise frekans ayrımı, baziler membran üzerinde yer alan Korti organındaki sinir liflerinin maksimum derecede uyarılması ile yapılır. Baziler membran ve üzerindeki Korti organı aynen piyano gibi rezonatördür ve ses dalgalarının frekansına göre uygun olan bölgeler titreşir.

Sesin kokleada iletimi Wever'in teorisi yayılım (volley)teorisidir ve 'yer' ve 'frekans' teorilerinin sentezidir. Buna göre 5000 Hz ve altındaki seslerin algılanması frekans teorisi ile açıklanırken, daha yüksek frekansların algılanması yer teorisi ile açıklanmaktadır.

İşitme siniri İşitme sinirinin koklear kısmını, Korti organının innervasyonunu sağlayan spiral gangliondaki bipolar hücrelerin uzantıları oluşturur. Bu koklear lifler, vestibüler liflerle birleşir ve 8. kranial siniri oluşturur. Korti organındaki tüylü hücrelerin tabanından başlayan ve insanda yaklaşık 32. 000 tane olan afferent işitme lifleri modiolus içine yerleşmiş olan spiral gangliona gider. Spiral gangliondaki bipolar nöronların aksonları 8. sinire katılır ve sesin üst merkezlere iletilmesini sağlar.

İşitme siniri Afferent lifleri %90'ı iç tüylü hücrelerde sonlanır. Bunlara Tip I nöron adı verilir. Bir iç tüylü hücre 15 -20 tane afferent lif tarafından innerve edilir. Geri kalan %10 afferent sinir lifi dış tüylü hücrelere gider ve Tip II nöron adını alır; burada tek bir nöron yaklaşık 10 dış tüylü hücreyi birden innerve eder.

İşitme siniri Kokleanın efferent innervasyonunun %80'i, afferent liflerin aksine, dış tüylü hücrelerde sonlanır. Efferent liflerin inhibitör etkisi frekans ayrımını güçlendirmede rol oynar. Santral sinir sisteminin işitme için kullandığı akustik bilginin büyük kısmı iç tüylü hücreler tarafından sağlanır.

İşitme siniri Dış tüylü hücreler ise düşük şiddetteki seslerin duyulmasını sağlamanın yanı sıra mekano-elektriksel uyaran ve geri bildirim (feed-back) elemanı olarak iş görür ve iç tüylü hücreleri, uyaranların ayırt edilmesini sağlayacak şekilde modifiye eder.

Santral işitme yolları; Koklear Nükleuslar İşitme yollarının 2. nöronlarının bulunduğu alandır. Koklear afferent lifler dorsal ve ventral koklear nükleustaki nöronlarla kavşak yaparlar. Koklear nükleustan çıkan liflerin çoğu beyin sapında çaprazlaşır ve karşı taraf superior olivar komplekse gider. Nükleusların ventral kısmında düşük frekanslı liflerin sonlandığı nöronlar yer alırken, dorsal kısmında yüksek frekanslı liflerin sonlandığı nöronlar bulunur.

Santral işitme yolları Koklear Nükleuslar Koklear nükleusun anteroventral bölgesi, uyaranın frekans, şiddet ve geçici kodlanma görevini koklea ile beraber yürütürken, posteroventral bölgesi geniş frekans bantlı uyaranlara karşı hassastır. İşitme siniri, koklear nükleus ve işitme korteksi gibi santral işitme yolları da, kokleanın bazal turundan helikotremaya kadar olduğu şekilde kesin bir tonotopik organizasyona sahiptir.

Superior Olivar Kompleks ve Olivokoklear Demet Superior Olivar kompleks nöronları binaural inputu ilk alan ve işleyen nöronlardır. Lateral ve mediyal superior olivar nükleusların sesin yönünün tayininde önemli fonksiyonları vardır. Mediyal süperior olivar nükleus düşük frekanslı uyarılara cevap veren nöronlara sahipken, lateral süperior olivar nükleus ise yüksek frekanslı uyaranlara yanıt veren nöronlara sahiptir. Aynı zamanda Korti organının dış tüylü hücrelerine olivokoklear demet yoluyla inen, yani efferent lifler de gönderir. Bu yol ilk olarak Rasmussen tarafından tarif edilmiştir.

Superior Olivar Kompleks ve Olivokoklear Demet Bu inen bağlantıların, dış tüylü hücrelerin kontraktil özelliklerini etkileyerek, kokleanın gürültülü ortamda ilgi duyduğu sesi alabilmesini sağladığı düşünülmektedir.

Lateral lemniskus Beyin sapının lateral yüzüne yakın olan büyük çıkan yoldur ve süperior olivar kompleksten gelen aksonlar bu yolun en önemli komponentini yapar. Lateral lemniskus nükleusları, düşük frekanslar dorsalde, yüksek frekanslar ventralde yerleşmiş şekilde tonotopik olarak organizedir.

İnferior Kollikulus Alt beyin sapından medial genikulat cisme ve işitme korteksinin giden akustik bilginin ana iletim istasyonudur. İnferior kollikulus, algısal analizlerden çok işitsel refleks aktivitelerinde rol oynar. Yapılan çalışmalarda inferior kollikulus seviyesinde serebellum ile bağlantı kurulduğu saptanmıştır. Ses uyarısı ile lobulus simpleks ve tuber vermiste görme sahası ile aynı alanda cevaplar alınmıştır.

Medial genikulat cisim Medial genikulat nükleus, işitme sisteminin talamik durağını yapar ve işitme korteksine gelmeden önceki son duraktır.

İşitme korteksi Koklear nükleustan yukarıya doğru çıkan işitsel yolaklar, temporal lobun dorsal yüzeyinde farklı alanlarda sonlanırlar. Ancak medial genikulattan gelen aksonların çoğu primer işitme alanına giderler. Primer işitme alanı, temporal lobun süperiorunda yer alır. Bu bölgeye Heschl girusu veya Brodmann'ın 41. ve 42. bölgesi denir. Sekonder işitme alanı (Brodmann'ın 22. ve 52. Bölgesi) ise, parietal operkulumun laterali, insular korteksin büyük bölümü ve temporal lobun lateral kenarına yayılır.

İşitme Korteksi İşitme korteksi tonal ve dizgisel ses kalıplarının ayırt edilmesinde önemlidir. Talamusa, orta beyine ve ponsa inen üç ana yol verir.

İşitme Korteksi Primer işitme korteksinin tek taraflı tahribatının, ortaya çıkardığı etki çok belirsizdir. Karşı taraftaki kulakta işitme hafifçe azalır. Primer işitme korteksinin iki taraflı tahribatında ise, kişinin işitmeye olan duyarlılığı büyük ölçüde azalır. Sekonder işitme alanı tahribatında, kişi işittiği sesin anlamını yorumlayamaz. Frekans ayrıştırmasının, işitme yolunun alt seviyelerinin, en fazla da inferior kollikulus etkinliğine bağlı olduğu bilinmektedir.

Özet İşitme olayı birbirini izleyen 4 fazda gerçekleşir. 1. Dış kulak, orta kulak ve iç kulağı ilgilendiren ''İletim fazı-transmisyon'' 2. Korti organı seviyesindeki ''Dönüşüm fazı-transdüksiyon'' 3. Ses uyarısının farklı özelliklerinin (süre, şiddet vb. ) nöral olarak ''Kodlanma fazı'' 4. Santral işitme merkezindeki algılama ve birleştirme ''Asosiyasyon fazı'' Bir sesin algılanabilmesi için bu fazların hepsinin tam olarak işlemesi gereklidir.

Teşekkürler