Аудиосенсорная кора
Аудиосенсорная кора — это часть слуховой системы , которая связана со слухом у человека. Он занимает двустороннюю первичную слуховую кору в височной доле мозга млекопитающих. [ 1 ] Этот термин используется для описания областей Бродмана 41 и 42 вместе с поперечной височной извилиной . [ 2 ] Аудиосенсорная кора принимает участие в приеме и обработке импульсов слухового нерва, передающих звуковую информацию от таламуса в мозг. Аномалии в этой области ответственны за многие нарушения слуховых способностей, такие как врожденная глухота , истинная корковая глухота, первично-прогрессирующая афазия и слуховые галлюцинации .
История
[ редактировать ]Аудиосенсорная кора определяет зону Бродмана 42, которая является частью первичной слуховой коры . Она также известна как задняя поперечная височная область. [ 2 ] Расположена выше височной доли коры головного мозга . Область коры изучалась у различных млекопитающих, включая человека. Установлено, что это функциональная область, выполняющая важную роль в слухе.
Предыдущие исследования Ричарда Ладислава Хешля впервые выявили анатомические особенности этой области коры в 1878 году. [ 3 ] Хешль обнаружил корковую структуру, которая выглядела иначе, чем большая часть височной доли. Отчетливая структура занимала зону Бродмана 42 и позже была названа поперечной височной извилиной Хешля. [ 4 ] Это открытие позволило лучше понять анатомическую сеть первичной коры головного мозга. Это первый сайт, обрабатывающий поступающую звуковую информацию. Из-за тесного соответствия область 42 Бродмана также называют извилиной Хешля. [ 2 ]
Нанесено на карту немецким неврологом Корбинианом Бродманном в 1909 году. [ 5 ] слухосенсорная кора — одна из 52 корковых областей, идентифицированных в коре головного мозга по их гистологическим характеристикам, плотности, форме, распределению и размеру тела клетки. Эти подразделенные области коры позже стали известны как области Бродмана . Бродманн был пионером картирования коры головного мозга. Он сгруппировал несколько областей коры в зависимости от их нервной функции, две из которых — это области 41 и 42, отвечающие за слуховую обработку. Высказано предположение, что зона Бродмана 42 представляет собой гомотипичную акустическую ассоциативную зону. [ 6 ]
Структура
[ редактировать ]Анатомическое положение
[ редактировать ]Первичная слуховая кора лежит медиально в верхней височной извилине головного мозга человека. [ 7 ] Он отвечает за получение сигналов от медиального коленчатого ядра . В пределах первичной слуховой коры слухосенсорная кора простирается заднемедиально над извилиной. [ 2 ] Зона Бродмана 42 представляет собой область слухового ядра, граничащую медиально с полем Бродмана 41 и латерально с полем Бродмана 22. [ 2 ] Аудиосенсорная кора разграничивает латеральный край зоны Бродмана 41. [ 2 ]
Связь с поперечной височной извилиной
[ редактировать ]Аудиосенсорная кора — дифференцированная анатомическая область в задне-медиальном поле поперечной височной извилины Гешля в латеральной борозде . [ 8 ] Кора поперечной височной извилины Хешля образует однородную структурную область с зоной Бродмана 22 . В отличие от других извилин височной доли, поперечная височная извилина имеет характерную особенность простираться медиолатерально по направлению к центру мозга. [ 4 ]
Функция
[ редактировать ]Основная и наиболее очевидная функция слухосенсорной коры — слух. Слух – это способность воспринимать и воспринимать звук. Звуковая рецепция – это восприятие звуковых раздражителей. Звуковая волна передается в наш слуховой аппарат. [ 9 ] из внешней среды. Этот сенсорный сигнал затем преобразуется в электрический сигнал в процессе, называемом сенсорной трансдукцией . [ 10 ] Этот электрический импульс переносится от внутреннего уха к стволу мозга через преддверно-улитковый нерв (XIII черепной нерв). [ 9 ] Более того, слуховой импульс распознается, организуется и интерпретируется как сенсорная информация. Различные свойства звуковых волн необходимы для понимания языка и звука. Языковая компетентность напрямую коррелирует со способностями слухосенсорной коры по силе и частоте активности нейронов.
Прием и восприятие импульсов слухового нерва
[ редактировать ]Первичная слуховая кора включает в себя слухосенсорную кору (поле Бродмана 42) и слухопсихическую кору (поле Бродмана 41). Основная функция слухосенсорной коры — чувство слуха. Это начальное корковое место назначения импульсов слухового нерва из таламуса . Характеристики нейронной деятельности в этой коре соответствуют физическим свойствам звуковых волн .
Восприятие слуховых сигналов происходило как нервный импульс от внутреннего уха к кохлеарным ядрам ствола мозга. [ 11 ] это первая ретрансляционная станция. В восходящем пути различные акустические рефлексы и локализация звука регулируются через ретрансляционные станции. Импульс достигает слуховых корковых проекций верхней височной извилины , которая является слухосенсорной корой. Это первый сайт необработанного распознавания звука. Импульс распространяется по слухосенсорной области, слухопсихической области и, в конечном итоге, по всей височной доле . Следовательно, это позволяет происходить формированию памяти и пониманию звука. В задней слухо-психической области имеется участок, предназначенный специально для понимания речи, который называется зоной Вернике (поле Бродмана 22).
Одной только слухосенсорной коры недостаточно для полноценного производства и восприятия речи. Подкорковые структуры, такие как таламус, необходимы для контроля эмоциональной и когнитивной интеграции, а мозжечок — для координации движений.
Анализ свойств звука
[ редактировать ]Аудиосенсорная кора способна анализировать акростихические характеристики, а именно высоту звука , громкость и тембр . [ 12 ] Более высокая частота дает более высокий тон, тогда как более низкая частота дает более низкий тон. Большая амплитуда дает большую громкость, наоборот, меньшая амплитуда дает меньшую громкость. Амплитуда предназначена для определения интенсивности. Тембр – это характеристика тона, позволяющая различать звуки одинаковой высоты и громкости. Факторами, влияющими на тембр, являются гармоники , вибрация и огибающая волны.
Поперечная височная извилина , содержащая слухосенсорную кору, обрабатывает звуковые импульсы низкой частоты. [ 13 ] Его латеральный аспект отображает звуковой импульс в тонотопической организации , которая создает зеркальное отображение пространственных градиентов частотной чувствительности. [ 14 ] Это зависит от продолжительности и интенсивности звуковых раздражителей.
Ранняя обработка распознавания речи требует способности поперечной височной извилины различать частоту. Следовательно, эта область может различать фонетические характеристики звука. Реакция на просодию соответствует чувствительности к небольшим изменениям частоты и продолжительности времени.
Лингвистическая компетентность
[ редактировать ]Языковая компетентность приобретается благодаря способности слухосенсорной коры интерпретировать звуковые стимулы. [ 13 ] Путь обработки информации в поперечной височной извилине необходим для распознавания и понимания речи и получил название гипотезы двух потоков . [ 15 ] Вентральный путь отвечает за обработку лингвистической семантической информации, которая позволяет понимать смысл. Дорсальный поток отвечает за обработку фонологической информации, формирующей структуру языка.
Нейропластичность включает в себя наше слуховое восприятие. На него могут влиять стимулы окружающей среды, факторы памяти и внимания. Нейронная активность в других областях мозга тесно связана с аудиосенсорной обработкой в поперечной височной извилине. Например, внимание и сосредоточенность, а также восприятие лица имеют особое значение для нашей языковой компетенции.
Клиническое значение
[ редактировать ]Существует сильная связь между корой головного мозга и слуховой функцией. Исследования на животных показали, что экстирпация слухосенсорной коры приводит к потере реакции на ранее выученные звуки. [ 16 ] Расположение нейронов слуховой коры и конформация первичной слуховой коры уникальны для каждого человека. Следовательно, любая хирургическая процедура должна учитывать эти анатомические различия, чтобы свести к минимуму ущерб нашим слуховым и языковым функциям. Функциональное картирование мозга (ФБМ) является одной из предоперационных процедур.
Врожденная глухота
[ редактировать ]Врожденная глухота – это потеря слуха, присутствующая при рождении. У этих пациентов первичная слуховая кора никогда не стимулируется слуховыми сигналами. [ 17 ] Это состояние также влияет на развитие слуховой коры, что приводит к слуховым функциональным дефицитам. В первичной слуховой коре пациентов меньше нервных волокон и меньше миелинизации , о чем свидетельствует более высокое соотношение серого и белого вещества в извилине Гешля. Клетки и синапсы подвергаются дистрофии в слуховом пути глухоты. Если младенцам будут установлены кохлеарные имплантаты в раннем критическом периоде , нейросенсорные функции могут быть восстановлены. Недавнее исследование пришло к выводу, что врожденная глухота не повреждает общую корковую цитоархитектуру. Однако имеет место анатомическая дистрофия глубоких слоев коры высших порядков. Сенсорная депривация слуховых нейронов вызывает дистрофию за пределами первичной слуховой коры, а именно дорсальной зоны слуховой коры (ДЗ) и вторичной слуховой коры (А2). [ 18 ]
Истинная кортикальная глухота
[ редактировать ]Корковая глухота [ 19 ] характеризуется невосприимчивостью как к вербальным, так и к невербальным звукам вследствие поражения коры головного мозга. Однако при этой нейросенсорной тугоухости нет повреждения слухового пути от улитки до верхних отделов ствола мозга . Начало обычно приходится на детский возраст, когда у них серьезно нарушена способность различать различные гласные и согласные звуки, а также нарушена способность воспринимать слуховую информацию. [ 20 ] У них нет субъективного опыта слуха. [ 17 ] поскольку они не способны обрабатывать акустический импульс. Они могут научиться правильно определять значение невербальных звуков.
Первичная прогрессирующая афазия
[ редактировать ]Первично-прогрессирующая афазия характеризуется прогрессирующим нарушением речеобразования, понимания и общения. Это вторично по отношению к нейродегенеративным заболеваниям, например, болезни Альцгеймера и лобно-височной долевой дегенерации . [ 21 ] Извилина Хешля подвергается ухудшению, о чем свидетельствует низкая активность первичной слуховой коры после стимуляции. [ 17 ] Симптомами являются затруднения и задержка общения и организации речи. Пациенты могут неохотно общаться или даже не понимать устную или письменную речь, что в конечном итоге приводит к первичной прогрессирующей афазии.
Нарушение слуха при сотрясении мозга
[ редактировать ]Затруднение обработки слуха является осложнением сотрясения мозга , которое может привести к снижению активации первичной слуховой коры, как показывает фМРТ . [ 17 ] Нейронные связи левой и правой первичной слуховой коры передаются плохо. В результате нарушаются латерализация и реактивность коры головного мозга. Обработка временной тонкой структуры ухудшилась, о чем свидетельствует пониженное временное разрешение. [ 22 ] Это часто связано с диффузным повреждением аксонов и демиелинизацией. Могут наблюдаться периферические и центральные симптомы, такие как снижение слухового понимания в сложной обстановке прослушивания, нарушение центральной слуховой обработки и слуховые галлюцинации . [ 23 ] Также может развиться гиперакузия , то есть повышенная чувствительность к шуму окружающей среды. [ 24 ]
Слуховые галлюцинации при шизофрении
[ редактировать ]Слуховые галлюцинации являются одним из основных симптомов шизофрении . Исследования, подкрепленные функциональной визуализацией и электрофизиологией, показали возможную корреляцию между слуховой корой и слуховыми галлюцинациями. У обычного человека подавление, вызванное речью, возникает из-за разговора, чтобы снизить активность первичной слуховой коры. [ 25 ] Это действует как физиологический механизм в слуховой системе, позволяющий говорящему быть более сосредоточенным на звуках, производимых извне.
Однако у лиц, больных шизофренией, этого не наблюдается, напротив, вместо подавления звука наблюдается повышенная активность слуховой коры. Даже в тихой обстановке без внешних слуховых раздражителей происходит аномальная активация слуховой коры, приводящая к слуховым галлюцинациям. [ 26 ] Объем слуховой коры у больных шизофренией значительно меньше.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Накаи Й., Чон Дж.В., Браун Э.К., Ротермель Р., Кодзима К., Камбара Т. и др. (май 2017 г.). «Трех- и четырехмерное картирование речи и языка у больных эпилепсией» . Мозг . 140 (5): 1351–1370. дои : 10.1093/brain/awx051 . ПМК 5405238 . ПМИД 28334963 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Элстон Дж.Н., Гэри Л.Дж. (2013). «Цитоархитектоническая карта Корбиниана Бродмана: ареализация и специализация цепей». В Гейер С., Тернер Р. (ред.). Микроструктурная парцелляция коры головного мозга человека . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. стр. 3–32. дои : 10.1007/978-3-642-37824-9_1 . ISBN 978-3-642-37823-2 .
- ^ Фернандес Л., Веласкес С., Гарсиа Порреро Х.А., де Лукас Э.М., Мартино Дж. (февраль 2020 г.). «Область пересечения волокон извилины Хешля: новый взгляд на связь слухо-языкового узла» . Нейрохирургический фокус . 48 (2): Е7. дои : 10.3171/2019.11.FOCUS19778 . ПМИД 32006945 . S2CID 211004914 .
- ^ Jump up to: а б «Поперечная извилина Гешля» . Браузер онтологии — база данных генома крысы . Медицинский колледж Висконсина . Проверено 12 апреля 2021 г.
- ^ Джейкобс К.М. (2011). «Области коры Бродмана». В Крейцер Дж. С., ДеЛука Дж., Каплан Б. (ред.). Энциклопедия клинической нейропсихологии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 459. дои : 10.1007/978-0-387-79948-3_301 . ISBN 978-0-387-79948-3 .
- ^ Уилкинсон Дж.Л. (январь 1992 г.). «12 – Кора головного мозга». В Уилкинсоне Дж.Л. (ред.). Нейроанатомия для студентов-медиков (второе изд.). Баттерворт-Хайнеманн. стр. 215–234. дои : 10.1016/b978-0-7506-1447-4.50016-5 . ISBN 978-0-7506-1447-4 .
- ^ Первес Д., Августин Г.Дж., Фитцпатрик Д., Кац Л.К., ЛаМантия А.С., Макнамара Дж.О., Уильямс С.М. (2001). «Слуховая кора». Нейронаука (2-е изд.).
- ^ Джонс П. (01 января 2014 г.). «Функциональная нейроанатомия». Клиническая неврология . Черчилль Ливингстон. стр. 27–47. дои : 10.1016/b978-0-443-10321-6.00003-5 . ISBN 978-0-443-10321-6 .
- ^ Jump up to: а б Брусс Д.М., Шохет Дж.А. (2021). «Нейроанатомия, Ухо» . СтатПерлс . Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД 31869122 . Проверено 13 апреля 2021 г.
- ^ «Сенсорные процессы | Безграничная биология» . Courses.lumenlearning.com . Проверено 13 апреля 2021 г.
- ^ «речь | Язык, голосовое производство, анатомия и физиология» . Британская энциклопедия . Проверено 1 апреля 2021 г.
- ^ «Введение | Безграничная физика» . Courses.lumenlearning.com . Проверено 13 апреля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Браун Е.К., Андерсон А. (2006). Энциклопедия языка и лингвистики (2-е изд.). Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0-08-044854-1 . OCLC 771916896 .
- ^ Талаваж Т.М., Серено М.И., Мельчер-младший, Ледден П.Дж., Розен Б.Р., Дейл А.М. (март 2004 г.). «Тонотопическая организация слуховой коры человека, выявляемая по прогрессированию частотной чувствительности». Журнал нейрофизиологии . 91 (3): 1282–1296. дои : 10.1152/Jn.01125.2002 . ПМИД 14614108 .
- ^ Цюндорф И.С., Левальд Дж., Карнат Х.О. (январь 2016 г.). «Тестирование модели двойного пути слуховой обработки в коре головного мозга человека». НейроИмидж . 124 (Часть А): 672–681. doi : 10.1016/j.neuroimage.2015.09.026 . ПМИД 26388552 . S2CID 5196474 .
- ^ Франц С.И. (1910). «Об ассоциативных функциях головного мозга» . Журнал философии, психологии и научных методов . 7 (25): 673–683. дои : 10.2307/2013276 . ISSN 0160-9335 . JSTOR 2013276 .
- ^ Jump up to: а б с д Мангольд С.А., Дас Дж.М. (2021). «Нейроанатомия, первичная слуховая область коры» . СтатПерлс . Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing. ПМИД 32119408 . Проверено 1 апреля 2021 г.
- ^ Бергер С., Кюне Д., Шепер В., Крал А. (октябрь 2017 г.). «Врожденная глухота поражает глубокие слои первичной и вторичной слуховой коры» . Журнал сравнительной неврологии . 525 (14): 3110–3125. дои : 10.1002/cne.24267 . ПМК 5599951 . ПМИД 28643417 .
- ^ Дэвис Р.А. (2016). «Аудиометрия и другие проверки слуха». Справочник по клинической неврологии . Том. 137. Эльзевир. стр. 157–176. дои : 10.1016/b978-0-444-63437-5.00011-x . ISBN 978-0-444-63437-5 . ПМИД 27638069 .
- ^ Стеммер Б., Уитакер Х.А., ред. (1998). Справочник по нейролингвистике . Эльзевир. дои : 10.1016/b978-0-12-666055-5.x5000-x . ISBN 978-0-12-666055-5 .
- ^ «Первичная прогрессирующая афазия» . Национальная ассоциация афазии . Проверено 1 апреля 2021 г.
- ^ Hoover EC, Souza PE, Gallun FJ (апрель 2017 г.). «Слуховые и когнитивные факторы, связанные с жалобами на речь в шуме после легкой черепно-мозговой травмы» . Журнал Американской академии аудиологии . 28 (4): 325–339. дои : 10.3766/jaaa.16051 . ПМК 5600820 . ПМИД 28418327 .
- ^ Колуччи Д.А. (2015). «Легкая черепно-мозговая травма». Журнал слухов . 68 (8): 38. дои : 10.1097/01.HJ.0000470893.76070.50 . ISSN 0745-7472 .
- ^ Китли М.А., Уиттемор Л.Л. (20 ноября 2009 г.). «Восстановление после легкой черепно-мозговой травмы» . БрэйнЛайн . ВЕТА-ТВ . Проверено 1 апреля 2021 г.
- ^ Уитфорд Т.Дж. (сентябрь 2019 г.). «Вызванное речью подавление слуховой коры у людей и его значение для шизофрении». Биологическая психиатрия. Когнитивная нейронаука и нейровизуализация . 4 (9): 791–804. дои : 10.1016/j.bpsc.2019.05.011 . ПМИД 31399393 . S2CID 191792945 .
- ^ Ши WX (апрель 2007 г.). «Слуховая кора при шизофрении» . Биологическая психиатрия . 61 (7): 829–830. doi : 10.1016/j.biopsych.2007.02.007 . ПМЦ 1853248 . ПМИД 17368307 .