感觉系统/听觉剖析
听觉系统剖析[编辑]
本节的目的是解释人类听觉系统的解剖学。 本章说明了声音信息在声音感知过程中进行的序列中听觉器官的组成。
请注意，“感觉器官组件”的核心信息也可以在维基百科页面“听觉系统”(Auditory system)中找到，不包括本文中的延伸和格式等一些更改。 （另见：维基百科 听觉系统）
听觉系统感测声波，即气压的变化，并将这些变化转换成电讯号。然后大脑可以处理、分析和解释这些讯号。现在，让我们聚焦在听觉系统的结构和组成部分。而听觉系统主要由以下两部分组成：
- 耳朵
- 听觉神经系统（中枢听觉系统）
耳朵[编辑]
耳朵是声音第一次处理以及感觉受器的所在地。他由三部分组成：
- 外耳
- 中耳
- 内耳
外耳[编辑]
功能: 收集声音能量和放大声压。
耳道周围的软骨褶皱（外耳道）称为耳廓，它是耳朵的可见部分。声波在撞击耳廓时会被反射和衰减，这些变化提供了额外的信息，有助于大脑确定声音来自的方向。声波进入耳道这个简易管道后，耳道可放大3至12千赫之间的声音，而在耳道的远端是鼓膜，它标志着中耳的开始。
中耳[编辑]
功能: 将声能从空气传输到耳蜗。
穿过耳道的声波将撞击鼓膜，这种波动通过一系列骨头穿过充满空气的鼓室（中耳腔）：锤骨、砧骨和镫骨。这些小骨充当控制杆和打字机，将较低压的鼓膜声音振动转换为另一个较小的膜上的高压声音振动，这个膜称为椭圆窗(oval window)，它是进入内耳耳蜗的两个开口之一。而第二个开口称为圆窗(round window)，它允许耳蜗中的液体移动。
锤骨通过柄部与鼓膜连接，而镫骨通过其足板(footplate)与椭圆窗连接。更高的压力是必须的，因为椭圆窗之外的内耳包含液体而不是空气。声音不会在听骨链上均匀放大，中耳肌肉的镫骨肌反射有助于保护内耳免受损伤。
中耳仍然包含波形的声音信息，它在耳蜗中转化为神经冲动。
内耳[编辑]
| 耳蜗的结构图 | 耳蜗的横截面 | MRI扫描的耳蜗和前庭系统 |
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功能: 将机械波（声音）转换为电讯号（神经讯号）。
内耳由耳蜗和几个非听觉结构组成，耳蜗是内耳的蜗牛状部分，它有三个充满液体的部分：前庭阶/前庭管（Scala vestibuli）、蜗管/中管（Scala media）、鼓阶/鼓管（Scala tympani）。耳蜗支持由跨越基底膜的压力驱动的流体波，分离两个部分（鼓阶和蜗管）。基底膜长约3公分，宽0.5至0.04毫米。赖斯纳氏膜（前庭膜, Reissner’s membrane）分离前庭阶以及蜗管。
引人注目的是蜗管，它含有与内淋巴相似的细胞外液，通常在细胞内部发现。柯蒂氏器位于该通道，并在神经元转换机械波为电信号。其他两个部分，鼓阶和前庭阶，位于其填充有流体称为外淋巴骨迷宫内。内淋巴（蜗管）和外淋巴（在鼓阶和前庭阶中）之间的化学差异对于内耳的功能是重要的。
柯蒂氏器[编辑]
柯蒂氏器形成一条感觉上皮带，沿着整个耳蜗纵向延伸。柯蒂氏器的毛细胞将流体波转换成神经信号。十亿个神经的旅程从此开始; 从这里进一步处理导致一系列听觉反应和感觉。
从耳朵到听神经系统的过渡[编辑]
毛细胞[编辑]
毛细胞是柱状细胞，每个细胞顶部有一束100-200个特化纤毛。这些纤毛是听觉的机械传感器。较短的那些被称为毛细胞静纤毛，而每个毛细胞束末端最长的一个则是动纤毛。动纤毛的位置决定了方向，即引起最大毛细胞激发的偏转方向。轻轻地放在最长的纤毛顶上的是覆膜，它随着声音的每个循环来回移动，使纤毛倾斜并允许电流进入毛细胞。
到目前为止，毛细胞的功能尚未完全建立。目前，毛细胞功能的知识允许在听力丧失的情况下通过耳蜗植入物替换细胞。然而，对毛细胞功能的更多研究有一天甚至可能使细胞得以修复。目前的模型是纤毛通过“尖端连接”彼此连接，“尖端连接”是将一个纤毛的尖端连接到另一个纤毛的结构。拉伸和压缩，尖端连接然后打开离子通道并在毛细胞中产生受体电位。请注意，100奈米的偏差已经引发了90％的完整受体电位。
神经元[编辑]
神经系统区分携带朝向中枢神经系统的信息的神经纤维和携带信息离开中枢神经系统的神经纤维：
- 传入神经元 (也是感觉神经元或受体神经元) 携带从受体（感觉器官）朝向中枢神经系统的神经冲动
- 传出神经元 (也是运动神经元或效应神经元) 将神经冲动从中枢神经系统带到效应器，如肌肉或腺体（以及内耳的纤毛细胞）
传入神经元支配耳蜗内毛细胞，在突触处神经递质谷氨酸将来自毛细胞的信号传递给初级听觉神经元的树突。
耳蜗中的内毛细胞远少于传入神经纤维。 神经树突属于听神经的神经元，后者又与前庭神经结合形成前庭神经，或第八脑神经。
从大脑到耳蜗的传出投射也在声音的感知中起作用。 传出的突触发生在外毛细胞和内传发细胞下的传入（朝向大脑）树突。
听觉神经系统[编辑]
现在以电信号的形式重新编码的声音信息沿着听觉神经（听神经，前庭神经，第八脑神经）传播，通过诸如耳蜗核和脑干的上橄榄复合体和下丘的中间站。 中脑，在每个航路点进一步处理。 信息最终到达丘脑，并从那里传递到皮层。 在人脑中，初级听觉皮层位于颞叶。
初级听觉皮层[编辑]
初级听觉皮层是第一个接受听觉输入的大脑皮层区域。
声音的感知与右后颞叶颞上回（STG）相关。 颞叶颞上回包含大脑的几个重要结构，包括布罗德曼分区（Brodmann area）区域41和42，标记初级听觉皮层的位置，皮质区域负责声音的基本特征感觉，如音高和节奏。
听觉区域位于大脑颞叶内，称为韦尼克氏区（Wernicke's area）或区域22.该区域靠近侧脑沟，是处理声信号的重要区域，因此它们可以是 区分为语音，音乐或噪音。