sinh ly nghe

Bony Labyrinth  Mê nhĩ xương là một loạt các kênh / khoang trong phần đá của xương thái dương  Có thể chia thành 3 khu vực theo hình dạng : các ống bán khuyên và tiền đình, cả hai c

SINH LYÙ

NGHE

(physiology of hearing)

Sơ Đồ Giải Phẫu Tai Ngoài/Giữa/Trong

Embryology of the Ear

 Tai trong phát triễn từ một chổ dày lên của bề mặt

ngoại phôi bì, gọi là “otic placode”

 Otic placodes phát triễn trở thành giếng “otic pits”

 Optic pits tách khỏi bề mặt ngoại phôi bì, trở thành

HEARING AND EQUILIBRIUM -

Overview

trong xương thái dương, chứa chuổi

xương con (búa, đe và bàn đạp), cửa sổ bầu dục và cửa sổ tròn

 Tai trong còn được gọi là mê nhĩ, do cấu trúc phức tạp của hàng loạt kênh ống

External Ear

 Tai ngoài tiếp nhận các

sóng âm, rồi chuyển tiếp vào

phía trong

 Cấu trúc:

 vành tai (auricle = pinna)

• sụn đàn hồi phủ bởi da

 ống tai ngoài

• ống cong 2,5cm tạo bởi sụn (2/3 ngoài) và xương

• tuyến bả sản sinh ra ráy tai (cerumen = ear wax)

 phần mặt ngoài của màng nhĩ (eardrum)

• da, thớ collagen và thớ sợi đàn hồi, biểu mô

cuboidal

Middle Ear Cavity

Hòm nhĩ tai giữa

 Khoang chứa không khí trong

xương thái dương

 Cách biệt với tai ngoài bởi màng nhĩ và

tai trong bởi các cửa sổ bầu dục, tròn

 3 xương con nối nhau bằng các khớp synovial joints

 búa kết gắn với màng nhĩ, đe khớp với đạp, đế bàn đạp dính với màng mòng nơi cửa sổ bầu dục

 có 2 cơ đạp (stapedius) và căng màng nhĩ (tensor

tympani) g8án với xương con

 Vòi nhĩ dẩn xuống vòm họng

 giúp cân bằng áp suất ở cả hai mặt màng nhĩ

 Liên hệ bệnh lý với xương chũm  viêm xương chũm (ngày nay danh từ thống nhứt gọi là “viêm tai giữa mạn”)

Muscles of the Ear

 Cơ stapedius gắn với cổ xương bàn đạp và bảo vệ đế đạp không

bị lún sâu khi gặp âm thanh lớn

 Cơ tensor tympani gắn vào xương búa, khiến cho búa bớt di động và giúp gia cố làm căng màng nhĩ

Bony Labyrinth

 Mê nhĩ xương là một loạt các kênh

/ khoang trong phần đá của xương

thái dương

 Có thể chia thành 3 khu vực theo hình dạng : các ống bán khuyên và tiền đình, cả hai chứa tiếp thụ thể đ/v thăng bằng, và ốc tai (cochlea) phụ trách tiếp nhận âm thanh

 Mê nhĩ xương được bao phủ bởi cốt mạc và chứa ngoại dịch (perilymph) ; ngoại dịch có thành phần tương tự như dịch não tuỷ, vốn có kênh nối với toàn bộ mê nhĩ màng

Inner Ear – Bony Labyrinth

 Mê nhĩ xương là một tổng thể các hình dạng ống trong xương thái dương

 Các ống bán khuyên, tiền đình, ốc tai đều bao phủ bởi cốt mạc và chứa đầy ngoại dịch

 Mê nhĩ xương bảo vệ mê nhĩ màng

Inner Ear – Membranous Labyrinth

 Mê nhĩ màng cấu tạo bởi một loạt các ống màng chứa đựng các tiếp thụ thể đ/v thính giác và thăng bằng

 Soang nang, cầu nang, bóng phình (ampulla), 3 ống bán

khuyên và ốc tai màng

Membranous Labyrinth

 Mê nhĩ màng cấu tạo bởi một hệ thống túi và ống, và cũng có hình dáng tương tự như mê nhĩ xương

 phủ bằng biểu mô

 chứa chất nội dịch (endolymph), thành phần hoá

học giống như dịch nội bào

 tiền đình là phần bầu dục trung tâm của mê nhĩ

xương ; phần màng của tiền đình có 2 túi gọi là

cầu nang (saccule) và soan nang (utricle)

 Phía trước của tiền đình là ốc tai, cấu tạo bởi một bộ

phận xương xoắn ốc, xoay 2,5 vòng quanh một cốt trục xương gọi là “modiolus”

Semicircular Canals

 Phía sau của tiền đình là 3 ống xương bán khuyên

 vị trí gần như thẳng góc nhau (theo các trục Y-Z)

X- Oáng bán khuyên và sau nằm thẳng đứng

vertically; ống bán khuyên ngoài thì nằm theo

hướng ngang horizontally

 Phần cuối của ống bán khuyên phình ra, gọi là bóng phình (ampulla)

 Phần phía trong của các ống bán khuyên màng là những “semicircular ducts”

Cranial nerves of the Ear

Vestibulocochlear Nerve (VIII)

gồm 3 phần: thần kinh bóng phình, thần kinh soan nang và thần kinh cầu nang

 Nhánh ốc tai có hạch xoắn (spiral

ganglion) trong trục lỏi xương modiolus

Overview of Hearing Physiology

Physiology of Hearing – Overview

 Vành tai quy tụ sóng âm

 Màng nhĩ rung

 Rung chậm đ/v âm thanh trầm

 Rung nhanh đ/v tiếng cao bổng (high-pitched sounds)

 Chuổi xương con rung theo màng nhĩ

 Đế đạp ấn vào cửa sổ bầu dục, tạo ra các sóng dịch chuyển trong vịnh tiền đình (scala vestibuli) và vịnh nhĩ (scala tympani) nơi ốc tai

 Cửa sổ bầu dục lắc mạnh gấp 20X lần màng nhĩ, tuy rằng tần số thì không thay đổi

 Thay đổi áp suất trong ống ốc tai lay động các tế bào lông vốn tựa vào màng mái (tectorial membrane)

 Do đó mà vi lông microvilli bị uốn cong, tạo ra điện thế tiếp thụ

 Đế đạp ấn vào dịch ở trong vịnh tiền đình qua trung gian cửa sổ bầu dục

 Nơi helicotrema, sóng rung chuyển qua vịnh nhĩ

 Nơi cửa sổ tròn phồng ra và lực dịch rung tan dần

 Toàn bộ cochlear duct, cấu trúc trung tâm, cũng rung động theo

COCHLEA (ỐC TAI)

 Khảo sát lát cắt ngang ốc tai cho thấy có 3 kênh ngăn cách nhau bằng những vách ngăn hình dạng chữ Y

 Kênh phía trên gọi là vịnh tiền đình (scala vestibuli) tận cùng nơi cửa sổ bầu dục

 Kênh phía dưới gọi là vịnh nhĩ (scala tympani) tận cùng ở cửa sổ tròn

 Cả scala vestibuli và scala tympani đều chứa ngoại dịch (perilymph) và cách biệt nhau hoàn toàn, ngoại trừ thông nhau nơi đỉnh ốc tai gọi là helicotrema

 Kênh thứ ba chính là ống ốc tai, còn gọi là scala media

 Màng tiền đình phân cách vịng trung gian với vịnh tiền đình, màng nền phân cách vịng trung gian với vịnh nhĩ

Cochlear

Anatomy –

Zoom In

 Phần vách ngăn các vịnh có hịnh dạng chữ Y

 lỏi xương trung tâm gọi là modiolus

 màng tiền đình phía trên và màng đáy phía dưới cấu tạo nên vịnh chứa nội dịch (gọi là cochlear duct)

 Rung chuyển dịch sẽ ảnh hưởng đấn các tế bào lông nơi cochlear duct

Cochlear Anatomy – Zoom Out

 Ốc tai bao gồm 3 vịnh chứa dịch

 vịnh tiền đình, vịnh nhĩ và vịnh trung gian (cochlear duct)

 Đế bàn đạp ấn vào cửa sổ bầu dục sẽ tạo ra các gợn sóng dịch trong vịnh tiền đình

Cochlea Anatomy

 Toạ lạc trên màng nền (basilar

membrane) là cơ quan xoắn Corti, nền

tảng của hệ thống thính giác ngoại biên

 Che phủ và tiếp xúc với các tế bào lông (hair cells) của cơ quan Corti là màng

mái (tectorial membrane), một màng

nhày gelatin mong manh và di động

Anatomy of the Organ of Corti

 16,000 tế bào lông với 30-100 stereocilia (vi mao)

 Vi mao tiếp xúc với màng mái (tectorial membrane)

 Đáy các tê bào lông tai trong tiếp giáp với thớ sợi neurons cảm nhận thứ nhất (thân các tế bào này nằm ở hạch xoắn)

 Hội thoại (speech) ngoài xã hội chỉ khu trú từ 100 đến 3000 Hz

 Tầng số của sóng âm được gọi là “pitch”

 Tầng số càng cao thì pitch càng cao

 Cường độ của âm thanh (rung động càng mạnh thì âm càng to) được đo bằng đơn vị decibels (dB)

 Đối thoại # 60 dB ; khi âm thanh >140dB thì sẽ đau nhức

 OSA yêu cầu bảo vệ tai khi môi trường làm việc ồn >90dB

KHIẾM THÍNH

 TỔN THƯƠNG NGHE KÉM THẦN KINH

 Có thể tổn thương thần kinh VIII, nhưng thường là tổn thương tế bào lông, do ngộ độc thuốc kháng

sinh, thuốc chống ung thư, tiếng ồn (âm thanh càng mạnh thì càng tổn thương nhanh chóng thính lực)

 Người nghe kém thường O phát hiện, mãi đến khi

chú ý rằng họ khó nghe ở một vài tầng số hội thoại

 NGHE KÉM DẨN TRUYỀN

 Thủng màng nhĩ

 Xốp xơ tai

 Khiến vibrations O đến được các tế bào lông

Physiology of Hearing

 Vành tai định hướng âm thanh vào ống tai

ngoài

 Sóng âm đập vào màng nhĩ, khiến rung động

 Rung động màng nhĩ truyền qua chuổi xương con, từ xương búa qua xương đe, rồi đến bàn đạp

 Đế bàn đạp lắc trước sau, đẩy lệch màng cửa sổ bầu dục vô trong

Physiology of Hearing

 Chuyển động nơi cửa sổ bầu dục tạo ra các

gợn sóng trong ngoại dịch của ốc tai (cụ thể là nơi scala vestibuli)

 Các sóng áp lực ở trong vịnh tiền đình được

truyền qua vịnh nhĩ, và rồi đến cửa sổ tròn,

khiến cửa sổ này phồng trở ra

 Các gợn sóng áp lực khiến méo dạng thành

của vịnh tiền đình và vịnh nhĩ, thúc đẩy màng tiền đình và gây tăng / giảm áp suất nội dịch ở trong ống ốc tai (cochlear duct)

Physiology of Hearing

di động nhẹ, các tế bào lông đính vào

màng mái cũng chuyển động

điện thế tiếp thu, sản sinh các luồng

điện thần kinh nới các thớ sợi thần kinh ốc tai

Hair Cell Physiology

 Tế bào lông chuyển méo dạng cơ học thành tín hiệu điện

 Khi lông microvilli bị cong, các kênh nới màng tế bào (mechanically-gated channels) mở ra để đón nhận K+ vào

 Sự giải cực lan toả này khiến cho kênh Ca++

(voltage-gated channels) nới đáy tế bào mở ra

 Dẩn đến sử xuất thải neurotransmitter tác động vào tế bào neuron độ I

 càng nhiều neurotransmitter thì càng nhiều

luồng điện thần kinh

More on Pitch and Volume

 Những khác biệt về tầng số âm thanh liên quan biện chứng đến độ rộng và độ cứng của màng nền cũng như đến việc âm thanh tạo ra một sóng gợn “standing wave.”

 Âm tầng số cao (high-pitch tone) khiến màng nền rung động gần đáy ốc tai, nơi mà nó cứng và hẹp

 Âm tầng số thấp (low-pitch tone) khiến màng nền rung động gần phía đỉnh ốc tai, nơi mà nó uyển

chuyển và rộng

 Tế bào lông ở vùng màng nền rung động sẽ chuyển kích thích cơ học này trở thành tín hiệu điện, gọi là

“điện thế tiếp thu” (receptor potential)

More on Pitch and Volume

 Âm thanh ở tầng số nào thì khiến

rung động đúng vùng tương ứng

trên màng nền và cũng đúng những tế bào lông đó ; tuy nhiên, âm thanh cường độ mạnh sẽ khiến tầm mức

rung động nhiều hơn — điều mà não sẽ diễn giải như “louder”

AUDITORY PATHWAY

 Thớ sợi ốc tai của thần kinh VIII phóng tín hiệu đến nhân ốc tai và nhân tiền đình trên (cả hai bên) nơi medulla oblongata

 Chính nhờ sự khác biệt giữa thời điểm đến từ phía hai tai, mà chúng ta có thể định vị

được nguồn xuất phát âm thanh trên mặt

phẳng chân trời (từ bên trái hay bên phải)

 Các thớ sợi đi lên đến :

 medulla, tại đây thì

hầu hết di chuyển qua bên đối diện, rồi đi lên

 não giữa (inferior

colliculus)

 rồi đến thalamus

 vùng thính giác ở thuỳ thái dương = primary

auditory cortex (areas

41 và 42)

 ââm ốc tai chuyển động trở ra ngoài phía màng nhĩ

 có thể được ghi nhận bởi sensitive microphone

 Mục đích :

 tế bào lông chùn ngắn sẽ làm cứng chắc màng mái

 khuếch đại đáp ứng của các tế bào lông trong

 giúp tăng cường độ nhạy cảm thính giác

Cochlear Implants

 Nếu khiếm thính do huỷ hại tế bào lông

 Microphone, bộ vi xử lý và điện cực sẽ chuyển hoá âm thanh trở thành những kích thích điện đ/v thần kinh VIII

 Các tín hiệu nhân tạo này sẽ theo lộ trình

thần kinh bình thường đến não

 Cũng chỉ là một trình bày “crude” các loại âm thanh

Applications

 bệnh lý do sự tăng sinh quá mức

xương xốp nơi rìa cửa sổ bầu dục, gây cố định đế bàn đạp

trong, khiến nghe kém dẩn truyền

Vestibular Apparatus

Physiology of Equilibrium

 Giữ vị trí cơ thể (đầu) cân bằng với trọng lực

 Thụ thể macula nơi cầu nang và soan nang

 Giữ vị trí đầu khi có bất kỳ xoay chuyển đột ngột — xoay tròn, giảm tốc hay gia tốc

 Thụ thể crista ở nơi bóng nang (ampulla) của các ống bán khuyên

Otolithic Organs: Saccule and Utricle

 Vùng macula của xoan nang và cầu nang là những bộ phần phụ trách

thằng bằng tĩnh (static equilibrium)

 They also contribute to some

aspects of dynamic equilibrium

Otolithic Organs: Saccule & Utricle

 Các loại tế bào gặp ở vùng macula :

 Tế bào lông với nhiều stereocilia

(microvilli) và 1 lông dài (gọi là

kinocilium)

 Tế bào nâng đở, đồng thời tiết xuất lớp gelatinous layer

tinh thể CaCo3 gọi là thạch nhĩ (otoliths), vốn di động khi ta cúi đầu

Detection of Position of Head

 Movement of stereocilia or kinocilium results in the release of neurotransmitter onto the vestibular

branches of the vestibulocochler nerve

Membranous Semicircular Ducts

 Bộ 3 ống bán khuyên cùng với xoan nang và cầu nang phụ trách thăng bằng động

(dynamic equilibrium)

 các ống bán khuyên trước, sau và ngang

phát hiện các sự di chuyển trong không

gian 3-chiều (combined 3-D sensitivity)

 Chính các (cristae) nơi bóng nang của các ống bán khuyên đóng vai trò chính yếu trong việc bảo đảm thăng bằng động

Crista: Ampulla of Semicircular Ducts

 Bóng nang là những phần gồ lên thuộc 3 ống bán khuyên

 Tế bào lông được phủ bởi vòm cupula (một dạng chất gelatin)

 Khi đầu xoay chuyển, dịch ở trong ống bán khuyên có khuynh hướng tĩnh tại, khiến cho cupula và tế bào lông bị gập — gây giải cực và thải ra chất neurotransmitter

Detection of Rotational Movement

Equilibrium Pathways in the CNS

Đa số thớ sợi tiền đình của thần kinh VIII) vào thân

não, rồi chấm dứt nơi medulla ; những thới sợi thần kinh còn lại sẽ vào tiểu não

Ở các vùng này có sự kết nối với :

 Những thần kinh sọ não chi phối vận động nhãn cầu và cổ-đầu (III,IV,VI và XI)

 Dãy tiền đình-cột sống (vestibulospinal tract) điều

chỉnh co cơ xương đáp ứng với chuyển động đầu

 Tiểu não tiếp nhận mọi thông tin cập nhật về tư thế, rồi chuyển đến các vùng vận động của vỏ não ;

motor cortex này sẽ điều phối tín hiệu nhằm giữ vững thăng bằng

AGING AND THE SPECIAL SENSES

trình (lão hoá) suy giảm thụ thể khứu

giác và vị giác

 Những thay đổi nơi tai với tuổi cao :

 Lão thính (presbycusis) — nghe kém do

thoái hoá dần tế bào lông ở cơ quan Corti

 Ù tai (geriatric tinnitus) xuất hiện phổ biến

DISORDERS: HOMEOSTATIC IMBALANCES

 Khiếm thính có thể rõ nét hay nặng nề (điếc

đặc) ; phân loại thành 1) thần kinh tiếp nhận

(sensorineural), do tổn thương ốc tai hay nhánh ốc tai của thần kinh VIII, hoặc 2) dẩn truyền, do thương tổn tai ngoài hay tai giữa gây gián đoạn

cơ chế dẩn truyền âm thanh đến ốc tai

 Viêm tai giữa cấp là một bệnh lý nhiễm khuẩn của tai giữa trẻ con, chủ yếu do vi trùng ; đặc trưng bởi đau, sốt và màng nhĩ căng phồng đỏ, có thể vở thủng nếu O xử trí kịp thời

 Helen Adams Keller (1880–1968) là một nhà văn, nhà xã hội học Mỹ lỗi lạc ; bà làngười mù-điếc đầu tiên tốnghiệp đại học Radcliffe vào năm 1904

 Bước đột phá trong đời của Keller là khi

nhận xét rằng lúc bà giáo Anne xoa lòng

bàn tay đồng thời với đổnước chảy lên tay mình, tức là hình tượng “ nước” Về sau, bà Keller học ngôn ngữ Braille, đọc được cảtiếng Anh, Pháp, Đức, Hy Lạp và Latinh

 Helen Keller mô tả khiếm thính như “ một tai hoạ nặng nề hơn khiếm thị — khi mùthì ta O còn tiếp xúc được với đồvật chung quanh, nhưng khi bị điếc thì ta sẽmất liên lạc với những người đồng loại.”