17 feb. 1999
2 minuten
De cellen in de hersenstam die geluid lokaliseren, doen dat door de verschillende signalen van beide oren af te wachten en te vergelijken. Dat blijkt uit een studie van onderzoekers van het Leuvense Laboratorium voor Auditieve Neurofysiologie, die er voor het eerst in slaagden om bij woestijnratten in- en uitgaande elektrische signalen van de cellen te meten.
Hoe weten we waar een geluid vandaan komt in de ruimte? Onze hersenen berekenen de plaats van het geluid door de verschillen tussen de signalen van de twee oren te vergelijken, legt professor Philip Joris van het Laboratorium voor Auditieve Neurofysiologie uit: "Als een geluidsbron schuin rechts voor je staat, zal het geluid je beide oren bereiken. Maar je rechteroor ontvangt het signaal iets vroeger en iets krachtiger dan je linkeroor. Er bestaan dus verschillen in de intensiteit en de aankomsttijd van het geluid tussen de twee oren. Bij de mens is vooral de tijd belangrijk. En we detecteren dat heel goed: onze oren kunnen tot 10 miljoensten van een seconde tijdsverschil horen."
Hypergespecialiseerde cellen
Als een geluid aankomt in het slakkenhuis van ons binnenoor, wordt dat signaal via de gehoorzenuw doorgestuurd naar cellen in de hersenstam. Daar worden de signalen van de twee oren vergeleken. "Het gaat om een batterij hypergespecialiseerde cellen: ze hebben elk een voorkeur voor een specifiek tijdsverschil. De ene cel reageert op geluid dat zonder tijdsverschil werd gedetecteerd, van een geluidsbron recht voor ons. Een andere cel reageert op een signaal van de zijkant, dat met een tijdsverschil van bijvoorbeeld een halve milliseconde werd gedetecteerd. Naargelang welke cel reageert, weten we waar een geluid vandaan komt. Maar hoe onze hersenen die tijdsvergelijking maken, is al jaren een discussiepunt in de wetenschap. Want die cellen in de hersenstam zijn zeer moeilijk te bestuderen."
Doctorandus Tom Franken slaagde er nu voor het eerst in om zowel de in- als uitgaande elektrische signalen van de cellen in de hersenstam te meten door een fijne elektrode in de cel te brengen: "Die cellen krijgen een signaal van de ene kant toe, wat later dat van de andere kant en dan pas reageren ze met een elektrische impuls. Dat ze als het ware kunnen wachten, is verrassend en gaat in tegen de gangbare hypothese van ‘gelijktijdigheid’. Tot nu toe veronderstelde men dat de cel reageerde op gelijktijdigheid: als je rechteroor het signaal eerst zou ontvangen, zou dat signaal onderweg van slakkenhuis tot hersenstam vertraagd worden. Zodoende zouden de signalen van de rechterkant en de linkerkant toch gelijktijdig toekomen in de cel. Dat blijkt dus niet te kloppen. De cellen wachten vooraleer ze zelf reageren. Met andere woorden, cellen zijn niet zo passief als we dachten."
Hoorapparaten en implantaten
Het onderzoek is op termijn van belang voor de ontwikkeling van hoorapparaten en cochleaire implantaten (kunstoren), legt Joris uit. "Die apparaten hebben voor een revolutie gezorgd, maar ze zijn verre van perfect. Geluid lokaliseren en achtergrondgeluiden kunnen wegfilteren zijn nog moeilijk en dat heeft te maken met de detectie van tijdsverschillen. Dit onderzoek bij woestijnratten helpt ons om de rol van tijd daarin beter te begrijpen."
Ilse Frederickx, KU Leuven
Anderen lazen ook
