Fisiologi Pendengaran & Keseimbangan

1Pendengaran&

Keseimbangan

PendengaranTelinga terdapat reseptor untuk 2 modalitas sensorik :1. Pendengaran2. Keseimbangan

Pendengaran : persepsi saraf mengenai energi suara Suara ditentukan :

Frekuensi Intensitas (kepekakan atau kekuatan) Kualitas suara atau warna nada

Rangsangan pada pendengaran adalahMekanoreseptor : telinga memberikan respon terhadapgetaran mekanik ( gelombang suara ) yang terdapatdiudara

2Gelombang suara : perubahan tekanan dan regangan dari molekul udara yang disebabkan oleh bergetarnya suatu benda.

Kecepatan suara : 344 m / s Kerasnya suara tergantung pada amplitudo ( besarnya

getaran) Tinggi nada tergantung pada frekuensi dari suatu

gelombang. Kerasnya (intensitas) suara dinyatakan dengan :

Desibel : 1/10 x 2 log tekanan

tekanan standar suara : 0,000204 dyne / cm 2 = 0 desibel

Tekanan suaraTekanan standar suara

Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 6th ed

3Neil R. Carlson, Physiology of Behaviour, 9th ed


Properties of Sound Waves

4 Nada : Ditentukan frekuensi getaran. Makin tinggi

frekuensinada makin tinggi Telinga manusia mendeteksi gelombang

suara dengan frekuensi 20-20.000 siklusperdetik, paling peka 1.000-4.000 siklusperdetik

Intensitas : Bergantung pada amplitudo gelombang suara Makin besar amplitudo makin keras suara Satuan intensitas : dB

Telinga manusia dapat mendeteksi intensitassuara dalam rentang luas : dari suara bisikanterhalus sampai suara jet lepas landas yang memekakan

Suara yang lebih kuat dari 100 dB dapatmerusak organ sensorik dikoklea

Kualitas suara/warna nada ( timbre ) : Bergantung pada nada tambahan Perbedaan yang khas pada manusia

5Decibels (dB)

Measure of sound intensity Scale begins at 0dB = intensity of sound

least perceptible by a normal human ear Scale is logarithmic: 10dB is 10x as

intense as 0dB, 20dB is 100x more intense, 30dB is 1000x more intense

batas pendengaran manusia : 0 - 20.000 Hertz Intensitas 90-95 desibel dapat merusak pendengaran


6 Whisper = 40dB Normal Conversation = 60-70dB Heavy traffic = 80dB Rock Concert = 120dB, causes discomfort Jet plane take off = 140dB, pain Frequent or prolonged exposure to sounds with

intensities above 90dB can damage hearing receptors and cause permanent hearing loss.

Komponen penting pada mekanismependengaran : Telinga luar, tengah ,dalam Pusat pendengaran

Telinga luar dan tengah menyalurkangelombang suara dari udara ke telingadalam yang berisi cairan

Telinga dalam berisi 2 sistem sensorik : Koklea : reseptor untuk gelombang suara Aparatus vestibular : keseimbangan

7Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed

8Telinga Luar : Pinna ( daun telinga /

auricula ) Meatus auditorius

externus Canalis auditorius

externus kelenjar sebasea dan

serumen Membran tympani

Auricle (Pinna) Outer funnel-like structure Collects sound waves traveling

through air and directs them into the external auditory meatus

Aids in localizationA lifi d 5 6 dB

Saluran telinga luar : Panjang sekitar 2,5 cm ,

berbentuk S Terdapat rambut-rambut halus

dan kelenjar yang menghasilkanserumen

Rambut dan serumen : mencegah benda asing masukkedalam saluran telinga

Fungsi menyalurkan gelombangsuara ke telinga tengah

Allows air to warm before reaching TM

Isolates TM from physical damage

9Tympanic Membrane Semitransparent thin

membrane covered by a thin layer of skin on the outer surface and by mucous membrane on the inside

Oval margin, cone-shaped with apex directed inward toward the malleus

Forms boundary between outer and middle ear

Vibrates in response to sound waves

Changes acoustical energy into mechanical energy

Telinga tengah :Terdiri : 1. Tulang-tulang pendengaran

(Osikula):Maleus, incus, stapes2. Otot-otot pendengaran : M. tensor

timpani dan M. stapedius Fungsi Osikula : mempermudah pemindahan

gerak getaran membran timpani kecairan telingadalam

Tulang yang menempel pada membran timpani adalah : Maleus

Tulang yang berhubungan dengan telinga dalam: Stapes

Fungsi otot-otot pendengaran :Melindungi telinga dari suara yang keras

10

The Ossicles Malleus, Incus, Stapes Stapes

Smallest bone in the body Footplate inserts in oval window

on medial wall Tiny ligaments attach these bones

to the wall of the tympanic cavity Covered by mucous membrane Bridge the eardrum and inner ear,

transmitting vibrations between these parts

Ligaments hold the stapes to an opening in the wall of the tympanic cavity, called the oval window, that leads to the inner ear

Amplify (increase force of) vibrations as they pass from eardrum to oval window. Vibrations are concentrated as the move from a relatively larger surface area to a smaller area

Auditory Ossicles bridge the tympanic membrane and the inner ear.

Hole, Human Anatomy & Physiology, 10th ed

11

Tuba Eustachius : Menghubungkan telinga tengah ke faring Dalam keadaan normal : tertutup, dapat

dibuka : menelan, mengunyah, menguap berfungsi mengatur tekanan supaya sama

12

Eustachian Tube (AKA: The Equalizer) Mucous-lined, connects middle

ear cavity to nasopharynx Helps maintain equal air

pressure on both sides of the eardrum, which is necessary for normal hearing (this function is noticeable when you hear a popping sound during rapid changes in altitude)

Normally closed, opens under certain conditions

Children grow out of most middle ear problems as this tube lengthens and becomes more vertical

Mucous membrane infections of the throat may spread through these tubes and cause middle ear infection


Stapedius Muscle

Attaches to stapes Contracts in response to loud sounds; (the

Acoustic Reflex) Changes stapes mode of vibration; makes it

less efficient and reduce loudness perceived Built-in earplugs! Absent acoustic reflex could signal

conductive loss or marked sensorineural loss

13

Penghantaran suara dari telinga luar ke telinga dalammemerlukan tekanan yang besar hal ini disebabkankarena : Perbedaan media antara keduanya :

telinga luar media : udara, telinga dalam media : cairan

2 Mekanisme untuk memperbesar tekanan: Tulang pendengaran sebagai pengungkit Luas permukaan membran timpani lebih besar

dibandingkan foramen ovale

Kedua hal tersebut meningkatkan gaya pada foramen ovale sebesar 20X lipat


14

Telinga Dalam (Labirin) sistem saluran yang tidak beraturan (labirin membranosa)

yang dibatasi labirin tulang Membentuk seperti rumah siput ( 2/3 kumparan), terletak

didalam tulang temporalis,disebut koklea ) Labirin tulang berisi perilimf, Labirin membranosa berisi

endolimf Di dalamnya terdapat dua macam alat : pendengaran dan

keseimbangan Didalam koklea , dibagi 3 ruangan yang berisi cairan :

Skala vestibuli Skala media Skala timpani

Pintu masuk pada koklea : foramen ovale Membrana vestibularis : perbatasan antara skala vestibuli

dengan skala media Membrana basilaris mengandung reseptor pendengaran

(organ corti) : sel-sel rambut

Cochlea (Pendengaran) Vestibular Sacs / Vestibulum (Keseimbangan)

utricle (little pouch) dan saccule (little sack) Semicircular canals (Keseimbangan)

15


Structures of the Inner Ear:The Cochlea

Snail shaped cavity within mastoid bone

2 turns, 3 fluid-filled chambers Scala Media contains Organ of Corti

Converts mechanical energy to electrical energy

16

Cochlea 2 compartments

Upper scala vestibuli leads from oval window to apex of the spiral

Lower scala tympani extends from apex of cochlea to membrane-covered opening in the wall of the inner ear, called the round window

Cochlear duct Portion of the membranous labyrinth within the cochlea.

Contains endolymph Lies between the 2 bony compartments and ends as a

closed sac at the apex of the cochlea Separated from the scala vestibuli by a vestibular

membrane (Reissners membrane) Separated from scala tympani by a basilar membrane


17

Cross section of cochleaCross section of cochlea



18



19

Organ Of Corti The end organ of hearing

Contains stereocilia & receptor hair cells (hearing receptors)

Located on the upper surface of the basilar membrane and stretches from the apex to base of the cochlea

Receptor cells (hair cells) are organized in rows and have many hairlike processes that project into the cochlear duct

(From Augustana College, Virtual Tour of the Ear)

Neil R. Carlson, Physiology of Behaviour, 9th ed

20

Hair Cells Frequency specific

High pitches= base of cochlea Low pitches= apex of cochlea Fluid movement causes deflection

of nerve endings Nerve impulses (electrical energy)

are generated and sent to the brain


21



22

Different regions of the basilar membrane vibrate maximally at different frequencies


23

Mekanisme pendengaran :1. Gelombang suara ditangkap pinna, 2. Disalurkan ke membran timpani melalui

saluran telinga luar3. Membran timpani bergetar4. Osikula bergetar5. Foramen ovale bergetar6. Gerakan cairan didalam koklea7. Getaran pada membrana basilaris

8. Sel-sel rambut bengkok karenagerakan membrana basilaris

9. Perubahan potensial aksi ( potensialreseptor ) di sel-sel reseptor

10. Perubahan kecepatan pembentukanpotensial aksi yang terbentuk pada

saraf auditorius ( saraf VIII)11. Perambatan potensial aksi kekorteks

auditorius pada lobus temporalisuntuk persepsi suara. Korteks auditif primer (brodman 41) korteks auditif asosiasi

( brodman 42 )

24

Sound Transduction


Korteks pendengaran dibagi : Primer : mengetahui bunyi/suara Asosiasi : pengidentifikasi kata/bunyi

Kortek pendengaran asosiasiWernickebrocamotorik primer proses berbicara

Wernicke : pemahaman kata Broca : mengatur aktivitas motorik untuk

berbicara

25


Kelainan pendengaran : Telinga luar Telinga tengah Telinga dalam

Macam-macam : Tuli :

Konduktif : gangguan pada telinga luar dan tengahCo: serumen ditelinga, gangguan membrantimpani, gangguan tulang pendengaran

Perseptif (saraf ) : gangguan pada telinga dalam , saraf pendengaran , jalur pendengaran dan gyrustemporalis buat pendengaran

26

Tinitus : persepsi bunyi mendenging, mendesis , mengiang atau mengemerisak

Skotoma pendengaran : tuli terhadap nada ataubising tertentu, hal ini terjadi pada penggemarsuara keras,sering kali kehilangan pendengaranpada musik umum

Presbiakusis : berkurangnya pendengaran padausia lanjut

Hiperakusis : meningginya ketajamanpendengaran yang bersifat patologis

Otosclerosis : gangguan pada tulangpendengaran, tulang-tulang menjadi keras

Halusinasi pendengaran

KESEIMBANGAN Aparatus vestibularis :

Organ sensoris yang mendeteksi sensasikeseimbangan

Yang mempertahankan keseimbangan : Vestibularis Penglihatan Propioseptif Eksteroseptif

27

Keseimbangan dibagi 2 macam: Keseimbangan statis /keseimbangan linier :

keseimbangan ini berhubungan dengan gerakkepala dan badan yang tetap atau lurus. Co : menggerakan kepala depan belakang, bangundari tempat tidur, naik lift, naik turun tangga, loncat-loncat, berjalan dsb

Keseimbangan dinamik : keseimbangan iniberhubungan dengan pergerakan kepala danbadab terhadap gerakan rotasi, co : kepaladiputar

Organ vestibuler terletak pada telinga dalam Apparatus vestibularis terdiri dari : bony labyrinth dan

membranous labyrinth membranous labyrinth terdiri atas :

Ductus cochlearis (untuk pendengaran) Utriculus Sacullus Canalis semisircularis

Keseimbangan statis / linier : utriculus dan sacullusPada utrikulus dan sakulus terdapat reseptor keseimbangan berukuran kecil dengan diameter 2 mm yang disebut makula, untuk memantau perubahan posisi / orientasi kepala

Macula pada Utriculus terletak pada bidang horizontal penting untuk keseimbangan saat sedang berdiri

Macula pada sacculus terletak pada bidang vertikalpenting untuk keseimbangan saat sedang berbaring

28

Pada setiap macula dilapisi oleh lapisan gelatin, dimanaterdapat kristal kalsium karbonat (statoconia) beratstatoconia membengkokkan cilia sesuai pergerakan arahgravitasi

Pada setiap macula, setiap sel rambut terorientasi padaarah yang berbeda (sebagian terstimulasi ketika kepalabergerak menunduk ke depan, ke belakang, ke samping, dst) Terbentuk pola eksitasi yang berbeda pada setiapposisi kepala memberikan informasi ke otak akan posisikepala sesuai gravitasi vestibular, serebelar dan sistemsaraf motorik retikularismengeksitasi otot membentuk posturtubuh untuk mempertahankan keseimbangan.

Pada keadaan istirahat normal, serat saraf yang berasaldari sel rambut mentransmisikan impuls saraf kurang lebih100 kali per menit. Pada depolarisasi laju tersebutbertambah dan pada hiperpolarisasi akan berkurangbahkan sampai berhenti.

29

Utricle(a) Receptor unit in utricle


30


31


Utricle(b) Activation of the utricle by a change in head position(c) Activation of the utricle by horizontal linear acceleration


32

Mengapa ketika seseorang mulai berlari tubuhnyacondong ke depan ?

Apa yang terjadi ketika seseorang tiba-tiba didorongke depan dari belakang ?

Canalis semisircularis Keseimbangan rotasiTerdapat tiga kanalis semisirkularis yang berhubungan dengan tiga duktus semisirkularis. Masing-masing duktus ujungnya melebar disebut ampula, yang berisi reseptor keseimbangan, krista ampularis, berespons terhadap gerakan anguler (rotasi) dari kepala.di atas krista ampularis terdapat massa gelatin yang disebut cupula

Duktus semisirkularis dan ampula terisi cairan endolymph, yang pada pergerakan, karena adanya inertia / kelembaman (cairan bergerak ke arah yang berlawanan dengan gerakan kepala) cairan endolymph akan menggerakan cupula. Di dalam cupula terdapat silia-silia sel rambut.

Pembengkokkan silia ke arah kinosilia menyebabkan depolarisasi dan pada arah sebaliknya menyebabkan hiperpolarisasi.

Sinyal dikirim ke otak memberikan informasi akan perubahan laju dan arah rotasi pergerakan kepala (dari tiga dimensi)

33


A crista ampullaris is located within the ampulla of each semicircular canal.


34

Equilibrium. A.) When the head is stationary, the cupula of the crista ampullarisremains upright. B.) When the head is moving rapidly, C.) the cupula bends opposite the motion of the head, stimulating sensory receptors.


36

Mechanism of Stimulation in SCCs

1- Angular acceleration of head2- Motion of fluid in SCC3- Pressure on cupula of SCC

4- Deflection of stereocilia to kinocilium5- Deflection of stereocilia away from

kinocilium6- Increase/decrease firing rate

K

K


Activation of the hair cells in the semicircular canals

37

Systems regulating body balance

1. Senses from the environment2. Summation and coordination of senses in the CNS3. Motor commands to muscle regulation of body balance

There are three components that regulate body balance

38

Struktur sensorik lain membantumempertahankan keseimbangan

Keseimbangan kerjasama dari mata, otot, dan alat keseimbangan

Mata menyampaikan pesan apakah kita berdiri tegak atau miring

Otot menyampaikan pesan mengenai posisi badan dan anggota badan

Visual info is important. Even if organs of equilibrium are damaged, a person may be able to maintain normal balance (eyes open and move slowly)

39

CNS1- Cerebral cortex2- Brainstem 3- Cerebellum

2- Vestibular

3- Proprioceptive

1-Muscle commands

1-

2-

Systems regulating body balance

41

Fungsi Sistem Vestibular adalah keseimbangan, mempertahankan kepala pada posisi tegak, menyesuaikanpergerakan mata untuk mengkompensasi gerakan kepala.

Sistem vestibular mengontrol langsung pergerakan bola mata untuk mengkompensasi pergerakan kepala yang tiba-tiba (Refleks Vestibulo-ocular), mempertahankangambaran pada retina untuk tetap (steady)

Stimulasi pada sistem vestibular belum mampumengungkapkan sensasi yang dapat dijelaskan denganpasti.

Stimulasi pada vestibular sacs menyebabkan nausea, sedangstimulasi pada kanalis semisirkularismenyebabkan rasa pusing(dizziness) dan pergerakan matayang ritmik (nystagmus)

42

Primary Reflexes of the Vestibular System Vestibulo-Ocular Reflex

Maintains eye stability during angular movement of head

Otolith-Ocular Reflex Maintains eye stability

during linear movement of head

Vestibulo-Colic Reflex Maintains stability of

head on shoulders

Vestibulo-Spinal Reflex Maintains the stability

of the torso over your lower extremities through various tracts

- sends information regarding gravity and linear acceleration to body muscles

The vestibulo-ocular reflex. A rotation of the head is detected, which triggers an inhibitory signal to the extraocular muscles on one side and an excitatory signal to the muscles on the other side. The result is a compensatory movement of the eyes.

43

Vestibulo-Ocular Reflex (VOR)

STIMULUS =Head movement

Efferent = oculomotor nervesEffector = Extra-ocular muscles

Sensory = Vestibular HC

Afferent = vestibular nerve

Center

Vestibulo-Spinal Reflex (VSR)Any of many reflexes that originate with vestibular

stimulation and control body posture.STIMULUS =Gravity linear acceleration

Efferent = Spinal nervesEffector = Neck and body muscles

Sensory = Vestibular HC

Afferent = vestibular nerve

Center

44

Kelainan-kelainan vestibularis : Ataxia Motion sickness Vertigo : ilusi gerakan pada diri sendiri atau

lingkungan sekitarnya, seperti oleng, perasaan berayun Biasanya disertai denganmual, muntah, pandangan kabur,keringatdingin

Dizziness Defined

Vertigo Sensation of spinning, tilting, whirling

Lightheadedness Sensation of possible passing-out

(syncope) Motion Sickness/Visual Sensitivity

Body or environment movement increases symptoms

Dysequilibrium/Off-Balance Anxiety/Fear Produced

Hyperventilation, panic Combinations of the Above

Documents

Fisiologi Pendengaran & Keseimbangan