Je hoort ergens een telefoon rinkelen en als het ware automatisch weet je dat die telefoon zich rechts achter je bevindt. Hoe kon je dit geluid zo snel lokaliseren? Professor Philip Joris en zijn onderzoeksteam van het Laboratorium voor Auditieve Neurofysiologie van de K.U.Leuven hebben een studie gepubliceerd waarin ze de werking van ons richtingsgehoor uitleggen.

Ze stellen vast dat het slakkenhuis in het binnenoor daarin een hoofdrol speelt. Het slakkenhuis brengt namelijk een vertraging aan op een geluid terwijl het onderweg is naar de hersenen. Die vertraging hebben de hersenen nodig om de richting van een geluid te berekenen.

Akoestische kaart
De positie van een geluidsbron wordt in onze hersenen berekend. In onze hersenen zit een soort akoestische kaart, opgemaakt uit hersencellen, van de omgeving die ons omringt. Een geluid baant zich via het linker- en het rechteroor een weg naar de hersenen. Enkel die hersencellen waar het linker- en rechter geluidsignaal tegelijk toekomen, worden geactiveerd. Zo zijn er voor iedere mogelijke positie van het geluid in de ruimte hersencellen die maximaal geactiveerd worden op onze akoestische kaart en zo weten waar in de ruimte rond ons de geluidsbron zich bevindt.

Linker- en rechtersignaal
Belangrijk is dat er minuscule tijdsverschillen zijn tussen het moment waarop een geluid het rechter- en het linkeroor binnendringt. Als een telefoon bijvoorbeeld uiterst rechts van je rinkelt, bereikt het geluid 700 microseconden (miljoensten van een seconde) vroeger je rechter- dan je linkeroor. Het geluid moet dus aan één kant vertraagd worden opdat linker- en rechtersignaal gelijktijdig bepaalde hersencellen zouden bereiken. Bijvoorbeeld, als het geluid ietwat aan onze rechterzijde is, en 100 microseconden vroeger aan het rechteroor toekomt, worden enkel die hersencellen op de akoestische geluidskaart geactiveerd waarvoor het rechtersignaal juist met 100 microseconden werd vertraagd.

Slakkenhuis
Vertragingen in ons gehoor spelen een cruciale rol in het lokaliseren van geluiden, maar het is controversieel waar deze vertragingen precies vandaan komen. Gedurende de voorbije vijftig jaar dacht men dat ze volledig in de hersenen zelf werden gegenereerd. Door paarsgewijs de activiteit van honderden zenuwvezels in de gehoorzenuw te vergelijken, toont het Leuvense team aan dat niet de hersenen, maar het slakkenhuis in het binnenoor de noodzakelijke vertraging aanbrengt die door de hersenen benut wordt ter compensatie van het akoestisch tijdsverschil.

Publicatie
De studie is gepubliceerd in het gezaghebbende tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS). Met deze verfijning van het inzicht in de werking van ons gehoor, willen de vorsers bijdragen tot de verdere ontwikkeling van oplossingen om het gehoor bij doven en slechthorenden te herstellen. Verder onderzoek moet uitwijzen of het nabootsen van vertragingen in het slakkenhuis ook de geluidswaarneming kan beïnvloeden bij doven van wie de gehoorzenuw elektrisch gestimuleerd wordt door een cochleair implantaat.

Bron: K.U. Leuven