edoc-Server der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Autor(en): Tim Gollisch
Titel: The auditory transduction chain
Gutachter: Andreas V. M. Herz; Bernhard Ronacher; Hanspeter Herzel
Erscheinungsdatum: 07.07.2004
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10032618)
Fachgebiet(e): Physik
Schlagwörter (ger): auditorische Transduktion, zeitliches Auflösungvermögen, Iso-Antwort-Methode, Kaskaden-Modell
Schlagwörter (eng): auditory transduction, temporal resolution, iso-response method, cascade model
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Gollisch, Tim: The auditory transduction chain; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 07.07.2004, urn:nbn:de:kobv:11-10032618
Metadatenexport: Um den gesamten Metadatensatz im Endnote- oder Bibtex-Format zu speichern, klicken Sie bitte auf den entsprechenden Link. Endnote   Bibtex  
print on demand: Wenn Sie auf dieses Icon klicken, können Sie ein Druckexemplar dieser Publikation bestellen.

Abstract (ger):
Auditorische Transduktion beschreibt die Umwandlung von Schall in elektrische Signale in Rezeptorzellen. Dies geschieht durch eine Kette biophysikalischer Prozesse: mechanische Ankopplung der Schallwelle, Öffnung von mechanosensitiven Ionenkanälen in den Rezeptorzellen, Ansammlung des Membranpotentials und Auslösung von Aktionspotentialen. In dieser Arbeit wird die damit verbundene Signalverarbeitung am Beispiel der Rezeptorzellen im Ohr von Heuschrecken untersucht. Die Transduktion wird dazu als Kaskade einzelner funktioneller Module beschrieben. Es wird gezeigt, wie derartige Module aus der Beobachtung der System-Antwort, hier der Aktionspotentiale im auditorischen Nerv, mit Hilfe der Iso-Antwort-Methode charakterisiert werden können. Dabei werden im Experiment unterschiedliche akustische Reize ermittelt, die die gleiche System-Antwort liefern. In drei aufeinander aufbauenden experimentellen Untersuchungen führt dies zu folgenden Ergebnissen: 1) Für stationäre Signale wird die Feuerrate der Rezeptorzellen durch die Energie der Trommelfell-Schwingung reguliert. 2) Die auditorische Transduktion lässt sich durch eine Kaskade aus zwei linearen Filtern und zwei nicht-linearen Transformationen (LNLN-Kaskade) beschreiben. Die involvierten Prozesse agieren im sub-Millisekunden-Bereich und können mit der beschriebenen Methode - trotz der auf etwa eine Millisekunde beschränkten Präzision der Aktionspotentiale - mit einer Genauigkeit von ca. 10 Mikrosekunden vermessen werden. 3) Die Adaptation der Feuerrate enthält neben einem dominierenden rückgekoppelten Prozess, der durch die Feuerrate selbst gesteuert wird, auch eine Komponente, die direkt durch das Eingangssignal, die Schallintensität, ausgelöst wird und mechanischer Natur ist. Die Ergebnisse spiegeln die hohen Anforderungen an das zeitliche Auflösungsvermögen im Ohr wider. Die verwendete Methodik ist jedoch auch auf viele andere systemtheoretische Untersuchungen biophysikalischen Kaskaden anwendbar.
Abstract (eng):
Auditory transduction describes the conversion of sound into electrical signals in receptor cells. A sequence of biophysical processes is involved: the mechanical coupling of the sound-pressure wave, the opening of mechanosensory ion channels in the receptor cells, the accumulation of membrane potential and the generation of action potentials. In this work, the signal processing in receptor cells is investigated. The ears of grasshoppers serve as a model system, and transduction is described as a cascade of functional modules. It is shown how such modules can be characterized by the iso-response method from observations of the system''s response. To this end, different acoustic stimuli are determined experimentally that trigger the same response. In three consecutive experimental investigations, this approach leads to the following results: 1) For stationary signals, the firing rate of the receptor neurons is governed by the energy of the ear-drum vibrations. 2) Auditory transduction can be described by a cascade that consists of two linear filters and two nonlinear transformations (LNLN cascade). The processes involved act on sub-millisecond time scales and can be analyzed by the described method with a resolution of around 10 microseconds - despite the limited precision of the action potentials near one millisecond. 3) Spike-frequency adaptation is governed by a feedback process, which is governed by the firing rate, but also contains a feedforward component triggered by the system''s input, the sound intensity. This component is of mechanical origin. The results reflect the high demands for temporal resolution in the ear. The applied method, however, can also be used for a large range of further system-theoretical investigations of biophyical cascades.
Zugriffsstatistik: Die Daten für die Zugriffsstatistik der einzelnen Dokumente wurden aus den durch AWStats aggregierten Webserver-Logs erstellt. Sie beziehen sich auf den monatlichen Zugriff auf den Volltext sowie auf die Startseite. Die Zugriffsstatistik wird nicht standardisiert erfasst und kann maschinelle Zugriffe enthalten.
 
Bei Formatversionen eines Dokuments, die aus mehreren Dateien bestehen (insbesondere HTML), wird jeweils der monatlich höchste Zugriffswert auf eine der Dateien (Kapitel) des Dokuments angezeigt.
 
Um die detaillierten Zugriffszahlen zu sehen, fahren Sie bitte mit dem Mauszeiger über die einzelnen Balken des Diagramms.
Startseite: 3 Zugriffe PDF: 15 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe PDF: 26 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 14 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe PDF: 46 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 31 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe PDF: 46 Zugriffe PDF: 54 Zugriffe PDF: 27 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe PDF: 44 Zugriffe PDF: 44 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe PDF: 41 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 24 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 30 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 23 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 45 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 44 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 59 Zugriffe PDF: 43 Zugriffe PDF: 48 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 61 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe PDF: 26 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 56 Zugriffe
Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Oct
14
Monat Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Oct
14
Startseite 3   4   3 1       1 2                 2   2 3 2 2 3 1   2 1     1     2   1
PDF 15 11 16 26 19 14 16 46 33 19 31 33 33 46 54 27 33 44 44 36 41 24 30 36 23 45 44 35 36 59 43 48 61 35 32 19 26 56

Gesamtzahl der Zugriffe seit Jul 2011:

  • Startseite – 36 (0.95 pro Monat)
  • PDF – 1289 (33.92 pro Monat)
 
 
Generiert am 28.11.2014, 06:52:37