Stavros  Litsos  Tema:  Reaksjonshastighet  (Hørsel-­‐  og  Synsreaksjons)  –  Laboratorieøvelse  3  

08 Høst  

Journal  i  Nevromuskulærbiologi  

 

2 B A   I B I   2 3 0  2 5 . 0 4 . 2 0 1 2  

Introduksjon

Først å fremst tenkte jeg å gi en kort innføring og en mer fysisk tilnærming i hva lys og lyd handler om og er. Lys (fotoner) er elektromagnetisk energi/ stråling som blir sendt i form av bølger. Et bilde dannes så ved at lys reflekteres fra et objekt. Elektromagnetisk stråling kan beskrives som bølger av energi. Disse bølgene har lengde, frekvens (energien er proporsjonal med frekvensen - lengre bølgelengder à lavere frekvens) og styrke. Vi har fotoreseptorer som omdanner lys energi til nevral aktivitet. Retina er spesialisert på å oppdage forskjeller i lysintensitet som treffer ulike deler av den. Vi ser bølger som har en lengde på mellom 400 og 700 nm. En viktig funksjon til retina er sitt innhold av spesielle fotoreseptorer, celler som er sensitive for lys. Fotoreseptorene kan vi dele opp i staver og tapper: Staver : registrerer en type lys og er viktig for mørke omgivelser, gråtoner Tapper : Er delt i tre forskjellige cellegrupper som hver står for en farge, blå, grønn og rød. Hvert punkt på retina inneholder en gruppe av tre reseptorer, som hver er sensitive til enten blå, grønn eller rød. Ved at hjernen tildeler farger basert på sammenligninger av avlesningene av de tre tappetypene, skapes fargebilder. Når alle er like aktive fremstår lyset som ”hvitt”. I den fysiske verden fins det ikke noe som heter farger, men snarere et spektrum av synlige bølgelengder av lys som er reflektert i objekter rundt oss. Men på grunn av informasjonen de tre forskjellige tappene formidler til hjernen, klarer hjernen å lage en fargespekter.

Lyd er hørbare svingninger i lufttrykk. Når et objekt beveger seg mot en lomme med luft, presses luften sammen, mens luften får lavere tetthet når objektet igjen beveger seg bort fra luftlommen. Det er den samtidige kombinasjonen av forandringer i frekvens (Hz) og intensitet (dB) som ligger til grunne for ulike lyder. Frekvens vil si hvor mange sykluser med luftvariasjoner som forekommer per sekund. Intensitet på den andre siden, annerledes sagt styrken, styres av differansen mellom luftrykket i den komprimerte og den ”ukomprimerte” luften. Informasjonen om intensiteten er kodet på måter som henger sammen: fyringsfrekvensen og antallet aktive neuroner. Desto mer intens lyden blir desto raskere blir hårcellene depolarisert eller hyperpolarisert - frekvensen går opp. Så selv om frekvensen på lydbølgene er den samme vil fyringsfrekvensen på nevronene gå opp som et resultat av høyere intensitet. En høyere intensitet vil også føre til at en større del av basilarmembranen blir påvirket, og dermed også flere nevroner.

Utstur, Metode og Fremgangsmåte Hensikten med denne oppgaven var å finne korsteste reaksjonstid under forskjellige tester. Testene er

skrevet i den rekkefølgen som ble gjennomført, og er følgende:

1) en enkelt stimulus

2) et lysstimulus hvor man skulle diskriminere mellom en av flere mulige farger

3) et enkelt lydstimulus og

4) et lydstimulus hvor man skulle skille mellom en av to mulige frekvenser

To elektroder ble festet på m.vastus medialis og en nøytral på m.vastus lateralis.

Reaksjonstiden ble beregnet ved at vi målte den tiden fra stimulus starter til vi fikk EMG-svar

fra m.vastus medialis. Under forsøket hadde forsøkspersonen bind for øyene, mens under

forsøket da vi skulle teste reaksjon på lyd, hadde FP øreklokker som skjermer mot forstyrende

støy.

En bryter startet lys- og lydsignalet og lyden hørtes fra en høyttaler. Signalet var også koblet

til Biopack som starter målingen, et system som digitaliserer de analoge signalene ved hjelp

av egnet programvare, noe som gjør at signalene blir tilgjengelige for datamaskinen. Estimert

tid var mellom 100msec og 400msec.

Forsøket som hadde til hensikt å finne reaksjonstiden på lys foregikk på følgende måte:

FP skulle se på den hvite flaten på tavla, og skulle følge avisningene fra forsøkslederen.

Under første forsøket var det kun hvit lys som skulle bruker. Det var viktig at FP var

konsentrert under forsøket noe som ville gi en bedre forutsetning for å optimalisere

reaksjonstiden (i praksis var det litt krevende pga at det var flere folk som gikk inn og ut, samt

at medstudentene pratet med hverandre under forsøket). Under dette forsøket var det en

student som holdt styr på både datamaskinen og lyset. Reaksjonstiden skulle måles 5 ganger

som respons på hvit farge. Dataene ble notert på papir.

Andre forsøket hadde som utgangspunkt at FP skulle reagere på en på-forhånd-avtalt-farge,

for tilfelle var det hvit igjen. Under dette forsøket var det i tillegg en medstudent som var med

på å bytte fargene mens den andre holdte styr på lyset og datamaskinen. Det er viktig å nevne

at alle medstudentene var FP-er også.

Resultatene fra dette forsøket kommer senere.

Den andre undersøkelsesobjektet som skulle testes var reaksjon på lyd. Forsøket foregikk på

følgende måte:

Forsøkspersonen ga beskjed om at den var klar og forsøkslederen ga den første lydsignalet

som lå på 400Hz. Til sammen var det fem, med uregelmessig tid imellom.

Under andre forsøket måtte man skille mellom to forskjellige frekvenser og reagere på en som

på forhånd var bestemt, hvilke for tilfelle var 400Hz også.

Her skulle alle medstudentene også være FP.

Resultatene fra dette forsøket kommer senere.

Resultater og Tabellfremstilling:

Tabell 1: Tabellfremstilling som viser til reaksjonsforsøket av hvit lys, og førsøket da man skulle

diskriminere mellom 2 forksjellige farget. Den gir oversikt over alle de fem forsøkene, samt

gjennomsnittstid og korteste reaksjonstid.

1 2 3 4 5 Gjennomsnitt KortesteFridtjof 165 154 139 129 159 149,2 129Fredrik X 136 122 132 128 129,5 122Stavros 186 139 136 115 227 160,6 115Patrick 185 186 158 169 172 174,0 158Henrik 190 186 212 186 186 192,0 186

1 2 3 4 5 Gjennomsnitt KortesteFridtjof 326 308 244 310 290 295,6 244Fredrik 283 144 223 299 133 216,4 133Stavros 279 336 254 380 X 312,3 254Patrick 277 256 X 303 295 282,8 256Henrik 317 363 312 256 239 297,4 239

Reaksjon  på  lys,  kun  hvitt  lys

Reaksjon  på  lys,  flere  farger

Tabell 3: Tabellfremstilling som viser til reaksjonsforsøket av et enkelt lydstimulus, og forsøket da

man skulle diskriminere mellom flere lydfrekvenser. Den gir også oversikt over alle de fem forsøkene

samt, gjennomsnittstid og korteste reaksjonstid.

1 2 3 4 5 Gjennomsnitt KortesteFridtjof 101 236 175 151 131 158,8 101Fredrik 162 117 105 127 150 132,2 105Stavros 216 117 130 127 134 144,8 117Patrick 173 176 156 192 176 174,6 156Henrik 154 177 197 176 138 168,4 138

1 2 3 4 5 Gjennomsnitt KortesteFridtjof 186 X 183 220 205 198,5 183Fredrik 198 277 180 281 183 223,8 180Stavros 173 268 X 285 236 240,5 173Patrick 256 160 182 X 232 207,5 160Henrik X 194 219 198 277 222,0 194

Reaksjon  på  lyd,  to  frekvenser

Reaksjon  på  lyd,  en  frekvens

Diskusjon På bakgrunn av resultatene tyder det på, som var noe vi hadde forventet, at det man har en bedre

forutsetning for å reagere på et enkelt stimulus enn å skille mellom flere, enten om det nå gjelder å

skille mellom flere farger, eller et og flere lydfrekvenser.

Det er ganske naturlig sett fra en ren fysiologisk perspektiv, i og med at det å skille mellom flere

forskjellige stimuli krever at flere deler av hjernen er med. Mao involverer dette en mer

gjennomgående databehandling slik at man er i stand til å skille mellom forskjellige lyder eller farger.

Hva det gjelder lyd er det hørsel-cortex foregår en kontinuerlig feedbackmekanisme, ved at hørlsel-

corter sender sine aksoner til MGN og Inferior colluculus, og de sender sine til cortex. Avhengig av

konteksten vil de reagere med tilsvarende hastighet, mao jo mindre informasjon det er å behandle, des

kortere er tiden cortex trenger for å respondere til et stimulus.

Det er viktig å merke seg at har forekommet noen forskjeller når det gjelder det å reagere på et enkelt

lysstimulus kontra det å reagere på en bestemt lydintensitet. På bakgrunn av funnene kommer man

frem til at det er en økt og bedre reaksjonsevne for lys enn for lyd. Funnene for en lydstimulus og en

lydintensitet for de fem FP-ene som var med på forsøket ser ut som følgende:

149,2msec – 158,8, 129,5 – 132,2, 160,6 – 144,8, 174,0 – 174,6 og 192 – 168,4.

Med utgangspunkt i tabellen ser man at, unntak Stavros og Henrik, har man en tendens til å reagere

raskere på et enkelt lysstimulus enn lyd. Likevel forekommer individuelle forskjeller i bildet med

tanke på biomekaniske og fysiologiske forutsetninger hvert enkelt individ stiller med.

Hvor lett vi merker et stimulus er avhengig av konsentrasjonen også, hvilket vil si at konsentrerer man

seg veldig, vil terskelen falle kraftig.

En viktig faktor som tydeligvis har vært med på å gi opphav til den forskjellen kan være at når man

skal gi et forsøk på å konsentrere seg til å høre en lyd, vil ytre stimuli, fra f.eks folk som kommer inn

og ut eller at medstudentene snakker med hverandre, være med på å nedsette evnen til lydreaksjon.

Dette er kan være lite relevant når det gjelder lys, både fordi man brukte øreklokker og fordi man blir

ikke like distrahert når man holder synet fast et sted.

Når det gjelder evnen til å skille mellom to stimuli, ser vi at FP-ene har en tendens til å reagere raskere

på lyd enn på lys. Når vi ser på resultatene, ser vi også her at det er individuelle forskjeller som

gjenspeiler at ulike personer stiller med ulike forutsetninger, til tross for bestemte funskjonslinjer.

Dette er både et resultat av arv og miljø og tilpasning på ulike omstendigheter.