Analizatorul auditiv

Auzul ne permite să percepem vibrațiile din aer ca sunete. Pavilionul și conductul auditiv dirijează undele spre timpan. Timpanul vibrează, iar cele trei oscioare din urechea medie transmit mișcarea spre fereastra ovală. În cohleea din urechea internă, mișcarea lichidelor deplasează structuri fine și stimulează celulele ciliate. Acestea transformă mișcarea în semnale pentru nervul cohlear. Creierul prelucrează apoi informația și recunoaște înălțimea, intensitatea și proveniența aproximativă a sunetului.

Auzul poate fi afectat în locuri diferite. Un obstacol în transmiterea vibrației prin urechea externă sau medie diferă de afectarea celulelor ciliate ori a căii nervoase. Sunetele foarte intense, mai ales expunerea repetată, pot leza celulele senzoriale. De aceea, ascultarea la volum moderat este o măsură de protecție. Într-o schemă, urmărește sunetul de la aer până la receptor și abia apoi traseul nervos. Nu este suficient să enumeri părțile urechii: explică ce schimbare fizică se produce la fiecare etapă. Relația cu echilibrul este prezentată în Analizatorii auditiv și vestibular, iar receptorii vestibulari sunt detaliați separat.

Urechea externă captează sunetul: pavilionul îl dirijează în conductul auditiv extern, unde cerumenul protejează pielea, iar timpanul vibrează sub acțiunea undelor. În urechea medie, ciocanul, nicovala și scărița transmit vibrațiile de la timpan la fereastra ovală. Trompa lui Eustachio leagă urechea medie de faringe și egalizează presiunea de o parte și de alta a timpanului; de aceea la urcarea rapidă într-un avion sau la înghițire apare senzația de „urechi înfundate”. Doi mușchi mici, tensor al timpanului și stapedian, reduc transmiterea sunetelor foarte puternice. Urechea medie amplifică sunetul pentru că suprafața timpanului este mult mai mare decât cea a ferestrei ovale și pentru că lanțul oscioarelor funcționează ca o pârghie.

În urechea internă, cohleea este un canal în spirală cu aproximativ doi și trei sferturi de spire. Ea are trei rampe: rampa vestibulară și rampa timpanică, cu perilimfă, și canalul cohlear, cu endolimfă. Pe membrana bazilară, care separă canalul cohlear de rampa timpanică, se află organul Corti, cu celule ciliate interne (un rând, receptorii principali) și externe (trei rânduri), acoperite de membrana tectoria. Membrana bazilară este îngustă și rigidă la bază, deci baza cohleei răspunde la sunete înalte, și largă și flexibilă la vârf, deci vârful răspunde la sunete joase. Vibrația stereocililor deschide canale ionice și produce semnalul care ajunge la fibrele nervului cohlear. Calea auditivă: ganglionul spiral Corti, nervul cohlear, nucleii cohleari din bulb, oliva superioară, coliculul inferior, corpul geniculat medial și cortexul auditiv din lobul temporal; căile sunt parțial încrucișate. Proiecțiile bilaterale din trunchiul cerebral explică de ce o leziune centrală unilaterală nu produce surditate completă la o singură ureche. Proveniența sunetului se apreciază din diferența de moment și de intensitate cu care el ajunge la cele două urechi; semnalele lor sunt comparate în oliva superioară.

Exemplu rezolvat 1: amplificarea sunetului în urechea medie. Timpanul are aproximativ 55 mm², iar baza scăriței din fereastra ovală aproximativ 3,2 mm². Lanțul oscioarelor amplifică forța de aproximativ 1,3 ori.

1. Raportul suprafețelor: $\frac{55}{3,2}\approx 17$.
2. Amplificarea presiunii: $17\cdot 1,3\approx 22$ ori.
3. Concluzie: sunetul trebuie amplificat, pentru că lichidul din cohlee opune vibrațiilor o rezistență mult mai mare decât aerul; fără oscioare, majoritatea energiei sonore s-ar reflecta.

Exemplu rezolvat 2: intensitatea în decibeli. Un concert are 100 dB, iar o conversație 60 dB.

1. Diferența: $100-60=40$ dB.
2. Fiecare 10 dB înseamnă intensitate de 10 ori mai mare, deci raportul este $10^{40/10}=10^4$.
3. Concertul are intensitate de 10 000 de ori mai mare decât conversația. De aceea expunerea repetată la zgomot puternic lezează celulele ciliate externe, care nu se regenerează la mamifere, iar pierderea auzului prin traumatism acustic este definitivă.

Distinge transmiterea mecanică de transducția realizată de celulele ciliate. Pe diagrame, identifică organul Corti și membrana bazilară.

Reține succesiunea: pavilion, conduct auditiv, timpan, ciocan, nicovală, scăriță, fereastra ovală, perilimfă, membrana bazilară, organul Corti, nerv cohlear, centri. Frecvențele înalte stimulează baza cohleei, iar cele joase vârful. Presbiacuzia este pierderea auzului legată de vârstă, începând cu frecvențele înalte. Pragul durerii este în jur de 120–130 dB. Distinge surditatea de transmisie, cu urechea externă sau medie afectată, de cea neurosenzorială, cu cohleea sau nervul afectat.

Reține și că urechea percepe sunete cu frecvențe de aproximativ 20–20 000 Hz, iar sensibilitatea maximă este în intervalul vorbirii, în jur de 1 000–4 000 Hz. Sunetele sub 20 Hz sunt infrasunete, iar cele peste 20 000 Hz ultrasunete, pe care omul nu le aude.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre analizatorul auditiv sunt corecte afirmațiile:

1. Trompa lui Eustachio leagă urechea medie de faringe.
2. Celulele ciliate ale organului Corti se află pe membrana tectoria.
3. Frecvențele înalte stimulează baza cohleei.
4. Corpul geniculat medial face parte din calea vizuală.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: b. Afirmația 2 este falsă, deoarece celulele ciliate se află pe membrana bazilară; membrana tectoria le acoperă. Afirmația 4 este falsă, deoarece corpul geniculat medial este releu talamic al căii auditive; releul vizual este corpul geniculat lateral.

Greșeli frecvente

• Greșit: Oscioarele sunt receptorii auditivi.
  Corect: Oscioarele transmit vibrații către urechea internă; receptorii sunt celule ciliate.
• Greșit: Unda sonoră din aer circulă neschimbată prin nerv.
  Corect: Nervul transmite semnale nervoase produse de receptorii auditivi.
• Greșit: Frecvențele joase sunt detectate la baza cohleei.
  Corect: Baza cohleei, unde membrana bazilară este îngustă și rigidă, răspunde la frecvențe înalte, iar vârful la frecvențe joase.

Înainte și după