EL SENTIDO DEL OÍDO (Jan Brueghel, )

presión tiempo El sonido es una onda de compresión del aire Longitud de onda Frecuencia = Velocidad del sonido (343 m/s) Longitud de onda amplitud

A mayor frecuencia tono más agudo A mayor amplitud mayor intensidad del sonido La amplitud y la frecuencia determinan la intensidad y el tono fuerte débil agudo grave

La intensidad varía entre 0 y 140 decibelios, y la frecuencia audible entre 20 y hertzios INTENSIDAD FRECUENCIA AGUDOS GRAVES 500 Hz 3000 Hz 8000 Hz Hz 20 Hz Conversación normal 100 Hz Voz humana audible ultrasonidos infrasonidos

El sonido de la trompeta tiene más armónicos que el de la flauta + = fundamental armónicos La frecuencia fundamental determina el tono y los armónicos determinan el timbre fundamental armónicos FORMA DE LA ONDA ESPECTRO DE FRECUENCIAS

Frecuencia (Hz) Intensidad (dB) Frecuencia (Hz) Intensidad (dB) Los sonidos musicales contienen algunas frecuencias Los ruidos contienen todas las frecuencias fundamental armónicos Los sonidos musicales son periódicos Los ruidos son aperiódicos Los ruidos se diferencian de los sonidos musicales

El pabellón auricular dirige los sonidos hacia el conducto auditivo

frecuencia de resonancia = = 3430 Hz 343 m/s (4 x m) El conducto auditivo refuerza por resonancia las frecuencias del habla 2.5 cm 10 cm tímpano

Los huesecillos del oído medio transmiten las vibraciones del tímpano a la ventana oval martillo yunque estribo tímpano

El oído medio es necesario para la audición en el medio aéreo El oído medio aparece evolutivamente en los anfibios Los huesecillos provienen evolutivamente de los huesos de la mandíbula

El oído medio permite que la vibración se transmita desde el aire al medio líquido del oído interno (ajuste de impedancias) El área del tímpano es mayor que la de la ventana oval El brazo de palanca del martillo es mayor que el del yunque Eje de giro 21 1 Área del tímpano Área del pie del estribo 1.3 1

Las ondas se transmiten al oído interno formado por la cóclea o caracol cóclea

La cóclea está dividida longitudinalmente en tres cámaras Ganglio espiral Rama coclear del VIII par craneal Escala vestibular Conducto colear Membrana basilar Escala timpánica Órgano de Corti

La membrana basilar separa el conducto coclear de la escala timpánica Ventana oval Ventana redonda Membrana basilar Conducto coclear Escala timpánica

Aumenta la presión en la rampa vestibular y coclear y la membrana basilar se desplaza hacia abajo

Disminuye la presión en la rampa vestibular y coclear y la membrana basilar se desplaza hacia arriba

Se produce una onda transversal que se propaga por la membrana basilar

Esta onda es parecida a la que se produce en una cuerda al sacudir el extremo

base ápice agudo grave La membrana basilar es más estrecha y más rígida en la base que en el ápice de la cóclea Hz Hz Hz 500 Hz 20 Hz Cada región de la membrana basilar resuena a una frecuencia determinada

Al llegar a cierto punto de la membrana basilar la onda se amplifica

Pasado ese punto, la onda se amortigua

La onda viajera resuena con amplitud máxima en un punto de la membrana basilar según su frecuencia envolvente Onda viajera

Las frecuencias agudas resuenan en la base de la cóclea y las graves en el ápice aguda grave

La localización de la onda viajera es distinta para cada frecuencia 50 Hz 500 Hz 1000 Hz 3000 Hz 200 Hz base ápice agudos graves

armónico fundamental sonido La cóclea separa la fundamental de los armónicos (análisis espectral o análisis de Fourier)

Georg von Békésy ( ) Premio Nobel 1961 Este mecanismo fue descubierto por el físico y fisiólogo húngaro von Békésy

Las células ciliadas externas están unidas a la membrana tectoria endolinfa perilinfa Membrana tectoria Membrana basilar Ciliadas externas Ciliadas internas

Na mM K mM Na mM K mM K mM Na + 1 mM K+K+ K+K+ Na + Cl - K+K+ Na + K+K+ endolinfa perilinfa Estría vascular La endolinfa tiene una concentración elevada de potasio

endolinfa perilinfa Estría vascular La endolinfa baña los esterocilios de las células ciliadas quinocilio estereocilios

El extremo de los estereocilios de las células ciliadas externas está adherido a la membrana tectoria Ciliadas externas Ciliadas internas Membrana tectoria Membrana basilar

Cuando la membrana basilar se eleva los estereocilios se inclinan hacia el quinocilio

Cuando la membrana basilar desciende los estereocilios se inclinan hacia el lado contrario del quinocilio

Cuando la membrana basilar se eleva los estereocilios se inclinan hacia el quinocilio

Cuando la membrana basilar desciende los estereocilios se inclinan hacia el lado contrario del quinocilio

La membrana basilar y la membrana tectoria se deslizan una respecto a la otra porque giran sobre ejes distintos

K+K+ Ca K+K K+K Cuando los estereocilios se inclinan hacia el quinocilio, la célula ciliada se depolariza depolarización hiperpolarización glutamato

Los axones que provienen del ápice se activan con las frecuencia bajas y los que provienen de la base se activan con las frecuencias altas

frecuencia Intensidad del estímulo para producir respuesta Pero la selectividad de las células ciliadas para la frecuencia es demasiado elevada para ser explicada solo por la vibración de la membrana basilar

La mayoría de los axones aferentes provienen de las células ciliadas internas internas externas

K+K K+K La depolarización produce acortamiento y la hiperpolarización alargamiento de las células ciliadas -

Las células ciliadas externas están unidas a la membrana basilar

Cuando la membrana se desplaza hacia arriba se depolarizan

Se contraen y acentúan la subida de la membrana basilar

Cuando la membrana basilar desciende se hiperpolarizan

Acentúan el descenso de la membrana basilar

La deformación de los estereocilios produce oscilaciones de depolarización e hiperpolarización deformación Potencial de membrana

K+K+ Ca La deformación de los estereocilios produce depolarización y entrada de calcio Potencial de membrana

K+K+ Ca K+K+ K+K Se abren canales de potasio activados por calcio y dependientes de voltaje K Ca KvKv Potencial de membrana

K+K+ Ca K+K+ K+K Los canales de potasio producen hiperpolarización Potencial de membrana

K+K+ Ca El calcio es expulsado y se cierran los canales de potasio Potencial de membrana

K+K La membrana se depolariza otra vez Potencial de membrana

K+K+ Ca K+K+ K+K Y nuevamente se abren canales de potasio Potencial de membrana

Cada célula oscila a una frecuencia específica Potencial de membrana

Las células ciliadas externas tienden a hacer que la membrana basilar vibre a una frecuencia determinada Potencial de membrana

frecuencia Intensidad del estímulo para producir respuesta Si la frecuencia del sonido coincide con la frecuencia de la oscilación eléctrica de la célula ciliada, el movimiento de la membrana basilar se potencia Oscilación eléctrica de la membrana Movimiento de la membrana basilar

frecuencia Intensidad del estímulo para producir respuesta Para las frecuencias que no coinciden, el movimiento no se potencia y la célula ciliada es menos sensible Oscilación eléctrica de la membrana Movimiento de la membrana basilar

¿Cómo codifica el oído la intensidad y la frecuencia de los sonidos? INTENSIDAD FRECUENCIA

La intensidad se codifica por la frecuencia de los potenciales de acción y por reclutamiento de axones

Si la frecuencia es baja, los potenciales de acción se producen en fase con la onda

Si la frecuencia es elevada, la frecuencia se codifica únicamente por la localización de las células ciliadas

Las fibras del nervio auditivo llevan información sobre el espectro de frecuencias del sonido