EL SENTIDO DEL OÍDO (Jan Brueghel, 1568-1625). presión tiempo El sonido es una onda de compresión del aire Longitud de onda Frecuencia = Velocidad del.

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1 EL SENTIDO DEL OÍDO (Jan Brueghel, 1568-1625)

2 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

3 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

4 La intensidad varía entre 0 y 140 decibelios, y la frecuencia audible entre 20 y 20.000 hertzios INTENSIDAD FRECUENCIA AGUDOS GRAVES 500 Hz 3000 Hz 8000 Hz 20.000 Hz 20 Hz Conversación normal 100 Hz Voz humana audible ultrasonidos infrasonidos

5 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 http://ap.smu.ca/demos/index.php?option=com_content&view=article&id=244:sound-waves&catid=48:wavedemo

6 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

7 El pabellón auricular dirige los sonidos hacia el conducto auditivo

8 frecuencia de resonancia = = 3430 Hz 343 m/s (4 x 0.025 m) El conducto auditivo refuerza por resonancia las frecuencias del habla 2.5 cm 10 cm tímpano

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

10 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

11 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

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

13 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

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

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

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

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

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

19 base ápice agudo grave La membrana basilar es más estrecha y más rígida en la base que en el ápice de la cóclea 20.000 Hz 1.000 Hz 5.000 Hz 500 Hz 20 Hz Cada región de la membrana basilar resuena a una frecuencia determinada

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

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23 Pasado ese punto, la onda se amortigua

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

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

27 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

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

29 Georg von Békésy (1899-1972 ) Premio Nobel 1961 Este mecanismo fue descubierto por el físico y fisiólogo húngaro von Békésy

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

31 Na + 140 mM K + 4.5 mM Na + 140 mM K + 4.5 mM K + 150 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

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

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

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

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

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

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

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

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

40 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

41 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

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

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

44 Las células ciliadas externas están unidas a la membrana basilar

45 + + + + + + + + + Cuando la membrana se desplaza hacia arriba se depolarizan

46 + + + + + + + + + Se contraen y acentúan la subida de la membrana basilar

47 - - - - - - - - - - - - Cuando la membrana basilar desciende se hiperpolarizan

48 - - - - - - - - - - - - Acentúan el descenso de la membrana basilar

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

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

51 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

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

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

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

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

56 Cada célula oscila a una frecuencia específica Potencial de membrana

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

58 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

59 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

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

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

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

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

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