i sistemi uditivo e vestibolare - Fiani

I SISTEMI UDITIVO E VESTIBOLARE
( a cura della Prof.ssa Maria Lucia De Simone)
INTRODUZIONE
Descriviamo due sistemi sensoriali che hanno funzioni molto diverse, ma strutture e meccanismi
sorprendentemente simili: la sensazione uditiva, conosciuta anche come udito, e il senso
dell’equilibrio, fornito dal sistema vestibolare. L’udito è una parte molto importante della nostra
vita conscia, mentre l’equilibrio è una funzione che utilizziamo tutti i giorni, a cui raramente
prestiamo attenzione. Quando non possiamo vedere un oggetto, possiamo sentirne la presenza,
individuare da dove viene e ricevere messaggi da esso semplicemente ascoltando. Anche se non
possiamo vedere un oggetto, possiamo rilevare la sua presenza attraverso il suono che esso produce.
Attraverso il suono, possiamo identificarne la fonte e determinarne la localizzazione, quindi avere
un’informazione molto importante se si deve decidere di fuggire. Accanto alla capacità di rilevare e
di localizzare i suoni, siamo in grado di percepirne ed interpretarne le sfumature: possiamo
1
identificare immediatamente l’abbaiare di un cane, la voce di un amico, o il frangersi di un’onda del
mare. Poiché gli uomini sono capaci sia di produrre, sia di percepire una grande varietà di suoni, il
linguaggio parlato e la sua ricezione attraverso il sistema uditivo rappresentano dei mezzi di
comunicazione estremamente importanti.
Il senso dell’equilibrio è un processo strettamente soggettivo ed interno; esso informa il nostro
sistema nervoso su dove si trovano la testa ed il corpo e come si stanno muovendo. Questa
informazione viene utilizzata, senza uno sforzo cosciente da parte nostra, nel controllare le
contrazioni muscolari che porteranno il nostro corpo dove vogliamo che sia, orientandoci di nuovo
verso qualcosa che ci spinge da un lato, e muovendo gli occhi così che il mondo visivo rimanga
fisso sulla retina anche se la testa oscilla.
LA NATURA DEL SUONO
Il suono ha bisogno di un mezzo fisico per potersi propagare. Quindi, esso può essere trasmesso
nell’aria ma anche nell’acqua.
Il suono consiste in variazioni udibili della pressione dell’aria. Quasi tutto ciò che è in grado di
muovere le molecole dell’aria può generare un suono, incluse le corde vocali e la laringe umana, la
vibrazione di una corda di chitarra fino all’esplosione di un petardo. Molte sorgenti di suono, come
le corde di una chitarra in vibrazione, o gli altoparlanti di uno stereo, producono variazioni
periodiche della pressione dell’aria.
La frequenza del suono è il numero di compressioni o rarefazioni di molecole che entrano nel nostro
orecchio ad ogni secondo.
Un ciclo del suono è la distanza tra due compressioni successive.
2
La frequenza del suono, espressa in unità chiamate hertz (Hz), è il numero di cicli al secondo.
Il nostro sistema uditivo può rispondere ad onde pressorie entro il considerevole intervallo di
20-20.000 Hz, anche se questo intervallo di onde udibili si riduce significativamente con l’età e con
l’esposizione al rumore, specialmente per quanto riguarda le alte frequenze. Il fatto che un suono sia
percepito come tono alto o basso, o altezza, è determinato dalla frequenza.
Un’altra importante proprietà di un’onda sonora è l’intensità, che è la differenza di pressione tra
le zone di compressione e decompressione dell’aria. L’intensità del suono determina l’intensità
percepita.
3
L’intervallo di intensità a cui l’orecchio umano è sensibile è molto ampio. I suoni dell’ambiente,
in realtà, raramente sono costituiti da semplici onde sonore periodiche di una data frequenza ed
intensità. E’ la simultanea combinazione di onde di frequenza diversa ad intensità diverse che
conferisce ai differenti strumenti musicali ed alle voci umane le loro peculiari caratteristiche tonali.
Esistono molti suoni non udibili dall’uomo: gli ultrasuoni o suoni ad alta frequenza, ovvero suoni
al di sopra del limite udibile di 20 kHz. Alcuni animali possono udire queste alte frequenze, ad
esempio i cani possono udire fino a circa 40 kHz, e per questo vengono costruiti i fischietti per cani.
Esistono poi gli infrasuoni o suoni a basse frequenze, ovvero suoni al di sotto del limite udibile di
20 Hz. Alcuni animali possono udirli, ad es. l’elefante può rilevare toni di 15 Hz non udibili
all’uomo. Le balene producono suoni a basse frequenze, che si ritiene siano un mezzo di
comunicazione su distanze di chilometri; gli infrasuoni vengono altresì prodotti dalla terra, e si
pensa che alcuni animali possano percepire un imminente terremoto attraverso la percezione di tali
suoni.
Nonostante normalmente non siamo in grado di udire frequenze molto basse con le nostre
orecchie, esse sono presenti nel nostro ambiente e possono avere spiacevoli effetti subconsci. Gli
infrasuoni sono prodotti da dispositivi quali condizionatori d’aria, bollitori, aeroplani e automobili.
Benché essi non siano causa di una perdita dell’udito, possono tuttavia provocare vertigini, nausea e
mal di testa. Molte automobili producono suoni a basse frequenze quando viaggiano ad alte
velocità, provocando mal d’auto in persone sensibili.
Oltre ai congegni meccanici, anche il nostro corpo genera suoni a bassa frequenza non udibili.
Quando i muscoli modificano la loro lunghezza, le singole fibre vibrano, producendo suoni a bassa
frequenza di circa 25 Hz, ed il cuore produce suoni non udibili a frequenze vicine ai 20 Hz.
Probabilmente, è proprio per questo motivo che non siamo coscienti degli infrasuoni: sarebbe
difficile vivere, studiare o eseguire un qualunque lavoro, ascoltando il nostro corpo brontolare e
cigolare, in un mondo saturo del ronzio di macchine costruite dall’uomo!
4
LA STRUTTURA DEL SISTEMA UDITIVO
La porzione visibile dell’orecchio è principalmente costituita da cartilagine ricoperta da cute, atta a
formare una sorta di imbuto denominato padiglione auricolare, che raccoglie i suoni da un’ampia
regione.
Il sistema si divide in orecchio esterno, medio ed interno.
Dell’orecchio esterno fanno parte il padiglione auricolare, l’ingresso dell’orecchio che è chiamato
anche canale uditivo e si estende per circa 2,5 cm all’interno del cranio, e termina con la membrana
timpanica o timpano dell’orecchio.
Nell’orecchio medio, connessa alla superficie mediale della membrana timpanica, si trovano una
serie di ossa denominati ossicini o catena ossicolare (essi sono infatti le ossa più piccole del corpo).
Gli ossicini sono 3: il martello, l’incudine e la staffa.
5
Nell’orecchio interno si trova una seconda membrana che ricopre un foro del cranio ed è chiamata
finestra ovale. Oltre la finestra ovale troviamo la coclea, una struttura simile ad una chiocciola, che
è piena di liquido e contiene l’apparato per la trasformazione del movimento fisico della finestra
ovale in risposta neuronale.
6
Dunque, gli stadi della via uditiva sono:
-
L’onda sonora dal padiglione auricolare entra nel canale uditivo ed aziona la membrana
timpanica
- La membrana timpanica aziona gli ossicini
- Gli ossicini azionano a loro volta la membrana della finestra ovale
- Il movimento della finestra ovale mette in movimento il liquido contenuto nella coclea
- Il movimento del liquido della coclea provoca una risposta dei neuroni sensoriali posti nella
regione della corteccia cerebrale deputata all’elaborazione dell’informazione sonora.
IL SISTEMA VESTIBOLARE
Il sistema vestibolare ci informa della posizione e del movimento del capo, ci fornisce il senso
dell’equilibrio, aiuta a coordinare il movimento del capo e degli occhi e ad aggiustare la postura
corporea. Quando il sistema vestibolare opera normalmente, non ne siamo consapevoli. Quando il
suo funzionamento è disturbato, invece, si possono avere come risultato spiacevoli sensazioni,
simili a quelle associate al mal d’auto: vertigine e nausea, oltre ad un senso di squilibrio e
movimenti oculari incontrollati.
I sistemi vestibolare ed uditivo usano entrambi cellule dette ciliate per tradurre i movimenti. Le
cellule ciliate sono contenute in un insieme di camere interconnesse, poste in prossimità della
coclea, chiamate labirinto vestibolare. Il labirinto vestibolare include due tipi di strutture con
funzioni diverse: gli organi otolitici (sacculo e utricolo), che rilevano la forza di gravità e
l’inclinazione del capo, ed i canali semicircolari, che sono sensibili alle rotazioni del capo.
7