Fisiologia II - Appunti

FISIOLOGIA DELL'ORECCHIO

La sensazione uditiva è un fenomeno corticale evocato dalla percezione di onde meccaniche di

compressione e rarefazione. Se ad esempio prendiamo una barra metallica e le diamo un colpo, essa

comincia a vibrare e ritmicamente va a comprimere le particelle d'aria, creando onde di

compressione durante la fase di andata e di rarefazione durante la fase di ritorno. Questo andamento

è caratterizzato da 2 variabili:

• Lunghezza d'onda → la distanza tra una cresta e l'altra

• Ampiezza (o intensità) → la variazione nel punto di massima distanza dall'asse x

Esse rappresentano rispettivamente quanta energia il corpo vibrante ha scaricato sulle particelle, e

quanto dura l'effetto. L'unità di misura è l'Hz. L'orecchio umano non è fatto per poter essere eccitato

da tutte le possibili lunghezze d'onda, teoricamente è in grado di recepire quelle comprese tra 20 e

20000 Hz. Per quanto riguarda l'energia invece, a noi interessa quella che incide sulla membrana

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timpanica, misurata in termini di Forza /superficie della membrana → N/m .

Ma così non funziona poiché per ogni frequenza esiste un volume minimo di udibilità. Allora si

utilizza un metodo semplicissimo: Si prende l'intensità del suono e la si mette in rapporto con

l'intensità minima che quella frequenza richiede per poter

essere udita. Se il rapporto è minore di 1, il suono non verrà

recepito. Se è maggiore si.

Questa unità di misura, in onore del fisico Alexander Bell, si

chiama Bel. Ma siccome è troppo granda la si considera

sempre in decimi, ergo deciBel → dB. La curva di udibilità è

quella che ci dice qual'è il numero minimo di dB, frequenza

per frequenza, che siamo in grado di udire.

La voce umana si colloca dai 700 ai 3000 Hz, con una soglia

di udibilità di 20 dB, mentre la soglia del dolore compare tra

120-140 dB.

Ovviamente solo un oggetto puro (omogeneo) produrrà un

unica onda, mentre un normale corpo produrrà una famiglia di onde. Tutte le onde generate si

sommeranno algebricamente, le parti in fase si sommano, le parti in contrasto si sottraggono. Il

risultato sarà un onda che si ottiene per integrazione di Fourier. Ovviamente dalla risultante non si

otterrà una frequenza di base. Ma esistono a questo . Due possibilità:

1. Se il corpo crea onde con frequenze multiple (es 100, 400, 1200), allora il MCM sarà

l'armonica fondamentale.

2. Se non c'è la frequenza MCM allora non si potrà ottenere proprio un cazzo (es.100, 235,

444)

Nel primo caso si otterrà un suono, nel secondo un rumore. Si può aggiungere invece che se

variamo il moltiplicatore nel primo caso, avremo multipli più o meno distanziati. Il moltiplicatore in

questo caso è il timbro.

Quindi l'orecchio deve essere in grado di percepire: lunghezza d'onda, intensità e timbro. Ma per

fare ciò li devo scomporre in segnali bioelettrici, e poi mandarli alla corteccia. Quindi la membrana

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timpanica, con una estensione di 22 mm ,rappresenta il confine tra mondo esterno e il nostro

apparato uditivo.

Orecchio medio Questo è rappresentato dalla regione delimitata da un

lato dalla membrana del timpano, dall'altro dalla

finestra ovale. Le vibrazioni della membrana timpanica

vengono trasmesse attraverso tre ossicini (martello,

incudine e staffa), sulla membrana della finestra ovale.

Infatti la membrana timpanica con quella ovale sono in

fase. In maniera tale che il timpano, avendo una

superficie più ampia, recepisca più suoni, funzionando

un po' come un imbuto. Così facendo si ha un guadagno

di circa x20, che ci permette di sentire suoni 20 volte più

deboli. Inoltre la disposizione degli ossicini è molto

importante, poiché sono disposti in maniera da formare

leve vantaggiose e, con il guadagno di circa x2, compensare gli attriti, andando in pari nuovamente.

Ma una cosa fondamentale e incondizionata, grazie al nucleo detto oliva superiore, sono i muscoli

che si collegano proprio a questi ossicini, che irrigidendo (o rilassando) la catena, decidono con

quale facilità passano i suoni. L'ultima considerazione che va fatta è che la pressione dell'aria, da un

lato e dall'altro del timpano deve essere la stessa. Esiste appunto la Tromba di Eustachio, che mette

in comunicazione l'area dell'orecchio medio con la faringe, e attraverso movimenti (sbadiglio, o in

maniera forzata espirando a bocca e naso tappati) fa compensare la variazione di pressione.

Ricordiamo inoltre che se c'è una variazione di pressione la vibrazione non è ottimale, se

addirittura essa è troppo marcata, si ha la deformazione e possibilmente la rottura timpanica.

Orecchio interno L'onda meccanica deve essere trasformata in impulso elettrico

per poter interessare al SNC. In termini tecnici l'azione *

dell'orecchio interno è detta Trasduzione Meccano-elettrica .

E' una struttura piena d'acqua posta nella piramide dell'osso

temporale. Qui distinguiamo un labirinto osseo e un labirinto

membranoso. Quest'ultimo è formato da una parte da dei canali

semicircolari a da delle vescicole dette utricolo e sacculo.

Questa parte è detta vestibolare, e si occupa di movimenti

oculari ed equilibrio.

* Il trasduttore elettro-meccanico sono le corde vocali!!!

Collegato a questa parte abbiamo la seconda parte troviamo un tubicino avvolto su se stesso (2 giri

e mezzo) dalla caratteristica forma a guscio di lumaca, detta la coclea. Questa parte è quella

deputato all'udito vero e proprio. All'interno della coclea sono presenti tre canali, accostati tra loro e

avvolti a spirale: scala vestibolare,

scala media e scala timpanica. La

scala vestibolare è separata dalla scala

media attraverso la membrana di

Reissner, mentre la scala media è

separata dalla timpanica dalla

membrana basilare. Sulla superficie

della membrana basilare, e quindi nella

parte interna della scala media, si trova

l'organo di Corti, nel quale sono

contenute le cellule ciliate, che hanno

funzione di recettori elettromeccanici e

generano impulsi nervosi in risposta

alle vibrazioni sonore.

I veri e propri recettori sensoriali

nell'organo del corti sono due tipi specializzati di cellule nervose dette cellule ciliate. Esse sono

disposte su una singola fila di cellule ciliate interne,e 3-4 file di cellule ciliate esterne. La

stereociglia delle cellule ciliate tocca o si immerge nel gel superficiale della membrana tectoria. La

flessione delle ciglia in una direzione le depolarizza, mentre nell'altra direzione le iperpolarizza. Ciò

regola l'eccitazione delle fibre nervose uditive che contraggono sinapsi con la base. Ci tocca notare

che, nonostante la netta maggioranza di cellule ciliate esterne (3-4 volte superiori), circa il 90%

delle fibre nervose uditive è stimolato dalle cellule ciliate interne. E' stato perciò ipotizzato che

quelle esterne controllino in qualche modo la sensibilità di quelle interne, fenomeno detto tuning

del sistema recettoriale.

Per completare il discorso dobbiamo precisare che la scala vestibolare e la scala timpanica sono

separate da una membrana incompleta, che quindi mette in comunicazione i liquidi presenti

all'interno, la perilinfa. La scala vestibolare presenta una membrana che la divide in due parti, la

scala vestibolare vera e una parte sigillata definita dotto cocleare o scala media. Essendo sigillata

essa contiene un liquido diverso chiamato endolinfa, la cui differenza consiste nel fatto che invece

di essere Na-Cl sarà K-Cl. Ma come funziona il tutto?

Quando arriva un suono il sistema vibra, la membrana deforma le ciglia, si aprono i canali per il

K della membrana delle cellule ciliate, il K penetra all'interno della cellula e la depolarizza, la

depolarizzazione provoca l'apertura dei canali per il Ca, il quale entrando rompe le vescicole

rilasciando il neuro trasmettitore, il quale attiva il neurone che genera un potenziale d'azione.

Dobbiamo sottolineare che la scala vestibolare (superiore) comunica con l'orecchio medio

attraverso la finestra ovale, mentre la scala timpanica attraverso la finestra rotonda. Si capisce

quindi che con lo spostamento di fluidi all'interno le due finestre saranno in opposizione di fase!

Possiamo quindi le patologie a carico dell'orecchio si distinguono in:

• Problemi di trasmissione → lesione timpano o della catena ossiculare

• Problemi di trasduzione → lesione delle cellule ciliate

• Problemi di trasferimento → lesione 8° nervo cranico

Come ho accennato in precedenza l'oliva superiore rappresenta il centro di elaborazione del suono.

Se c'è un suono a 500Hz ci saranno delle cellule ciliate specializzate, data la loro collocazione, nel

recepirlo. Tramite dei meccanismi di feedback l'oliva superiore attiverà maggiormente quella

cellula, inibendo le frequenze vicine, e contemporaneamente disattiverà la corrispondente nell'altro

orecchio! Così facendo migliorerà il rapporto segnale/disturbo!!

L'orecchio interno comunica con il SNC attraverso la componente cocleare del nervo ottavo. Queste

fibre arrivano alla giunzione bulbo-pontina, entrano e ogni fibra si divide in tre parti sx e tre parti

dx, per portarsi ai nuclei cocleari. Ogni nucleo quindi riceve la copia del segnale, ma essi sono

organizzati tono-topicamente. Da qui si dipartono degli assoni che andranno o nei nuclei del corpo

*

trapezoide, o nei nuclei del lemnisco laterale, oppure saliranno direttamente nel lemnisco laterale .

Questo lemnisco giunto nel mesencefalo fa dipartire alcune fibre per il tubercolo quadrigemino

inferiore (dx e sx), responsabile dei riflessi acustici, e poi continua verso il talamo, portandosi al

corpo genicolato mediale. Questo ha il compito di trasportare le informazioni nella corteccia

cerebrale, esattamente nell'area 22 (corteccia uditiva). Solo dietro quest'area ritroviamo il centro di

Wernick, il quale compito è quello di attribuire un significato a qualunque informazione arrivi

(uditiva, visiva e tattile).

Quindi se avviene un danno alla corteccia uditiva, il paziente diventa sordo, se avviene una danno al

centro di Wernick, il paziente diventa afasico.

FISIOLOGIA DELL'OCCHIO La gamma di frequenze visibili all'occhio umano è

quella compresa tra i 360 e i 720 nanometri “teorici”.

Essendo posti sullo stesso piano, le immagini

proveniente dai due occhi sono quasi le stesse.

Nella parte posteriore ci sono tre strati: Retina,

coroide e sclera. Mentre la parte anteriore è molto

più complessa. Presenta una struttura curva

trasparente detta co