Urechea este organul responsabil de auz, care, la randul sau, este definit ca perceptia energiei sonore de catre sistemul nervos central si creier. Acest organ este impartit in trei parti: urechea externa, urechea medie si urechea interna.

Pentru a afla ceva mai multe despre fiziologia urechii, primul lucru pe care trebuie sa-l stim este ca este plina de lichid. Contine, de asemenea, receptorii pentru sunet care convertesc miscarea fluidului in semnale electrice – cunoscute sub numele de potentiale de actiune –  care sunt trimise la creier pentru a permite perceptia sunetului.

Prin urmare, undele sonore din aer trebuie sa fie canalizate in urechea interna si transferate pentru ca auzul sa apara.

Fiziologia urechii externe si medii are ca scop transmiterea sunetului catre urechea interna. Ele ajuta, de asemenea, la compensarea pierderii de energie sonora. Pe langa transformarea undelor sonore in potentiale de actiune nervoasa, urechea interna este, de asemenea, responsabila pentru simtul echilibrului.

Fiziologia urechii externe

Urechea externa este partea cea mai exterioara a urechii, care este formata din pavilionul auditiv ─urechea─ si canalul auditiv extern. Aceasta zona este responsabila pentru colectarea undelor sonore si transportarea acestora in ureche . Este situat in osul temporal al craniului.

Putem spune ca urechea externa este partea vizibila a simtului auzului. Dupa cum am spus, actioneaza ca si cum ar fi o antena si, in acelasi timp, un rezonator. Terminati timpanul.

Fiziologia urechii medii

Concentrarea energiei

Functia osiculelor auditive din urechea medie este de a focaliza energia timpanului vibrant pentru a crea o forta mai mare pe unitatea de suprafata la fereastra ovala.

Protectie a urechii interne

Pe langa aceasta, osiculele si muschii lor adiacenti indeplinesc si o functie de protectie. Ca raspuns la un zgomot puternic, tensorul timpanului trage timpanul spre interior si il strange. In acelasi timp, muschiul stapedius reduce miscarea stapei.

Aceste actiuni musculare sunt cunoscute in mod colectiv sub denumirea de reflex timpanic . Acest reflex atenueaza transferul vibratiilor de la timpan la fereastra ovala.

Reflexul timpanic este considerat a fi o adaptare evolutiva pentru protectia impotriva zgomotului puternic, totusi  nu protejeaza in mod adecvat urechile de zgomotul puternic sustinut , cum ar fi zgomotul din fabrica sau muzica tare.

Coordonarea discursului cu auzul

De asemenea, muschii urechii medii ajuta la coordonarea vorbirii cu auzul. In acest fel, sunetul vorbirii nu este atat de puternic incat sa afecteze urechea interna.

In momentul in care suntem pe cale sa vorbim, creierul semnaleaza muschilor urechii medii sa se contracte, inabusind simtul auzului in coordonare cu sunetul propriei voci. Acest lucru face posibila ascultarea altor persoane in timp ce vorbim.

Fiziologia urechii interne

Celulele parului cohleei

Cohleea este organul care permite perceperea sunetului. Fiziologia cohleei se invarte in jurul functiei celulelor capilare ale cohleei interioare si exterioare. Pe langa celulele in sine, exista si alte componente ale cohleei care contribuie la capacitatea de a auzi.

  • celulele de par interioare
    • Ele transforma forta mecanica a sunetului (vibratia fluidului din cohlee) in impulsuri electrice ale auzului.
    • Ele comunica cu fibrele nervoase care alcatuiesc nervul auditiv care duce la creier.
    • Cand rata de neurotransmitatori a acestor celule de par este crescuta, creste si rata de declansare a fibrelor nervoase.
  • celule de par exterioare
    • Spre deosebire de celulele de par interioare, celulele de par exterioare nu semnalizeaza sunetele primite catre creier.
    • Ele se alungesc activ si rapid ca raspuns la modificarile tensiunilor membranei celulare. Acest lucru este cunoscut sub numele de  electromotilitate.
    • Atunci cand celulele paroase exterioare se alungesc, miscarea membranei bazilare este amplificata.

Alte componente ale fiziologiei cohleare

Membrana bazilara

Vibratia osiculelor auditive duce la vibratia membranei bazilare pe care se sprijina celulele piloase prin succesiunea reactiilor in lant. In timpul acestei vibratii, benzile vibreaza rapid inauntru si in afara, conducand membrana bazilara sa vibreze in jos si in sus , iar membrana timpanica secundara sa vibreze spre interior. Acest lucru se poate intampla de pana la 20.000 de ori pe secunda.

Endolimfa

Pentru ca celulele de par interioare sa functioneze corect, varfurile stereocililor lor trebuie sa fie scaldate in endolimfa, care are o concentratie exceptional de mare de ioni de potasiu. Acest lucru creeaza un gradient electrochimic puternic de la varf la baza celulei de par. Acest gradient electrochimic ofera energia care permite celulei parului sa functioneze.

Membrana tectoriala

Stereocilii celulelor paroase exterioare au varfurile incorporate in membrana tectoriala. Membrana tectoriala este ancorata de o structura numita modiolus , care o mentine relativ nemiscata, deoarece membrana bazilara si celulele parului vibreaza.

Transducerea sunetului

Conversia energiei sonore intr-un semnal neural – care este interpretat de creier ca perceptie a sunetului – este cunoscuta sub numele de transductie a sunetului.

Orga lui Corti permite discriminarea intre diferite intensitati ale sunetului. Sunetele puternice (cum ar fi muzica tare sau zgomotul din trafic) produc vibratii mai viguroase ale organului lui Corti, excitand astfel mai multe celule de par intr-o zona mai mare a membranei bazilare. Acest lucru duce la o frecventa ridicata a potentialelor de actiune care sunt initiate in nervul cohleei.

Activitatea intensa a fibrelor nervoase ale cohleei dintr-o regiune larga a organului Corti este, prin urmare, detectata de creier si interpretata ca un sunet puternic. Opusul se aplica pentru a detecta sunetele slabe.

Membrana bazilara face posibila diferenta dintre sunetele inalte si cele acute. Membrana este strabatuta de fibre scurte, rigide, de diferite lungimi.

Vibratia unei regiuni a membranei bazilare determina o unda de vibratie sa parcurga lungimea sa si sa se roteasca din nou. Atunci cand creierul primeste semnale (in principal de la celulele de par interioare din partea superioara) interpreteaza acest sunet ca fiind joase.

De asemenea, atunci cand primeste semnale (in primul rand de la celulele de par interioare de la capatul de jos), sunetul este interpretat ca fiind inalt.

In viata de zi cu zi, vorbirea, muzica si alte sunete de zi cu zi nu sunt tonuri pure. In schimb, acestea creeaza modele complexe de vibratii in membrana bazilara pe care creierul trebuie sa le decodeze si sa le interpreteze.

Coordonare si echilibru

Desi urechea este considerata organul de simt al auzului, ea nu a evoluat initial in acest scop. A fost o adaptare pentru coordonare si echilibru (mai bine cunoscut sub numele de simtul echilibrului ).

Vertebratele au dezvoltat doar cohleea, structurile urechii medii si functia auditiva consecventa a urechii mai tarziu. Exista doua componente ale simtului echilibrului.

  1. Echilibrul static. Se refera la capacitatea de a detecta directia capului atunci cand corpul nu se misca.
  2. Echilibrul dinamic. Se refera la perceptia miscarii sau a acceleratiei.

La randul sau, acceleratia poate fi impartita in:

  • Acceleratia liniara, care este o modificare a vitezei intr-o linie dreapta
  • Acceleratia unghiulara, care este o modificare a vitezei de rotatie a capului.

Sacculul si utriculul simt echilibrul static si acceleratia liniara, in timp ce canalele semicirculare simt doar acceleratia unghiulara.