Sistemul auditiv

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Avvertenza
 Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .
Urechea , un simbol al capacității de auz.

Sistemul auditiv (mai simplu auzul ) este primul dintre cele cinci organe simțiale care se dezvoltă la făt începând cu luna a șasea și care favorizează contactul cu mediul extern. Sistemul include atât organele senzoriale ( urechi , organe responsabile de percepția și translația sunetului ), cât și părțile auditive ale sistemului senzorial.

Anatomie

Sistem auditiv periferic

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Ureche .

Sistemul auditiv periferic începe cu urechea și este responsabil pentru prima fază a traducerii sunetului. Aceste prime componente ale sistemului auditiv nu fac parte direct din sistemul nervos, însă sunt strâns legate de acesta. Ei efectuează traducerea mecanoelectrică a undelor de presiune sonoră în potențiale de acțiune neuronală.

Urechea este împărțită în trei părți: extern, mediu și intern.

Urechea externă

Urechea externă este compusă din auriculă care include pinna, bazinul și meatul auditiv. Auricul este singura parte vizibilă a urechii; este alcătuită din cartilaj și are diverse caneluri și reliefuri, care au funcția de a colecta sunete pentru a le transmite în canalul urechii. Undele sonore sunt reflectate și atenuate atunci când lovesc pinna, oferind informații suplimentare care vor ajuta creierul să determine direcția din care provin sunetele.
Undele sonore pătrund în canalul auditiv, un canal simplu ai cărui pereți sunt acoperiți cu ceară, o substanță lubrifiantă și de protecție care este expulzată din canal prin ciliile care acoperă canalul și efectuează așa-numita auto-curățare [1] . Funcția sa este de a pune bazinul auricular în comunicare cu urechea medie. Canalul auditiv amplifică sunetele cuprinse între 3 și 12 kHz. La baza canalului urechii se află membrana timpanică, care marchează începutul urechii medii.

Urechea medie

Urechea medie măsoară doar un centimetru cub de spațiu și funcția sa este de a rezolva o problemă fizică. Undele sonore eliberate în aer se deplasează la o impedanță scăzută în timp ce există lichid în urechea internă. Deoarece impedanța apei este mai mare decât cea a aerului, sunetul riscă să nu ajungă la destinație (în acest caz, impedanța înseamnă un mijloc care încetinește / împiedică mișcarea).

Soluția acestei probleme este, prin urmare, dată de urechea medie, care amplifică sunetul de aproximativ 20 de ori și îl transmite urechii interne. Undele sonore care călătoresc prin canalul urechii lovesc membrana timpanică sau timpanul și o fac să vibreze. Această informație de undă călătorește prin cavitatea urechii medii pline de aer printr-o serie de oase delicate: ciocanul , nicovala și etrierul . Ciocanul este strâns legat de membrana timpanică , în timp ce stapele, ultimul osicul, sunt articulate direct cu fereastra ovală a urechii interne . Această serie de osici acționează ca o pârghie, transformând vibrațiile sonore ale timpanului (la presiune scăzută) în vibrații sonore de înaltă presiune, care sunt transmise către membrana mică reprezentată de fereastra ovală (sau eliptică). Necesitatea unei presiuni mai mari la fereastra ovală decât la membrana timpanică se explică prin faptul că urechea internă (dincolo de fereastra ovală) conține lichid și nu mai pur și simplu aer. Datorită acțiunii de pârghie a osiculelor, mișcările membranei timpanice, cauzate de sunet, sunt astfel amplificate și transmise urechii interne în toată bogăția sofisticată a sunetelor, de la cele singure la cele ale unei orchestre întregi. Reflexul stapedial al mușchilor urechii medii ajută la protejarea urechii interne de posibile daune prin reducerea transmiterii energiei sonore atunci când mușchiul stapedius este activat ca răspuns la sunet. Evident, în urechea medie informațiile audio sunt încă conținute sub formă de undă: conversia în impulsuri nervoase are loc în urechea internă, datorită cohleei.

Urechea internă

Secțiunea longitudinală a cohleei

Urechea internă este alcătuită din labirintul osos, un sistem complicat de cavități care sunt sculptate în grosimea osului temporal și labirintul membranos, un set de organe goale delimitate de pereți conectivi care conțin lichid (endolimfă) și comunică între ei. Labirintul este căptușit intern de epiteliu. Cohleea (melcul osos) constă din trei secțiuni umplute cu lichid (scala vestibulară, scala medie cu canalul cohlear și scala timpanilor) împărțite de membrane și susține o undă de fluid datorită presiunii care se descarcă prin membrana bazilară, interpusă între spirală lamina și suprafața internă a canalului cohlear osos.
Urechea internă se împarte de urechea medie prin ferestrele ovale și rotunde, care sunt situate la începutul cohleei. Cohleea are o înălțime de aproximativ 10 mm și o lungime de 35 mm. Această structură se mai numește „melc” sau „găină”, deoarece înfășoară două rotații și jumătate în jurul modului, centrul său.
În interiorul cohleei se află organul Corti situat pe acest canal pe membrana bazilară. Este o structură specială caracterizată prin prezența a numeroase celule de păr, responsabile de transformarea undelor mecanice în semnale electrice de tip neuronal.
Alte două secțiuni importante ale acestui organ auditiv sunt cunoscute sub numele de scala timpanică și scala vestibulară.
Aceste ultime două structuri se găsesc în labirintul osos, care este umplut cu un fluid numit perilimf, similar în compoziție lichidului cefalorahidian. Diferența chimică dintre fluidele perilimfatice și endolimfatice este importantă pentru funcția urechii interne, datorită diferențelor de potențial electric induse de diferite concentrații între ionii de potasiu și de calciu . Vederea unei cohlee umane secționate (similar cu ceea ce face pentru mamifere și majoritatea vertebratelor) arată că frecvențele specifice sunt percepute de-a lungul lungimii sale. În special, s-a verificat că frecvența este o funcție exponențială a lungimii cohleei din organul lui Corti. La unele specii, cum ar fi liliecii și delfinii, raportul se extinde la zone specifice pentru a permite capacitatea lor sonară activă.

Organul Corti

Organul Corti este o structură specială în care există aproximativ 16.000 de celule de păr (pe fiecare parte) împărțite în externe și interne. Unele dintre acestea răspund doar la sunete mai puternice, altele la cele mai puțin intense. Celulele de păr exterioare sunt aranjate în 3 rânduri și sunt de aproximativ 3 ori mai mari decât cele interioare, care, în schimb, sunt aranjate într-un singur rând de la bază până la vârful cohleei. Celulele pilose sunt stimulate de fluidele cohleare care le înconjoară și au sarcina de a efectua așa-numita transducție mecanico-electrică, de la vibrații la impulsuri electrice, care prin fibrele subțiri ale nervului acustic ajung la creier, unde determină senzația auditivă.

Celulele de păr

După cum s-a menționat deja, cohleea este alcătuită din canale paralele și 3 zone: scara vestibulară, scara din mijloc (umplută cu o substanță cartilagină numită endolimfă, încărcată cu ioni K și săracă în ioni Na) și scala timpanică. La scara mijlocie găsim celule numite celule de păr. Celulele de păr sunt celule coloane, cu o bază ovală. La celălalt capăt (capăt apical) prezintă un pachet de 100-200 cili specializați. Aceste cilii dau numele celulei. Există două tipuri de celule de păr. Celulele interioare ale părului sunt o structură motorie, mecanoreceptori pentru auz: transduc vibrația sunetului în activitate electrică în fibrele nervoase: această activitate este transmisă creierului. La capătul apical, la vârful celulelor, există canale ionice pentru potasiu . Chiar deasupra celulelor se află membrana tectorială, care se mișcă înainte și înapoi cu fiecare ciclu de sunet, provocând înclinarea cililor și provocând răspunsurile electrice ale celulelor de păr. Când vibrația determină mișcarea cililor spre dreapta, canalele ionice se deschid și potasiul prezent în endolimfă intră în celulă. În schimb, când cilii se înclină spre stânga, canalele de potasiu se închid. În acest fel, concentrația intracelulară de potasiu este modulată, iar celula de păr își mărește sarcina pozitivă, depolarizându-se. Veziculele din celulă eliberează apoi un neurotransmițător pe celulele nervoase auditive care devin excitate și trimit semnalul către cortexul cerebral. Celulele interioare ale părului, asemănătoare celulelor fotoreceptoare din ochi, prezintă mai degrabă un răspuns gradat decât vârfurile caracteristice ale altor neuroni. Aceste potențiale gradate nu sunt constrânse de proprietățile tipice ale potențialului de acțiune „totul sau nimic”. Având în vedere cele de mai sus, întrebarea cum poate fi declanșată apoi o diferență de potențial de membrană este complet legitimă. În prezent, oamenii de știință cred că genele sunt conectate între ele prin legături „de vârf”, structuri particulare care conectează vârfurile unei gene la alta. Întinderea și compresia determină ca legăturile vârfurilor să deschidă un canal ionic și să producă potențial în celulele de păr. Recent s-a demonstrat că unele proteine, cadherina 23 (CDH23) și protocadherina 15 (PCDH15) sunt moleculele de aderență asociate cu aceste legături de vârf. [2] Se crede că calciu este implicat în scurtarea acestor legături pentru a regenera tensiunea. Această regenerare a tensiunii ne permite să înțelegem cum poate apărea stimularea auditivă prelungită. [3]

Neuroni

Neuronii aferenți inervează celulele interioare cohleare, prin unele sinapse în care neurotransmițătorul glutamat comunică semnalele trimise de celulele părului către dendritele neuronilor auditivi primari. Există mult mai puține celule de păr interne în cohleă decât în ​​fibrele nervoase aferente: acest lucru este evident posibil, deoarece multe și diferite fibre nervoase auditive inervează fiecare celulă de păr. Aceste dendrite neuronale aparțin neuronilor nervului auditiv, care la rândul lor se alătură nervului vestibular pentru a forma nervul vestibular-cohlear, sau numărul VIII cranian. Proiecțiile eferente din creier conduc la cohlee și par să joace un rol în percepția sunetului, totuși acest lucru nu este încă bine înțeles. Sinapsele eferente conduc, de asemenea, la celulele exterioare ale părului și la dendritele aferente (către creier), sub celulele interioare ale părului.

Structurile auditive au o origine similară cu cele vestibulare care au în schimb funcția de a ține sub control mișcările liniare și de rotație ale capului în raport cu axa corpului.

Sistemul auditiv central

Informațiile sonore recodificate se deplasează de-a lungul nervului vestibulococlear, trecând prin unele stații intermediare, cum ar fi nucleii cohleari, complexele olivare superioare ale trunchiului cerebral și coliculul inferior al creierului mediu , în cadrul căruia sunt supuse unei prelucrări suplimentare. Informațiile ajung în cele din urmă la talamus și de acolo sunt transmise la cortexul cerebral . În creierul uman, cortexul auditiv primar este situat în lobul temporal . Structurile anatomice asociate includ:

Nucleii cohleari

Nucleul cohlear este prima stație de procesare neuronală a datelor codificate și convertite de urechea internă (aici începe așa-numita fuziune binaurală, adică capacitatea creierului de a fuziona două semnale similare care ajung la cele două urechi simultan într-un semnal unic). La mamifere, această regiune este împărțită anatomic și fiziologic în două zone distincte: nucleul cohlear dorsal (DCN) și nucleul cohlear ventral (VCN).

Corp trapezoidal

Corpul trapezoidal este un pachet de fibre care decusează ventral în pons și care transportă informațiile utilizate pentru calculele binaurale în trunchiul cerebral.

Complex de măsline superior

Complexul superior de măsline este situat în punte și primește proiecții predominant din nucleul cohlear ventral. Cu toate acestea, nucleul cohlear dorsal se proiectează și către această stație, prin stria acustică ventrală. În cadrul complexului superior de măsline se află măslinul superior lateral (LSO) și măslinul superior medial (MSO, alungit). La majoritatea mamiferelor, măslinul superior lateral are o formă S: aceasta nu se găsește la om. [4] Prima structură este importantă pentru detectarea diferențelor de nivel interaural, în timp ce a doua este importantă pentru a distinge diferențele temporale interaurale. [5]

Lemnisc lateral în roșu, și conexiunile sale cu nucleul cohlear, nucleul măslinei superioare și coliculul inferior, văzut din spate.

Lemnisc lateral

Lemniscul lateral este un tract de axoni localizați în trunchiul cerebral. Această stație nervoasă transportă informații sonore de la nucleul cohlear către diferiți nuclei ai trunchiului creierului și în cele din urmă către coliculul contralateral inferior al creierului mediu. [6]

Coliculus inferior

Coliculul inferior (CI) este situat chiar sub centrele de procesare vizuale, adică coliculul superior. Nucleul central al coliculului inferior este aproape un releu obligatoriu în sistemul auditiv ascendent. Această structură acționează cel mai probabil pentru a integra informații (în special cele referitoare la localizarea sursei sonore și provenind din complexul superior de măsline și din nucleul cohlear dorsal) [7] [8] înainte de a le trimite în talamus și cortex. [9]

Nucleul geniculat medial

Nucleul geniculat medial face parte din sistemul de releu talamic. De aici provin radiațiile acustice (fibrele talamo-corticale) care traversează partea posterioară a capsulei interne și ajung în girusul temporal superior în zona acustică primară, așa-numitele zone Brodmann 41 și 42 .. [10]

Cortexul auditiv primar

Cortexul auditiv primar este prima regiune a cortexului cerebral care primește informații auditive. Percepția sunetului este asociată cu girusul temporal superior superior stâng (STG). Girusul temporal superior conține mai multe structuri importante ale creierului, inclusiv zonele 41 și 42 ale lui Brodmann, care marchează localizarea cortexului auditiv primar, regiunea corticală responsabilă de senzația caracteristică și fundamentală a sunetului, precum ritmul și înălțimea. Studiile efectuate pe primate au arătat că cortexul auditiv primar poate fi probabil subdivizat în subregiuni diferențiale funcțional. [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] Neuronii cortexului auditiv primar pot fi considerați ca structuri care acoperă o gamă largă de frecvențe auditive și pot avea răspunsuri selective cu componente armonice. [19] Neuronii care integrează informațiile provenite de la cele două urechi, pe de altă parte, au câmpuri receptive care acoperă o anumită regiune a spațiului auditiv. Cortexul auditiv primar este înconjurat și strâns interconectat cu cortexul auditiv secundar. Aceste zone secundare se interconectează cu alte zone de procesare situate în girusul temporal superior, malul dorsal al sulului temporal superior și lobul frontal . La om, conexiunile acestor regiuni cu girul temporal mediu sunt probabil importante pentru percepția limbajului vorbit. Sistemul frontotemporal, bazat pe percepția auditivă, ne permite să distingem unele sunete particulare, cum ar fi vocile, muzica sau zgomotul.

Patologii

Printre patologiile care pot afecta sistemul auditiv [20] , există [21] [22] :

Notă

  1. ^ CERUME CAP; DERMATITA CONDUITEI DE AUDIENȚĂ; OTITA HEMORRAGICĂ; MYCOSIS , pe otorinolaringoiatria.org . Adus la 25 decembrie 2016 (arhivat dinoriginal la 17 ianuarie 2017) .
  2. ^ Lelli A, Kazmierczak P, Kawashima Y, Müller U, Holt JR,Dezvoltarea și regenerarea transducției senzoriale în celulele părului auditiv necesită interacțiune funcțională între cadherin-23 și protocadherin-15 , în J. Neurosci. , vol. 30, n. 34, august 2010, pp. 11259–69, DOI : 10.1523 / JNEUROSCI . 1949-10.2010 , PMC 2949085 , PMID 20739546 .
  3. ^ Peng AW, Salles FT, Pan B, Ricci AJ,Integrarea mecanismelor biofizice și moleculare ale mecanotransducției celulelor părului auditiv , în Nat Commun , vol. 2, 2011, p. 523, DOI : 10.1038 / ncomms1533 , PMC 3418221 , PMID 22045002 .
  4. ^ Rudolf Nieuwenhuys, Jan Voogd, Christiaan van Huijzen, The Human Central Nervous System , ediția a patra, Dr. Verlag Steinkipff Dietrich, 2008, ISBN 3-540-34684-8 .
  5. ^ Moore JK, <403 :: AID-JEMT8> 3.0.CO; 2-Q Organizarea complexului olivar superior uman , în Microsc. Rez. Tehn. , vol. 51, nr. 4, noiembrie 2000, pp. 403-12, DOI : 10.1002 / 1097-0029 (20001115) 51: 4 <403 :: AID-JEMT8> 3.0.CO; 2-Q , PMID 11071722 .
  6. ^ Pollak GD,Circuite pentru procesarea diferențelor dinamice de intensitate a numărului întreg în coliculul inferior , în Hear. Rez. , Vol. 288, nr. 1-2, iunie 2012, pp. 47–57, DOI : 10.1016 / j.heares.2012.01.011 , PMC 3646128 , PMID 22343068 .
  7. ^ Oliver DL, <355 :: AID-JEMT5> 3.0.CO; 2-J proiecții eferente ascendente ale complexului olivar superior , în Microsc. Rez. Tehn. , vol. 51, nr. 4, noiembrie 2000, pp. 355–63, DOI : 10.1002 / 1097-0029 (20001115) 51: 4 <355 :: AID-JEMT5> 3.0.CO; 2-J , PMID 11071719 .
  8. ^ Thompson AM, Schofield BR, <330 :: AID-JEMT4> 3.0.CO; 2-X Proiecții aferente ale complexului olivar superior , în Microsc. Rez. Tehn. , vol. 51, nr. 4, noiembrie 2000, pp. 330–54, DOI : 10.1002 / 1097-0029 (20001115) 51: 4 <330 :: AID-JEMT4> 3.0.CO; 2-X , PMID 11071718 .
  9. ^ Demanez JP, Demanez L, Anatomofiziologia sistemului nervos auditiv central: concepte de bază , în Acta Otorhinolaryngol Belg , vol. 57, nr. 4, 2003, pp. 227–36, PMID 14714940 .
  10. ^ Alfredo Berardelli, Giorgio Cruccu, The neurology of Sapienza , Prima ediție, Aesculapius, 2012, p. 604, ISBN 88-7488-531-8 .
  11. ^ Pandya DN, Anatomia cortexului auditiv , în Rev. Neurol. (Paris) , vol. 151, nr. 8-9, august-septembrie 1995, pp. 486–94, PMID 8578069 .
  12. ^ Hackett TA, Stepniewska I, Kaas JH, conexiuni talamocorticale ale cortexului auditiv parabelt la maimuțele macace , în J. Comp. Neurol. , vol. 400, n. 2, oct 1998, pp. 271–86, PMID 9766404 .
  13. ^ Kaas JH, Hackett TA, Subdiviziuni ale cortexului auditiv și niveluri de procesare la primate , în Audiol. Neurootol. , vol. 3, nr. 2-3, mar-iun 1998, pp. 73-85 , PMID 9575378 .
  14. ^ Kaas JH, Hackett TA, Subdiviziuni ale cortexului auditiv și procesarea fluxurilor în primate , în Proc. Natl. Acad. Sci. SUA , vol. 97, nr. 22, octombrie 2000, pp. 11793–9, DOI : 10.1073 / pnas.97.22.11793 , PMC 34351 , PMID 11050211 .
  15. ^ Tian B, Reser D, Durham A, Kustov A, Rauschecker JP, Specializare funcțională în cortexul auditiv al maimuței rhesus , în Știința , vol. 292, nr. 5515, apr 2001, pp. 290-3, DOI : 10.1126 / science.1058911 , PMID 11303104 .
  16. ^ Hackett TA, Preuss TM, Kaas JH, Identificarea arhitectonică a regiunii de bază în cortexul auditiv al macacilor, cimpanzeilor și oamenilor , în J. Comp. Neurol. , vol. 441, nr. 3, Dec 2001, pp. 197–222, PMID 11745645 .
  17. ^ Scott SK, Johnsrude IS, Organizarea neuroanatomică și funcțională a percepției vorbirii , în Trends Neurosci. , vol. 26, n. 2, februarie 2003, pp. 100–7, DOI : 10.1016 / S0166-2236 (02) 00037-1 , PMID 12536133 .
  18. ^ Kaas JH, Hackett TA, Tramo MJ, Prelucrarea auditivă în cortexul cerebral primat , în Curr. Opin. Neurobiol. , vol. 9, nr. 2, apr 1999, pp. 164–70 , PMID 10322185 .
  19. ^ Wang X, Organizarea armonică a cortexului auditiv , în Front Syst Neurosci , vol. 7 decembrie 2013, p. 114, DOI : 10.3389 / fnsys.2013.00114 , PMC 3865599 , PMID 24381544 .
  20. ^ Ce probleme implică principalele boli ale urechii , în La Repubblica , 10 martie 2015, p. 10.
  21. ^ Principalele tulburări ale sistemului auditiv , în La Repubblica , 23 februarie 2015, p. 9.
  22. ^ Bolile urechii: cunoașterea și tratarea acestora , în La Repubblica , 5 martie 2014, p. 8.

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității LCCN (EN) sh85009495 · GND (DE) 4279655-6
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_uditivo&oldid=120277998 ”