Biofisica da audição

Biofisica da audição

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INTRODUÇÃO:

O ouvido humano é um órgão que converte um estimulo mecânico, produzido em meios externo, em estímulos nervosos.

Os órgãos dos sentidos são responsáveis por captar e transmitir as informações externas para o cérebro. Os receptores e as vias nervosas permitem a detecção dos sinais sonoros pela audição.

Parte das informações recebidas pelo ser humano pode ser representada por um movimento ondulatório.

Alem dessas informações, os sensores situados nos canais semicirculares do ouvido interno ajudam na manutenção da postura e participam na definição do equilíbrio do corpo e percepção de movimentos a audição permite ainda, a transmissão de mensagens emocionais.

BIOFISICA DA AUDIÇÃO

1 - FÍSICA DO SOM

O som pode ser representado por um movimento ondulatório, com pulso longitudinal e é a transmissão de uma perturbação material, pode ser visto levando em consideração dois aspectos:

  1. Perturbação material, deslocamento de energia: Se temos um tubo com ar onde se aplica um sinal sonoro em uma das extremidades, na propagação aparecem zonas de compressão e rarefação do ar.

  1. Representação com movimentos de ondas: O lançamento de uma pedra no centro de um tanque com água, aparecem dois movimentos ondulatórios.

    1. COMPRIMENTO DE ONDA

É a distância percorrida num ciclo completo, é representado por lambda. O comprimento de onda varia conforme o meio de propagação, fonte emissora.

    1. VELOCIDADE

É o espaço percorrido pela onda. Equivale a dividir o comprimento da onda pelo período. A velocidade depende do meio da propagação.

1.3- FREQUENCIA

É o numero de vezes que o fenômeno se repete em intervalo de tempo, medido em ciclos por segundo.

1.4 - ACÚSTICA

O som físico percebido pelo ouvido pode ser definido por três características: intensidade, altura e timbre.

1.5 - INTENSIDADE

É o nível de energia sonora e no movimento ondulatório e é medido pela amplitude. A amplitude vai desde sons pouco audíveis, como o falar cochichando, até o barulho de avião.

1.6 - ALTURA

Corresponde ao nível de freqüência do som emitido. Os sons de maior freqüência são os mais altos e os de menor freqüência os mais baixos ou mais graves.

1.7 - TIMBRE

Também se denomina qualidade, corresponde ao somatório de freqüências harmônicas. As freqüências harmônicas são múltiplos inteiros de uma freqüência fundamental, que é a mais longa. Os sons fundamentais complementam os sons harmônicos, dependendo do numero e intensidade dos harmônicos, o som tem um timbre, ou qualidade, que pode ser característico.

2 - PROPAGAÇÃO DO SOM

O som se propaga em função das propriedades do meio transmissor. De um modo aproximado, a velocidade é diretamente proporcional à temperatura, e inversamente proporcional ao módulo de elasticidade do meio.

Os tecidos biológicos conferem ao som características semelhantes à da água, ou seja, movimentos ondulatórios. O som apresenta todas as propriedades comuns aos movimentos ondulatórios, entre as quais apresentam interesse biológico:

2.1 - REFLEXÃO DO SOM

Quando o trem de ondas encontra uma superfície que se opõe à propagação, ele muda de direção, com ângulo de incidência igual ao da reflexão. As conchas acústicas refletem o som a partir de um foco sonoro, reforçando a intensidade em determinada direção. A reflexão do som também é o principio do sonar e da exploração biológica através do ultra-som.

2.2 - DIFRAÇÃO

É o contornamento de obstáculos pela onda.

2.3 - INTERFERÊNCIA

È o aumento ou diminuição da intensidade do som, devido ao somatório dos pulsos de onda: superposição de duas cristas, há reforço; crista e vale, abafamento. A interferência é responsável pela perda da discriminação de sons e ruídos é notada especialmente no momento do seu desaparecimento.

2.4- EFEITO DOPLER

É a mudança aparente de freqüência, quando existe movimento relativo entre o emissor e o receptor. O efeito Dopler é observado cotidianamente em buzina de veículos, sirenes de ambulâncias, apitos, que se aproximam ou se afastam. Esse efeito é usado para determinação de velocidade da circulação sanguinea, usando ondas refletidas pelo sangue que se afasta.

3- QUANTITAÇÃO DO SOM

Unidades práticas são as mais usadas nos estudos de audição sendo elas:

- O decibel: É a intensidade relativa do som, não sendo linear. A escala decibélica de audibilidade é interessante. A maioria dos indivíduos normais que escuta o som padrão (1.000 Hz) de 40dB com um ouvido, ouve a mesma intensidade quando usa os dois ouvidos. Do ponto de vista psicofísico, 40dB é o dobro de 33dB.

4- O APARELHO AUDITIVO

Os estímulos sonoros, cuja origem física são as ondas mecânicas, ao chegarem no sistema auditivo terminam agindo sobre células ciliadas e seus nervos terminais, que codificarão o estímulo mecânico em potenciais de ação.

O aparelho auditivo transforma as diferenças de pressão do som em pulso elétrico, que são enviadas ao cérebro, onde causam a sensação psicofísica da audição.

5 – ANÁLISE DA INTENSIDADE DO SOM RECEBIDO

A diferença de intensidade de sons recebidos é percebida da seguinte maneira:

Os deslocamentos da membrana basilar e do órgão de Corti têm amplitude proporcional à intensidade do som.

O som entra como onda hidráulica, pela janela oval. No trajeto, um som fraco desloca menos a membrana basilar, o som forte desloca mais. Quanto maior a intensidade sonora, maior é a amplitude do deslocamento, maior é o pulso elétrico gerado. Esse pulso elétrico tem o mesmo potencial de ação das células que o geram, mas como mais células são acionadas, a corrente é maior no caso de sons mais intensos. Essa maior corrente provoca sensação de som mais intenso no cérebro.

6 – Características da percepção auditiva

As freqüências audíveis estão no intervalo de 20Hz a 20kHz, aproximadamente. A sensibilidade do ouvido varia muito com a freqüência v da onda sonora, criando-se um campo de audibilidade. Quando , em um valor de freqüência audível, fazemos crescer a intensidade física do som, constatamos que:

- a partir de um certo valor da pressão acústica, começamos a perceber som;

- além de um valor bem superior da pressão acústica o som provoca uma sensação penosa e ate mesmo insuportável;

As ondas acústicas podem produzir vários efeitos no organismo, como por exemplo, sensação de mal-estar, vertigem e náuseas. Isso se deve às minúsculas células capilares do ouvido interno que vibram. Essas ondas também podem fazer órgãos internos vibrarem, resultando em dores, espasmos ou até em morte.

7 – ANATOMIA MORFOFUNCIONAL DO APARELHO AUDITIVO

O aparelho auditivo é formado por diversas partes:

  • Ouvido externo;

  • Ouvido médio;

  • Ouvido interno;

Nervo acústico;

  • Centros auditivos cerebrais.

O ouvido externo é constituído pelo pavilhão auricular( orelha) e pelo conduto auditivo externo, o qual liga a orelha no ouvido médio. O conduto auditivo externo é fechado internamente pela membrana timpânica.

Ouvido médio é formado por uma cavidade cheia de ar que esta conectada a rinofaringe, é constituída no tímpano e por três pequenos ossos interconectados: o martelo, a bigorna e o estribo.

O tímpano é uma membrana muito durável e bem esticada que vibra. Quando a onda alcança uma compressão força o tímpano para dentro e a refração a força para fora, logo o tímpano vibra com a mesma freqüência da onda, como ela esta conectada ao martelo, os movimentos do tímpano colocam o martelo, a bigorna e o estribo em movimento com a mesma freqüência da onda.

O estribo é conectado ao ouvido interno, assim as vibrações do estribo são transmitidas ao fluido do ouvido médio e criam uma onda de compressão dentro do fluido. Os três pequenos ossos do ouvido médio agem como ampliadores das vibrações das ondas sonoras.

O ouvido interno também conhecido como cóclea, é formado pelo (labirinto; uma estrutura tubular e preenchida pela endolinfa.Vestíbulo localizada na janela oval e recebe vibrações mecânicas do estribo,essas vibrações são transmitidas á endolinfa; e os canais semicirculares envolvidos com o sentido dos movimentos ) um conjunto de túneis cheios de linfas, encravados no osso temporal. Em forma de espiral esta dividido por três canais: rampa vestibular, rampa média e rampa timpânica. As rampas vestibulares e timpânicas contêm a perlinfa, um líquido com baixa concentração de potássio e alta concentração de sódio.A rampa média contém a endolinfa, um líquido com alta concentração de potássio e baixa concentração de sódio. A separação das rampas média e timpânica é feita pela membrana basilar. Na superfície desta membrana está o órgão de Corti, que contém as células ciliadas. As vibrações dos líquidos dentro da cóclea produz vibrações nas células ciliadas que convertem o som em sinais elétricos.

8- FUNÇÕES DO APARELHO AUDITIVO

As funções do aparelho auditivo estão relacionadas á conversão de ondas sonoras e impulsos elétricos, que são enviadas ao cérebro,onde causam a sensação psicofísica da audição e percepção de movimento e posição de uma pessoa.

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