Sistema Sensorial Biofísica da Audição Biofísica – Vet. 2019 - FCAV/UNESP “Falar pelos cotovelos....” “Ouvir” pelos joelhos... O que vamos estudar? Modelo – ouvido humano / associação a animais Características do som Características do aparelho auditivo Mecanismo da audição SENTIDO DA AUDIÇÃO FINALIDADE – Percepção do som • Detectar predadores, presas e perigo • Comunicação acústica intra e inter específica • Sobrevivência SENTIDO DA AUDIÇÃO Vantagens Desvantagens Propaga-se a longas distâncias Denuncia a localização do emissor Ambientes com pouca ou nenhuma iluminação Intensidade cai com a distância Altamente modulável (frequência, intensidade e duração) Em ambiente ruidoso a eficácia diminui Contorna objetos Vocalização precisa ser mantida para que a informação continue a existir Som ➔ propagação de energia mecânica em meio material, sob forma de movimento ondulatório. As ondas sonoras são produzidas pela deformação de um meio. Para a propagação das ondas sonoras necessitamos de um meio material, líquido, sólido ou gasoso. Propagação: no ar ➔ 340 m/s Temperatura na água ➔ 1460 m/s Pressão em meio sólido ➔ variável Umidade Vácuo - nula Ondas sonoras Fonte sonora Diapasão – som puro Características do som • Comprimento de onda (λ) • Amplitude / intensidade (dB): • Mede a altura dos picos da onda • Indica sons altos e baixos • Frequência / altura (Hz): • Mede nº ciclos por segundo • Indica sons agudos e graves Amplitude Bel (intensidade) Frequência Hz (altura) Timbre “Qualidade” do som Diferenciação dos sons dos instrumentos musicais Ex: nota tocada por um PIANO e por um VIOLINO, (nota com mesma altura e mesma freqüência) Características sonoras muito distintas flauta clarineta oboé saxofone Homem ➔ 20 a 20.000 Hz (1400 frequências) Frequências abaixo de 20 Hz - infra-sônicas. Frequências acima de 20000 Hz - ultra-sônicas Animais ➔ infrasons e ultrasons Faixa de audição de alguns seres vivos Decibel / hertz Ouvido humano • Linha superior: limiar da dor • Linha inferior: limiar da audibilidade Fonte: http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas2/ondas2.html O caminho do som ANATOMIA DO OUVIDO HUMANO ❖ Ouvido externo ❖ Ouvido médio ❖ Ouvido interno Ouvido externo Pavilhão auricular (Orelha) ➔ capta e canaliza as ondas para o meato auditivo e tímpano Meato (canal) auditivo ➔ serve como proteção e como amplificador de pressão Função da orelha Orientação do som Ressonância Para escutar basta uma orelha, mas para localizar a fonte sonora, é necessário o par. Neurônios individuais na área auditiva respondem à estímulos sonoros com localizações distintas no espaço Sons à esquerda ou à direita excitam neurônios em diferentes posições ao longo do córtex auditivo Aves Anfíbios Peixes Répteis Ouvido geralmente pouco desenvolvido ✓ Não apresentam pavilhão auditivo com abertura externa do canal auditivo ✓ Sons são transmitidos por vibrações dos ossos do maxilar e do crânio EM ANFÍBIOS... Machos ➔ membrana timpânica possui tamanho superior ao diâmetro do globo ocular Fêmeas ➔ tamanho corresponde àquele do globo ocular OUVIDO MÉDIO Tímpano Ossículos auditivos Martelo Bigorna Estribo Músculos Tensor do tímpano e Estapédio Trompa de Eustáquio OUVIDO MÉDIO Tímpano Ouvido médio • Ossículos auditivos Martelo Bigorna Estribo Amplificação do som para o ouvido interno Ouvido médio • Músculos Tensor do tímpano Estapédio • Contração reflexa • Proteção contra ruídos altos OUVIDO MÉDIO OUVIDO MÉDIO E INTERNO Tuba auditiva Faringites Otites OUVIDO MÉDIO OUVIDO MÉDIO E INTERNO Trompa de Eustáquio • Equilíbrio da pressão interna e atmosférica Função do ouvido médio ➔ transmissão da vibração da membrana timpânica até a porta de entrada do ouvido interno (janela oval) ➔ transmissão ocorre entre meios com propriedades distintas Meio Aéreo (Ouvido externo) Meio Líquido (Ouvido interno) Assim: Ouvido médio atua como um transformador acústico AÇÃO DE ALAVANCA Vibração do estribo é amplificada por mais de 20 vezes Transmissão mecânica do som – ouvido médio Ouvido interno (dupla função) equilíbrio audição OUVIDO INTERNO CÓCLEA 17 a 26,5 milímetros Em humanos CÓCLEA ESTENDIDA CÓCLEA perilinfa Secção transversal endolinfa CÓCLEA Órgão de Corti O órgão de Corti se estende da base ao ápice da cóclea Órgão de Corti formado por células ciliadas No homem adulto: Quatro fileiras de células ciliadas ❖ 1 interna ❖ 3 externas 4000 células Estereocílios MEMBRANA TECTORIAL TRANSDUÇÃO SENSORIAL CÉLULAS CILIADAS DO ÓRGÃO DE CORTI Potencial Bifásico CÉLULA CILIADA DO ÓRGÃO DE CORTI Resumindo... Sistema Auditivo Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002 Sistema Auditivo Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002. https://www.facebook.com/uzairyousaff/videos/747248268710210/ Diferença entre os sons – percepção da frequência som grave Ápice da cóclea som agudo Base da cóclea Percepção da altura de um som (FREQUÊNCIA) Cada freqüência sonora vibra em uma porção diferente da cóclea: Som Agudo ✓ Sons de alta frequência: células ciliares da BASE da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS AGUDOS ✓ Sons de média frequência: células ciliares da PORÇÃO MÉDIA da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS DE ALTURA INTERMEDIÁRIA Som Grave ✓ Sons de baixa frequência: células ciliares do ÁPICE da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS GRAVES Mapa tonotópico Percepção da intensidade de um som (AMPLITUDE) Grau de intensidade do som estimulação das células ciliares: Som Fraco ✓ Células ciliares são pouco estimuladas Som Forte ✓ Células ciliares são intensamente estimuladas PERDA DE AUDIÇÃO ❖Presbicusia ➔ envelhecimento natural do ouvido ❖Exposição prolongada em níveis superiores a 90 dB Curiosidade: Presbicusia é menos pronunciada em mulheres do que nos homens PERDA DE AUDIÇÃO Surdez mecânica e neurológica Causas Otites: externa, média e interna (ácaros, bactérias, fungos) Obstrução: exsudatos, restos celulares • Cães de pelos longos no meato e orelhas pendulares Surdez congênita hereditária – ligada a genes responsáveis pela pigmentação • Cães e gatos – mais comum • Cães malhados de preto e branco, dourados (pele e pelagem) • Gatos brancos Expressão do gene suprime melanócitos afeta a cóclea, com degeneração e morte das células pilosas Estudo da FM-USP: Metade dos adolescentes entre 11 e 17 anos relataram zumbido; também foi observada redução da tolerância a níveis elevados de som. Zumbido: lesão temporária ou definitiva das células ciliadas ou de suas sinapses com o nervo coclear. http://noticias.uol.com.br/saude/ultimas-noticias/redacao/2016/06/14/curte-musica-atual-geracao-deadolescentes-podera-ter-surdez-precoce.htm Ouvido interno - Equilíbrio • Sistema auditivo → cóclea • Sistema vestibular (equilíbrio) → canais semicirculares, utrículo e sáculo Audição / Órgãos do equilíbrio Em ambos os sistemas: ✓ Células ciliadas detectam movimento Sistema auditivo ✓ ondas sonoras causam movimento do líquido da cóclea Sistema vestibular ✓ deslocamento da cabeça causa movimento do líquido dos órgãos vestibulares Labirinto ou sistema vestibular Sentido do equilíbrio Estímulos – Movimentos de aceleração Movimentos circular e rotatório CÉLULAS CILIADAS Utrículo e o Sáculo Os otólitos são mais densos que os tecidos e quando a cabeça se move ocorre deformação dos cílios na direção do movimento Encéfalo monitora continuamente a posição da cabeça no espaço Canais Semicirculares Rotação da cabeça provoca a movimentação relativa da endolinfa, movimentando a CÚPULA e mudando o Vm das células ciliadas Encéfalo analisa a posição exata da cabeça durante movimentos de rotação
