Extras din curs

SISTEMUL AUDITIV. GENERALITǍŢI

Vibraţiile mecanice ale mediului înconjurător care au frecvenţele cuprinse între 16 - 20.000 Hz produc în analizorul auditiv uman senzaţia de sunet. Sunetele reprezintă mărimi subiective care stau la baza percepţiei auditive. Prin intermediul sistemului auditiv, în particular, şi al celorlalte organe de simţ, în general, omul stabileşte o comunicare cu mediul exterior. De aceea, undele acustice din domeniul de frecvenţă specificat anterior constituie pentru analizorul auditiv semnale acustice. Ele vor fi supuse unui şir de prelucrări informaţionale, în urma căruia vor rezulta senzaţiile auditive de zgomot, muzică sau vorbire articulată. În acest fel, comunicarea pe care omul o stabileşte cu mediul înconjurător cu ajutorul sistemului auditiv poate fi caracterizată drept o comunicare audio-verbală. În cadrul acestei comunicări elementul obiectiv este reprezentat de fenomenul fizic, respectiv unda acustică, iar elementul subiectiv de către senzaţia de sunet. Mărimile fizice, obiective, sunt denumite mărimi ”acustice”, iar cele subiective, legate de percepţia auditivă, sunt denumite mărimi ”sonore”.

Generarea senzaţiei auditive reprezintă etapa finală a lanţului complex de prelucrări şi transformări ale semnalului acustic de la intrarea acestuia în analizorul auditiv şi până la nivelul cortexului, unde ajung impulsurile nervoase rezultate în procesul de traducere a vibraţiilor mecanice în influx nervos. Conform unei împărţiri clasice, analizorul auditiv constă din două sisteme principale:

1) sistemul auditiv periferic

2) sistemul auditiv central

Sistemul auditiv periferic conţine urechea externă şi urechea medie, care sunt adaptate funcţiei de transmitere a semnalului acustic şi urechea internă, care asigură analiza vibraţiilor acustice şi traducerea semnalului acustic în influx nervos. Sistemul auditiv central conţine căile nervoase, care asigură transmiterea influxului nervos, şi ariile auditive, la nivelul cărora este analizată informaţia şi generată senzaţia auditivă. În cele ce urmează se vor discuta numai aspectele biofizice ale funcţionării sistemului auditiv periferic

SISTEMUL AUDITIV PERIFERIC

După cum s-a menţionat anterior, sistemul auditiv periferic asigură trei funcţii principale:

1) transmiterea vibraţiei acustice

2) analiza semnalului acustic

3) traducerea semnalului acustic în influx nervos.

1) Funcţia de transmitere a semnalului acustic se realizează în sistemul auditiv periferic pe două căi: calea aeriană, în care intervin urechea externă şi urechea medie, şi calea osoasă, care are un rol secundar în audiţia naturală, dar care prezintă un mare interes în practica clinică şi audiologică.

2) Funcţia de analiză a semnalului acustic este asigurată de către diferitele compartimente ale urechii interne şi implică mecanisme complexe de tip pasiv şi activ, începând cu o analiză Fourier la nivelul membranei bazilare şi terminând cu amplificarea activă a semnalului la nivelul celulelor ciliate externe ale organului lui Corti.

3) Funcţia de traducere, realizată la nivelul urechii interne, se referă la transformarea energiei mecanice de vibraţie în energia influxului nervos prin intermediul unor procese electrochimice complexe şi este asigurată de celulele ciliate interne din organul lui Corti.

Urechea externă şi funcţiile acesteia

Urechea externă este alcătuită din pavilion şi conductul (meatul) auditiv extern. La capătul intern al conductului auditiv extern se află timpanul care separă urechea externă de urechea medie.

Pavilionul participă la trei funcţii: 1) protecţia urechii; 2) localizarea surselor sonore; 3) amplificarea semnalului sonor.

1) Pavilionul asigură protecţia mecanică a conductului auditiv extern faţă de diferitele agresiuni: şocuri, curenţi de aer, pătrunderea unor corpi străini etc.

2) Funcţia de localizare a surselor sonore se bazează pe diferenţele care există între câmpurile acustice la intrarea în conducturile auditive ale celor două urechi. Pavilionul intervine asupra câmpului acustic la frecvenţe superioare valorii de 2.000 Hz, cărora le corespund lungimi de undă de dimensiuni comparabile cu cele ale curburilor şi denivelărilor sale.

Mecanismele care intervin în localizarea sunetelor implică fenomene de rezonanţă acustică ale diferitelor cavităţi ale pavilionului şi de reflexie a undelor sonore, prin care se introduc defazări şi atenuări diferenţiate ale semnalelor iniţiale. Micile mişcări ale capului favorizează determinarea azimutului şi înălţimii sursei prin modificarea incidenţei undelor acustice la intrarea în conductul auditiv. În audiţia binaurală modificarea incidenţei duce, în plus, la apariţia unor variaţii de intensitate acustică. Conform unui studiu realizat pe un subiect uman a cărui ureche a fost remodelată chirurgical, eroarea de localizare, de 3-40 în cazul unei urechi normale, a crescut la 200 în urechea remodelată.

3) Funcţia de amplificare îşi are originea în special în efectele de focalizare şi rezonanţă datorate reliefului pavilionului. Pe lângă acestea intervin şi fenomene de absorbţie şi difracţie, care împreună cu focalizarea şi rezonanţa duc la producerea unui câmp acustic eterogen, având o distribuţie de nivele acustice care variază în funcţie de frecvenţa şi de incidenţa undelor. Conca, în special, are (prin concavitatea sa accentuată) un efect de focalizare a razelor sonore, care duce la o creştere a nivelului sonor cu câţiva decibeli. Această creştere este funcţie de frecvenţa şi incidenţa undelor acustice. Amplificarea prin rezonanţă este de fapt rezultatul acţiunii ansamblului pavilion-conduct auditiv extern.

În protezarea auditivă, pentru adaptarea protetică, se utilizează datele experimentale obţinute cu ajutorul unui manechin (KEMAR). Acest manechin este prevăzut cu o ureche artificială, în care se plasează un dispozitiv microfonic cu ajutorul căruia se poate măsura presiunea acustică în cavitatea care simulează conductul auditiv.

Conductul auditiv extern (CAE)

Conductul auditiv extern este un canal de formă aproximativ cilindrică, sinuos, cu o lungime medie de 25 mm şi având un diametru cuprins între 5 şi 10 mm. Împreună cu conca, CAE reprezintă (din punct de vedere acustic) un tub umplut cu aer, care are o extremitate deschisă şi cealaltă închisă prin membrana timpanică (tub închis). El acţionează ca un rezonator Helmholtz amortizat, care îndeplineşte următoarele funcţii: transformă undele acustice sferice în unde plane, constituie sediul unor unde staţionare şi prezintă o rezonanţă specifică. Atât măsurătorile experimentale, cât şi calculul teoretic, au arătat că frecvenţele de rezonanţă ale ansamblului concă – CAE şi ale CAE singur sunt de aproximativ 2.500 Hz, respectiv 3.400 Hz. Aceste valori ale frecvenţelor de rezonanţă corespund valorii frecvenţei fundamentale caracteristice unui tub deschis la un capăt şi închis la celălalt şi poartă numele de rezonanţă ”sfert de undă”.