Anatomia do ouvido humano


Um dos maiores experts do mundo explica como é o nosso processo de audição

Por ALEXANDRE ALGRANTI 

Nesse post, convidamos Matthias Scholz, PhD, da Brüel & Kjær – empresa dinamarquesa líder no segmento de medição de vibração e fabricante do dummy head LARS – para tratar da anatomia do ouvido. O ouvido humano é um sistema complexo composto de três partes distintas, cada uma com um papel específico no processo de captar e analisar o som.

O ouvido externo capta o som, o ouvido interno transfere estas vibrações em sinais neurológicos que podem ser processados pelo cérebro, e o ouvido médio fornece o acoplamento entre os dois. Nesta edição, seguimos o som através do ouvido até a ponta das células ciliares, onde as vibrações se tornam sinais neurológicos. O que acontece depois é assunto para um capítulo futuro. 

O ouvido externo 

         Consiste da pina e do canal auditivo. Como já tratado no artigo ´Listening in 3D’ (Revista Waves, Outubro de 2017), a pina tem papel importante na localização auditiva da fonte. Além disso, seu formato parecido como o de uma corneta provê uma transição suave do espaço “infinito” ao redor da cabeça, afunilando o som no canal auditivo estreito. O canal então guia o som em direção ao tímpano, uma fina membrana que separa o ouvido externo do ouvido médio. 

O ouvido médio

         É uma cavidade pequena, cheia de ar, entre o ouvido externo e o ouvido interno. Sua função é dupla. Primeiro, contém um mecanismo composto de três ossos, denominados ossículos do ouvido, que conectam o tímpano ao ouvido interno. Este mecanismo se faz necessário dado que o ouvido interno é preenchido por um fluído, o que torna a excitação direta pelo tímpano um processo ineficiente.

Segundo, o ouvido médio é necessário para igualar a pressão através do tímpano. Um tímpano sadio é completamente hermético, impedindo o fluxo de ar do ouvido externo para dentro do ouvido médio. A pressão entre as duas cavidades movimenta a membrana para dentro e para fora, exatamente o que é necessário para captar as flutuações rápidas de pressão do som.

Porém, um problema pode surgir quando a pressão atmosférica no ouvido externo difere da pressão interna do ouvido médio. Este mecanismo não está evidente no dia a dia, porém é facilmente experimentado durante a decolagem ou aterissagem de um avião, onde a pressão ambiente muda significativamente devido à mudança na altitude.

A pressão no ouvido externo segue a pressão ambiente do avião, enquanto a pressão na parte interna do tímpano permanece inalterada. A diferença constante de pressão aplica uma pré-tensão na membrana, deslocando-a para dentro ou para fora, resultando em uma sensação desagradável e uma percepção opaca do som.

Ao engolirmos, a trompa de Eustáquio se abre por um instante e causa a pressão estática na parte interna do tímpano a se igualar a pressão do ouvido externo, reajustando o tímpano na sua posição neutra. O tímpano então tem a sua sensibilidade normal reestabelecida e o som soa com claridade outra vez.

 

O ouvido interno 

         É o elemento mais complexo nesta cadeia. É uma cavidade preenchida com um fluído e consiste em duas partes: o labirinto vestibular, que funciona como parte do mecanismo de equilíbrio do corpo, e a cóclea, que contém a membrana basilar e o órgão de Corti, um elemento sensorial que converte o som em impulsos nervosos para que o cérebro possa processar a informação.

O som afunilado pelo canal auditivo coloca o tímpano em movimento. Os ossículos no ouvido médio captam essas oscilações e as transferem para o fluído através da janela oval, uma de duas superfícies entre a cóclea e o ouvido médio. Excitar essa membrana gera ondas no ouvido interno cheio de fluído, que se deslocam ao longo da membrana basilar, assim colocando-a e o órgão de Corti em movimento.

Esse órgão possui milhares de pequenas células ciliares que estão conectadas ao nervo acústico. O padrão de oscilação da membrana basilar é bastante complexo, com áreas diferentes sendo estimuladas mais ou menos por diferentes frequências. Para cada uma dessas áreas, um grupo diferente de células ciliadas é ativado e envia impulsos através dos nervos para o cérebro. Então, o órgão de Corti divide o som em seus componentes espectrais, de forma similar que uma gota d´água separa a luz do sol em cores individuais.

Bom, pelo menos essa é a versão curta. A versão longa é bem mais complexa, mas também excitante, explicando muito dos fenômenos em nossa perepção do som. Isso merece um capítulo separado, então fique ligado.

Ossículos – Em seu estado normal, causam um efeito de amplificação para excitar o fluído do ouvido interno de maneira eficiente. Porém, os músculos no ouvido médio podem alterar esse efeito de modo a atenuar as oscilações, fornecendo um mecanismo de proteção no caso de pressão sonora excessiva. Esse ajuste, porém, não tem velocidade para proteger contra eventos impulsivos tais como explosões.

Dimensões do ouvido externo e amplificação – O ouvido externo é especialmente sensível às frequências entre 1 e 5 kHz. Não coincidentemente, essa faixa é importante para a comunicação, onde 3 kHz é a frequência em torno da qual nossa audição é mais sensível.

Acusticamente falando, o ouvido externo funciona como um tubo ressonador, com a primeira e mais intensa ressonância ao redor de 3 kHz, onde um quarto de comprimento de onda no ar (10 cm / 4 = 2.5 cm) coincide com o comprimento do canal auditivo. De modo contrário, a sensibilidade cai significativamente com as baixas frequências, onde os comprimentos de onda são grandes quando comparados ao comprimento do canal auditivo. 

Cóclea e membrana basilar  Mesmo quando excitada por um tom puro, a membrana basilar inteira é posta em movimento. Porém, a área associada com a frequência do tom puro irá reagir mais fortemente, isto é, as oscilações laterais são acentuadas em torno desta região.

Este artigo foi publicado originalmente na revista Waves, que é publicada pela Brüel & Kjær, em  https://bksv.com/en/about/waves.

 

*Alexandre Algranti é o Chief Headphone Officer do site fonesdeouvido.com.br. Leitores deste blog tem 10% de desconto em qualquer compra no site com o código HT2018.

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