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Il mondo dei suoni: l’orecchio Lezioni d'Autore Il sistema nervoso e la percezione (parte II)
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Il mondo dei suoni: l’orecchio
Lezioni d'Autore
Il sistema nervoso e la percezione (parte II)
Anatomia dell'orecchio (I)
Video: La sua rappresentazione e l'anatomia
Anatomia dell'orecchio (II) L’orecchio è l’organo deputato alla funzione uditiva e a quella dell’equilibrio. E’ divisibile in : orecchio esterno, orecchio medio, orecchio interno (parte A della figura sotto) ma vanno anche considerate le vie nervose vestibolari e acustiche (parte B).
La funzione dell’orecchio (I)
L'orecchio assolve a due distinte funzioni: è in grado sia di trasformare l'energia delle onde sonore in impulsi elettrici, destinati a specifici centri nervosi per la percezione e l'interpretazione dei suoni (funzione uditiva), sia di rilevare le variazioni di posizione e di movimento del capo nello spazio e, quindi, di regolare la posizione corporea. Il cervello infatti utilizza le informazioni ricevute per elaborare e trasmettere ai muscoli scheletrici i comandi che permettono al nostro corpo di mantenersi in equilibrio sia da fermi che in movimento (funzione dell'equilibrio).
La funzione dell’orecchio (II)
La funzione uditiva avviene grazie al contributo di tutte e tre le parti dell’orecchio: orecchio esterno, medio e interno.
Il padiglione e il condotto uditivo raccolgono e convogliano le onde sonore verso il timpano, una membrana vibrante che separa l'orecchio esterno da quello medio e che mette in movimento i tre ossicini (i più piccoli dello scheletro) che si trovano nell'orecchio medio: il martello, l'incudine e la staffa. Il timpano è formato da tre sottili strati cellulari: quello esterno è epitelio, l’intermedio è costituito di fibre collagene e l’interno di mucosa.
http://212.31.249.105/Portale/resources/multimedia/Lezioni_di_Scienze/sisteminervosi2/orecchio_3.jpg
La funzione dell’orecchio (III)
L'orecchio interno, parte essenziale dell'udito, è situato nella rocca petrosa dell'osso temporale. è formato da alcune cavità che formano il labirinto osseo le cui pareti sono tappezzate da membrane che costituiscono il labirinto membranoso. L'interno del labirinto è pieno di un liquido chiamato endolinfa; tra i due labirinti si trova la perilinfa. L'orecchio interno,quindi, è formato da: labirinto osseo, labirinto membranoso, endolinfa e perilinfa, terminazioni nervose, vasi sanguigni.
http://212.31.249.105/Portale/resources/multimedia/Lezioni_di_Scienze/sisteminervosi2/orecchio_5.jpg
Perché sentiamo (II)
In tutti i Vertebrati è presente un organo di senso statico che, dai Tetrapodi in poi, si associa ad uno acustico. È solo nei Mammiferi che compaiono tutte e tre le parti dell’orecchio (esterno, medio, interno).
L’udito è associato alla possibilità dell’animale di emettere suoni, esiste perciò un profondo collegamento tra l’organo della fonazione e quello acustico.
Perché sentiamo (III)
L’orecchio umano percepisce vibrazioni sonore oscillanti tra i 16 e i 20.000 Hz.
I suoni sono convogliati dal padiglione auricolare, aiutato dalle sue sporgenze e rientranze (elice, antielice, trago, antitrago…), verso il condotto uditivo e la membrana del timpano.
Questa si mette a vibrare in sintonia trasmettendo il movimento alla catena degli ossicini.
Perché sentiamo (IV)
La staffa, suo segmento terminale, attraverso la finestra ovale trasmette alla perilinfa le vibrazioni, ma, per le sue diverse caratteristiche geometriche, le modifica, riducendone l'ampiezza e aumentandone l'intensità. Le onde di pressione si propagano lungo la rampa vestibolare in direzione dell’apice, per ridiscendere, attraverso l’elicotrema, nella rampa timpanica e investono anche le pareti membranose del dotto cocleare trasmettendosi all’endolinfa.
Perché sentiamo (V)
Le onde che si vengono a determinare nei liquidi dell'orecchio interno stimolano l'organo di senso uditivo vero e proprio cioè l'organo del Corti.
Si crea infatti un’onda viaggiante che si propaga e che raggiunge le cellule ciliate dell’organo del Corti.
È qui che mediante variazioni di potenziali di membrana si crea un flusso elettrico capace di liberare i mediatori sinaptici verso le terminazioni del nervo acustico.
Perché sentiamo (VI)
La successiva fase della percezione uditiva è di codificazione dell'impulso, diversa a seconda della frequenza del segnale in entrata.
A tal fine il primo neurone ha a disposizione tre meccanismi per regolare il segnale:
a) fibre nervose che presentano una propria specificità di frequenza;
b) possibilità di variare la cadenza dell'impulso neurale;
c) attivazione in parallelo di più fibre nervose.
Perché sentiamo (VII)
Infine il messaggio nervoso parte e raggiunge i centri del lobo temporale preposti alla 'lettura' e interpretazione dello stimolo. E' lì che il segnale verrà sentito come musica, voce, rumore, frastuono... liberando quell'insieme di emozioni e sentimenti che ogni percezione crea in noi. E' nella cosiddetta 'area 21 di Brodmann', parte della corteccia temporale del cervello umano, dove sembra accertato che avvenga la decodificazione dei messaggi uditivi e del linguaggio. Nella maggior parte degli individui la funzione del linguaggio risiede nel lobo sinistro.
Perché sentiamo (VIII)
Le onde sono percepite e interpretate dal cervello umano come suoni o come rumori.
Quando un mezzo come l’aria o l’acqua vibra, in esso si producono delle onde sinusoidali che viaggiano con una certa velocità (v = s/t), raggiungono l’orecchio e vengono percepiti come suoni se hanno un carattere periodico compreso, come detto, tra i 16 e i 20.000 Hz.
Il suono ha una frequenza ν, misurata in hertz (Hz), dove 1 Hz equivale a 1 vibrazione/secondo. Quelle vibrazioni che mancano di carattere periodico sono avvertite come rumori.
La funzione dell’equilibrio (I)
La seconda funzione dell'orecchio -quella dell'equilibrio- è assicurata dall'apparato vestibolare.
Situato nell'orecchio interno, esso è in connessione con numerosi centri nervosi motori il cui compito è di controllare i muscoli che, in via riflessa, garantiscono il mantenimento dell'equilibrio e la posizione eretta.
La funzione dell’equilibrio (II)
L'organo dell'equilibrio è formato dai tre canali semicircolari, disposti perpendicolarmente tra loro a cui si aggiungono le cavità dell’utricolo e del sacculo. Tutte queste cavità ossee sono rivestite da membrane tappezzate da cellule ciliate e contenenti endolinfa. I tre canali sono in comunicazione tra loro e ciascuno presenta un’estremità dilatata a formare un’ampolla, all’interno della quale si trovano cellule ciliate immerse nell’endolinfa e in una struttura gelatinosa detta cupola. Occorre inoltre ricordare gli otoliti, minuscoli granuli di calcare coperti di sostanza gelatinosa, contenuti nell’endolinfa.
La funzione dell’equilibrio (III)
A seconda del movimento del capo, l'apparato vestibolare risponde in modo diverso.
A causa della loro forma circolare, i canali sono attivati solo dai movimenti di rotazione del cranio (v. parte B della figura) .
L’utricolo e il sacculo, informano invece il sistema nervoso sui movimenti lineari del capo e sulla sua posizione rispetto alla forza di gravità (v. parte A della figura)
La funzione dell’equilibrio (IV)
A seconda del movimento del capo, l'apparato vestibolare risponde in modo diverso.
A causa della loro forma circolare, i canali sono attivati solo dai movimenti di rotazione del cranio (v. parte B della figura) .
L’utricolo e il sacculo, informano invece il sistema nervoso sui movimenti lineari del capo e sulla sua posizione rispetto alla forza di gravità. (v. parte A della figura)
La funzione dell’equilibrio (V)
Tutti questi organi utilizzano un sistema basato sull'endolinfa e su cellule nervose sensitive, dotate di ciglia immerse in strutture simili a cupole ampollari stimolate dagli otoliti. Dal labirinto infine partono informazioni verso il sistema nervoso sulle caratteristiche di accelerazione e velocità del capo nello spazio.
Poiché la nostra postura è eretta e poggia su una base relativamente ristretta (i piedi) e il capo è una struttura pesante posta a un'estremità di un sistema di leve, le informazioni circa il suo spostamento nello spazio sono essenziali nel mantenimento dell'equilibrio.
La funzione dell’equilibrio (VI)
L'area cerebrale preposta alla decodifica delle vie vestibolari è il lobo dell’insula, tra il lobo temporale e il lobo frontale, all’interno della scissura di Silvio.
Da lì alcune fibre arrivano ai nuclei del bulbo cerebrale e poi al cervelletto dove vengono elaborate le risposte motorie per il controllo automatico dei muscoli scheletrici preposti all’equilibrio.
Video: Il senso dell'equilibrio
La funzione dell’equilibrio (VII)
Altri video
Video n.1 L'orecchio e il cervello. Documentario Raiscuola
Video n.2 L'orecchio: il labirinto. Documentario Raiscuola
