Dipartimento di Neurologia e Otorinolaringoiatria Università di Roma “La Sapienza”

Dott. Giuseppe Attanasio, MD, PhD

www.otoiatria.it

Differenza tra la pressione sonora misurata vicino alla membrana timpanica e quella misurata in campo libero

(guadagno massimo tra 2 e 5 kHz, picco a 3-4 kHz)

DANNO DA TRAUMA

ACUSTICO A 4 KHz

Direzionalità del suono (binauralità)

Rinforzo dell’energia meccanica

1. MARTELLO

2. INCUDINE

3. STAFFA E F.O.

4. MEMBRANA TIMPANICA

5. FINESTRA ROTONDA

6. TUBA DI EUSTACHIO

a b

MUSCOLI (a, b)

Incudine (corpo)

Muscolo stapediale e processo piramidale

Staffa

Processo lungo del martello (manico)

Testa del martello

Membrana timpanica

Corda timpani

Nervo facciale

CSL

Tuba di Eustachio

MUSCOLI DELL’ORECCHIO MEDIO

• M. TENSORE DEL TIMPANO

• M. STAPEDIO

• Protezione della coclea da suoni a bassa frequenza (<2 kHz) di intensità superiore a 90 dB

• Rigidità alla catena ossiculare• Riduzione dei rumori

fisiologici (masticazione, fonazione)

• Miglioramento del rapporto segnale-rumore

• Aumento del range dinamico

Incudine

Muscolo stapediale e processo piramidale

Staffa

Muscolo tensore del timpano e processo cocleariforme

Collo del martello

Membrana timpanica

Corda timpani

Nervo facciale

CSL

FATTORI CHE DETERMINANO IL

GUADAGNO PRESSORIO DI 25-30 dB

1. La superficie vibratoria della M.T. è 20 volte superiore di quella della staffa.

2. Il processo lungo dell’incudine è più corto (1,3 volte) della testa e del manico del martello

3. Forma della membrana timpanica

MEMBRANA TIMPANICA

STAFFA

INCUDINEMARTELLO

LA COCLEA

Staffa Fines. ovale

Finestra rotonda

Elicotrema

L’organo di Corti

L’organo di Corti SCALA VEST.

SC. TIMP

CANALE COCLEARE

Microscopia ottica ed elettronica a scansione

1. Attacco della M. di Reissner

2. Cellule marginali

3. Cellule basali

4. Capillari sanguigni

STRIA VASCULARIS

MEMBRANA DI REISSNER

LE STEREOCILIA

Cross-links e top-links

LE CELLULE CILIATE

CELLULE CILIATE INTERNE CELLULE CILIATE ESTERNE NUMERO 3.500 12.000 FORMA Fiasco Cilindrica STEREOCIGLIA:

Numero di ciglia Poche Molte Disposizione 3-4 file, leggermente curvate 6-7 file, a forma di V o W

Attacco alla M. Tectoria Nessuno o labile La ciglia più lunga fortemente adesa

ULTRASTRUTTURA: Posizione del nucleo Centrale Basale

Organelli citoplasmatici Disseminati Adiacenti alla membrana cellulare CELLULE DI SOSTEGNO Completamente circondate Alla superficie ed alla base INNERVAZ. AFFERENTE:

Terminazioni Tipo I Tipo II Numero di assoni 27.000 2.100

Cellule ciliate/assoni 1,8/1 5,7/1 INNERVAZ. EFFERENTE:

Origine Complesso olivare superiore laterale Complesso olivare superiore mediale Terminazioni post-sinaptiche Dendriti afferenti Base delle cellule

Staffa Fines. ovale

Finestra rotonda

S.T.

S.V.

Vibrazione della membrana basilare

Ampiezza di vibrazione in risposta a 4 differenti frequenze di stimoli in rapporto alla distanza dalla staffa

Il picco di massima ampiezza di depiazzamento varia in funzione della frequenza dello stimolo

L’onda sonora muove la membrana basilare su e giù.

Le stereocilia delle OHCs in contatto con la membrana tectoria vengono spostate verso la stria , si aprono i canali ionici del K+ e le cellule si depolarizzano contrazione

La contrazione delle OHCs amplifica il movimento dell’Organo di Corti e permette l’ancoraggio delle stereocilia delle IHCs alla membrana tectoria

Il depiazzamento delle stereocilia delle IHCs le depolarizza e attiva il messaggio elettrico che viene inviato alla fibre nervosa afferente (tipo I)

LA TRASDUZIONE DEL SEGNALE SONORO

DISTRIBUZIONE DELL’ACTINA NELL’ORGANO DI CORTI

DISTRIBUZIONE DELLA FODRINA NELL’ORGANO DI CORTI

+

-

INNERVAZIONE DELL’ORGANO DI CORTI

FASCIO AFFERENTE

FASCIO EFFERENTE

Fascio OC mediale Fascio OC laterale

Large, radial distribution and

synapse predominantly

with the receptors cells

Spiral distribution and synapse exclusively

with dendrites

Fascio medialeFascio laterale

AZIONI DEL SISTEMA EFFERENTE OLIVO-COCLEARE

• Soppressione delle risposte del nervo acustico(Guinan & Gifford, 1988; Liberman, 1989)

• Protezione da trauma acustico(Rajan et al., 1988; Attanasio et al., 1999)

• Effetto anti-mascheramento(Nieder & Nieder, 1970; Kawase, 1993)

Circa 30.000 fibre

95% alle cellule ciliate interne (IHC)

5% alle cellule ciliate esterne (OHC)

GANGLIO SPIRALE

(Corpi cellulari del nervo acustico)

60 dB

ECoG

OHC

OHC + IHC

Potenz. Rif. : 0

+80

CM

PA

-80

SP

ECoG

FISIOLOGIA DEL NERVO ACUSTICO

Le CURVE DI SINTONIA (Tuning Curves) sono la misura più diretta della funzione di ogni singola fibra

La punta della curva corrisponde alla frequenza caratteristica della fibra nervosa

BASSE FREQUENZE (<3 kHz) ALTE FREQUENZE (>3 kHz)

NERVO UDITIVO

ISTOGRAMMI PST NUCLEO COCLEARE

Random, all’onset dello stimolo (simile alle scariche del nervo alle alte frequenze)

Random, dopo una pausa successiva ad un ripido evento all’onset

Gruppo di risposte non correlate alla frequenza

Una sola scarica

PRIMARY-LIKE

PAUSERS

CHOPPERS

ON-RESPONDERS

ISTOGRAMMI PST CORPO TRAPEZOIDE

BASSE FREQUENZE (<3 kHz) ALTE FREQUENZE (>3 kHz)

Primary Auditory Pathway Non-primary pathways

1. Solco laterale

2. Area temporale

3. Area uditiva primaria

I: nervo acustico (1,6ms)

III: compl. Oliv. Sup.(3,8)

II: nucleo cocleare (2,8)

IV: lemnisco laterale (5,7)

V: collicolo inferiore (5,7)

A.B.R.Circonvoluzioni trasversali di Heshl (area 41 di Brodmann)

Aree 22 e 52