Biofisica audição

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INTRODUÇÃO:
O ouvido humano é um órgão que converte um estimulo mecânico, produzido em meios externo, em estímulos nervosos.
Os órgãos dos sentidos são responsáveis por captar e transmitir as informações externas para o cérebro. Os receptores e as vias nervosas permitem a detecção dos sinais sonoros pela audição.
Parte das informações recebidas pelo ser humano pode ser representada por um movimento ondulatório.
Além dessas informações, os sensores situados nos canais semicirculares do ouvido interno ajudam na manutenção da postura e participam na definição do equilíbrio do corpo e percepção de movimentos a audição permite ainda, a transmissão de mensagens emocionais.
BIOFISICA DA AUDIÇÃO
1 - FÍSICA DO SOM
O som pode ser representado por um movimento ondulatório, com pulso longitudinal e é a transmissão de uma perturbação material, pode ser visto levando em consideração dois aspectos:
Perturbação material, deslocamento de energia: Se temos um tubo com ar onde se aplica um sinal sonoro em uma das extremidades, na propagação aparecem zonas de compressão e rarefação do ar.
Representação com movimentos de ondas: O lançamento de uma pedra no centro de um tanque com água, aparecem dois movimentos ondulatórios.
COMPRIMENTO DE ONDA
É a distância percorrida num ciclo completo, é representado por lambda. O comprimento de onda varia conforme o meio de propagação, fonte emissora.
VELOCIDADE
É o espaço percorrido pela onda. Equivale a dividir o comprimento da onda pelo período. A velocidade depende do meio da propagação.
1.3- FREQUENCIA
É o número de vezes que o fenômeno se repete em intervalo de tempo, medido em ciclos por segundo.
1.4 - ACÚSTICA
O som físico percebido pelo ouvido pode ser definido por três características: intensidade, altura e timbre.
1.5 - INTENSIDADE
É o nível de energia sonora e no movimento ondulatório e é medido pela amplitude. A amplitude vai desde sons pouco audíveis, como o falar cochichando, até o barulho de avião.
1.6 - ALTURA
Corresponde ao nível de frequência do som emitido. Os sons de maior frequência são os mais altos e os de menor frequência os mais baixos ou mais graves.
1.7 - TIMBRE
Também se denomina qualidade, corresponde ao somatório de frequências harmônicas. As frequências harmônicas são múltiplos inteiros de uma frequência fundamental, que é a mais longa. Os sons fundamentais complementam os sons harmônicos, dependendo do número e intensidade dos harmônicos, o som tem um timbre, ou qualidade, que pode ser característico.
2 - PROPAGAÇÃO DO SOM
O som se propaga em função das propriedades do meio transmissor. De um modo aproximado, a velocidade é diretamente proporcional à temperatura, e inversamente proporcional ao módulo de elasticidade do meio.
Os tecidos biológicos conferem ao som características semelhantes à da água, ou seja, movimentos ondulatórios. O som apresenta todas as propriedades comuns aos movimentos ondulatórios, entre as quais apresentam interesse biológico:
2.1 - REFLEXÃO DO SOM
Quando o trem de ondas encontra uma superfície que se opõe à propagação, ele muda de direção, com ângulo de incidência igual ao da reflexão. As conchas acústicas refletem o som a partir de um foco sonoro, reforçando a intensidade em determinada direção. A reflexão do som também é o princípio do sonar e da exploração biológica através do ultrassom.
2.2 - DIFRAÇÃO
É o contorna mento de obstáculos pela onda.
2.3 - INTERFERÊNCIA
È o aumento ou diminuição da intensidade do som, devido ao somatório dos pulsos de onda: superposição de duas cristas, há reforço; crista e vale, abafamento. A interferência é responsável pela perda da discriminação de sons e ruídos é notada especialmente no momento do seu desaparecimento.
2.4- EFEITO DOPLER
É a mudança aparente de frequência, quando existe movimento relativo entre o emissor e o receptor. O efeito Dopler é observado cotidianamente em buzina de veículos, sirenes de ambulâncias, apitos, que se aproximam ou se afastam. Esse efeito é usado para determinação de velocidade da circulação sanguínea, usando ondas refletidas pelo sangue que se afasta.
3- QUANTITAÇÃO DO SOM
Unidades práticas são as mais usadas nos estudos de audição sendo elas:
- O decibel: É a intensidade relativa do som, não sendo linear. A escala decibélica de audibilidade é interessante. A maioria dos indivíduos normais que escuta o som padrão (1.000 Hz) de 40dB com um ouvido, ouve a mesma intensidade quando usa os dois ouvidos. Do ponto de vista psicofísico, 40dB é o dobro de 33dB.
4- O APARELHO AUDITIVO
Os estímulos sonoros, cuja origem física são as ondas mecânicas, ao chegarem no sistema auditivo terminam agindo sobre células ciliadas e seus nervos terminais, que codificarão o estímulo mecânico em potenciais de ação.
O aparelho auditivo transforma as diferenças de pressão do som em pulso elétrico, que são enviadas ao cérebro, onde causam a sensação psicofísica da audição.
5 – ANÁLISE DA INTENSIDADE DO SOM RECEBIDO
A diferença de intensidade de sons recebidos é percebida da seguinte maneira:
Os deslocamentos da membrana basilar e do órgão de Corti têm amplitude proporcional à intensidade do som.
O som entra como onda hidráulica, pela janela oval. No trajeto, um som fraco desloca menos a membrana basilar, o som forte desloca mais. Quanto maior a intensidade sonora, maior é a amplitude do deslocamento, maior é o pulso elétrico gerado. Esse pulso elétrico tem o mesmo potencial de ação das células que o geram, mas como mais células são acionadas, a corrente é maior no caso de sons mais intensos. Essa maior corrente provoca sensação de som mais intenso no cérebro.
6 – Características da percepção auditiva
As frequências audíveis estão no intervalo de 20Hz a 20kHz, aproximadamente. A sensibilidade do ouvido varia muito com a frequência v da onda sonora, criando-se um campo de audibilidade. Quando, em um valor de frequência audível, fazemos crescer a intensidade física do som, constatamos que:
- A partir de um certo valor da pressão acústica, começamos a perceber som;
- além De um valor bem superior da pressão acústica o som provoca uma sensação penosa e até mesmo insuportável;
As ondas acústicas podem produzir vários efeitos no organismo, como por exemplo, sensação de mal-estar, vertigem e náuseas. Isso se deve às minúsculas células capilares do ouvido interno que vibram. Essas ondas também podem fazer órgãos internos vibrarem, resultando em dores, espasmos ou até em morte.
7 – ANATOMIA MORFOFUNCIONAL DO APARELHO AUDITIVO
O aparelho auditivo é formado por diversas partes:
Ouvido externo;
Ouvido médio;
Ouvido interno;
Nervo acústico;
Centros auditivos cerebrais.
O ouvido externo é constituído pelo pavilhão auricular (orelha) e pelo conduto auditivo externo, o qual liga a orelha no ouvido médio. O conduto auditivo externo é fechado internamente pela membrana timpânica.
Ouvido médio é formado por uma cavidade cheia de ar que está conectada a rinofaringe, é constituída no tímpano e por três pequenos ossos interconectados: o martelo, a bigorna e o estribo.
O tímpano é uma membrana muito durável e bem esticada que vibra. Quando a onda alcança uma compressão força o tímpano para dentro e a refração a força para fora, logo o tímpano vibra com a mesma frequência da onda, como ela está conectada ao martelo, os movimentos do tímpano colocam o martelo, a bigorna e o estribo em movimento com a mesma frequência da onda.
O estribo é conectado ao ouvido interno, assim as vibrações do estribo são transmitidas ao fluido do ouvido médio e criam uma onda de compressão dentro do fluido. Os três pequenos ossos do ouvido médio agem como ampliadores das vibrações das ondas sonoras.
O ouvido interno também conhecido como cóclea, é formado pelo (labirinto; uma estrutura tubular e preenchida pela endolinfa. Vestíbulo localizada na janela oval e recebe vibrações mecânicas do estribo, essas vibrações são transmitidas á endolinfa; e os canais semicirculares envolvidos com o sentido dos movimentos) um conjunto de túneis cheios de linfas, encravadosno osso temporal. Em forma de espiral está dividido por três canais: rampa vestibular, rampa média e rampa timpânica. As rampas vestibulares e timpânicas contêm a perlinfa, um líquido com baixa concentração de potássio e alta concentração de sódio. A rampa média contém a endolinfa, um líquido com alta concentração de potássio e baixa concentração de sódio. A separação das rampas média e timpânica é feita pela membrana basilar. Na superfície desta membrana está o órgão de Corti, que contém as células ciliadas. As vibrações dos líquidos dentro da cóclea produz vibrações nas células ciliadas que convertem o som em sinais elétricos.
8- FUNÇÕES DO APARELHO AUDITIVO
As funções do aparelho auditivo estão relacionadas á conversão de ondas sonoras e impulsos elétricos, que são enviadas ao cérebro, onde causam a sensação psicofísica da audição e percepção de movimento e posição de uma pessoa.
Cada parte do aparelho auditivo serve para uma função especifica para interpretar o som:
O ouvido externo tem como função coletar o som e o levar para o canal externo até o ouvido medo;
O ouvido médio tem como função transformar a energia de uma onda sonora em vibração interna da estrutura óssea do ouvido médio e finalmente transformar estas vibrações em uma onda de compressão ao ouvido interno.
A função do ouvido interno ao perceber estas ondas é de transformar a energia da onda de compressão dentro do fluido em impulsos nervosos que podem ser transmitidos ao cérebro.
9 - FISIOLOGIA
O movimento dos elementos cocleares não é simples.Na região onde a onda sonora provoca um maior descolamento perpendicular da membrana basilar , predomina a vibração transversal, porém nas extremidades o componente de movimento longitudinal passa ser significativo.Ao mover a membrana tectorial estica e comprime os cílios das células ciliadas internas e externas, provocando a sua excitação e o aparecimento de impulsos elétricos que se propagam pelos filetes nervosos.Essas células se comportam como um transdutor de dupla ação, convertendo energia mecânica em elétrica (transdutor mecanoelétrico) ou energia elétrica em mecânica(transdutor eletromecânico).
As células ciliadas internas e externas fazem sinapses com neurônios que se dirigem para o complexo olivar superior. As células internas têm sua atividade regulada em parte por impulsos elétricos provenientes do corpo olivar superior ipsilateral, enquanto as externas são controladas por impulsos gerados por estruturas cerebrais superiores. Tanto as ciliadas internas como as externas recebem inervação aferente e eferente. As vias aferentes levam informações para o sistema nervoso central, enquanto as eferentes trazem para as células os impulsos gerados por esse sistema.
As sinapses entre as células ciliadas internas e as fibras nervosas aferentes utilizam o glutamato(substância neurotóxica quando em concentração elevada) como neurotransmissor .Para evitar lesões , essas sinapses possuem um eficiente mecanismo de transformação do glutamato em glutamina.As sinapses eferentes que chegam ás células internas se utilizam de vários neurotransmissores; Ex:
-acetilcolina;
-ácido aminobutírico(GABA);
-dopamina;
-encefalina;
-calcitonina;
-dinorfinas
Nas células externas a sinapse não é tão conhecida, porém sabe-se que entre vários neurotransmissores estão envolvidos o GABA, a acetilcolina e um tipo de calcitonina.
10 – EXAMES/TESTES
Audiograma: mostra que a sensibilidade do ouvido humano varia com a freqüência do som.
Teste de Weber: quando um diapasão vibrante é colocado no plano sagital em contato com a testa, o paciente normalmente ouve o som de modo igual em ambos os ouvidos.
Teste Rinne: Coloca-se um diapasão em vibração sobre a apófise do temporal, o paciente com o ouvido normal ouve o som diminuir progressivamente à medida que a energia do diapasão se dissipa.
Teste do diapasão: Os ouvidos são testados alternadamente, por obliteração de um deles. O diapasão é vibrado perto do ouvido, e vai sendo afastado gradualmente, até o paciente indicar, com a mão, que não mais escuta o som. Nesse instante, o cabo do diapasão é rapidamente colocado no mastóide desse lado. Quando o paciente recomeça a ouvir o som, a surdez é de condução, a cóclea e o nervo ótico estão indenes, e a condução óssea é satisfatória. O paciente pode se beneficiar como uso de aparelhos auditivos. Quando no teste, o paciente não ouve nada, a surdez pode ser nervosa, mas é necessário investigar mais.
Teste da orelhinha: A triagem auditiva neonatal, obrigatória por lei municipal nº. 3028, de 17 de maio de 2000.É um programa de avaliação da audição em recém nascidos, indicada por instituições do mundo todo para diagnóstico precoce de perda auditiva, uma vez que sua incidência, na população geral, é de 1 a 2 por 1000 nascidos vivos. A Técnica utilizada é a de Emissões Oto acústicas Evocadas(EOAs). O Exame é indolor, com a colocação de um pequeno fone na parte externa do ouvido, com a duração por um tempo médio de 3 a 5 minutos. O resultado é informado no final do exame. Um protocolo de avaliação junto com o laudo será enviado à mãe e ao médico solicitante. Quando houver suspeita de deficiência a partir da triagem auditiva, a criança será encaminhada para avaliação otológica e audiológica completas.
11 – ANOMALIAS
Surdez de condução: Ocorre quando há impedimento para a livre transmissão dos sons através do ouvido.
Surdez sensorial: Se deve ao aumento do limiar de excitabilidade para produzir os potenciais de ação que se propagam os nervos acústicos.
Surdez central: Ocorre quando há lesões das vias nervosas centrais ou do córtex cerebral encarregado da audição.
CONCLUSÃO
Após a realização deste trabalho o conhecimento sobre a Biofísica da Audição bem como sua importância e funcionamento ficaram bem claras. Aprendemos sobre a complexidade desse mecanismo que nos permite, em segundos interpretar a percepção dos sons.
O ouvido externo tem a função de canalizar as ondas que alcançam o ouvido para o canal e o tímpano no meio do ouvido interno, Uma das funções do ouvido médio é fazer que as pressões no lado externo e interno do tímpano sejam iguais, O ouvido interno é formado pelo labirinto e preenchido pela endolinfa.
A função geral do ouvido é converter ondas sonoras em impulsos nervosos, esse assume também grande importância no equilíbrio estático, avalia a posição da cabeça em relação à gravidade.
Diante disto, o foco inicial do trabalho foi atingido o que tornou essa realização muito gratificante para todos os membros do grupo.