resumo biofisica da audição

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Biofísica da Audição
- O som é a propagação de energia mecânica em meio material, sob forma de movimentos ondulatórios, com pulso longitudinal -> transmissão de uma perturbação material 
- é um fenômeno do Campo Gravitacional 
- Oscilador vibrando: sua energia é transmitida pelo ar, e sua energia é transmitida pelo ar, como zona de compressão (alta energia) e rarefação (baixa energia) das moléculas gasosas. Nesse caso o som é espalhado como uma esfera sonora, a energia vai diminuindo com a distância -> o pulso energético é na direção com a propagação 
- Tubo com ar: é aplicado um sinal sonoro em uma das extremidades, na propagação aparece zona de compressão e de rarefação do ar(as setas indicam o sentido da onda sonora e do pulso energético)
OBS: o gráfico ondulatório acompanha as zonas de alta energia e de baixa energia 
- Uma pedra lançada ao centro de um tanque com água, há dois movimentos ondulatórios: 
 1. as ondas mecânicas de água se propaga em círculos concêntricos, o pulso é transversal, ou seja, perpendicular a direção de propagação. A velocidade é lenta
 2. ondas sonoras invisíveis de energia se propaga por compressão e descompressão de zonas líquidas, o pulso é longitudinal (água nem sobe e nem desce), na direção das ondas sonoras , as quais se propagam como semi-esfera no meio líquido e outra semi-esfera no ar 
OBS: velocidade na água: 1500m/s e veloidade no ar 340m/s
- o gráfico de movimento ondulatório quando tem uma volta completa e denominada ciclo, a qual apresenta fase negativa e outra positiva. Os ciclos podem ter três parâmetros 
 1. comprimento de onda: é a distância percorrida em um ciclo completo, o tempo decorrido em um ciclo é o período, t e d corresponde a distância. O comprimento varia conforme o meio de propagação, a fonte emissora 
 2. Velocidade: é o espaço percorrido pela onda na unidade de tempo, é igual dividir o comprimento de onda pela unidade de tempo 
 OBS: velocidade depende do meio de propagação 
 3. Frequência: é o número de vezes que o fenômeno se repetem um intervalo de tempo, medido em ciclo por segundo(hz)
 - para um observador estacionário, f emitido pode ser também considerado como o número de ondas que passam pelo seu ponto de observação. A frequência uma vez emitida pela fonte geradora, é imutável, e permanece constante até a extinção do movimento ondulatório 
Acústica : o som emitido por uma fonte sonora e um som percebido por um instrumento, como ouvido, pode ser definido por três característica:
 a)intensidade: corresponde ao nível de energia sonora, e no movimento ondulatório, é medido pela amplitude. A amplitude é o deslocamento da onda no eixo y. É chamado de amortecimento da onda
 b)altura: corresponde a frequência do som emitido. Os sons de maior frequência se dizem mais altos, ou mais agudos, os sons de menor frequência, mais baixos, ou mais graves. 
 c)timbre: também pode ser chamado de qualidade do som, e corresponde ao somatório de frequências harmônicas. As frequências harmônicas são múltiplos inteiros de uma frequência fundamental, que é a mais longa. Dependendo do número e intensidade dos harmônicos, o som tem um timbre, ou qualidade, que podem ser característicos.
Efeitos do meio transmissor: O som se propaga em função das propriedades do meio transmissor. A velocidade de um modo aproximado, é diretamente proporcional a temperatura e inversamente proporcional ao modulo de elasticidade do meio. O aumento da velocidade com a temperatura se deve ao aumento da energia cinética das moléculas do meio, que facilita a propagação da perturbação material. 
a) Reflexão do som: quando as ondas encontra uma superfície que se opõem a propagação, ele muda de direção, com o ângulo de incidência igual ao de reflexão. Um exemplo da exploração da acústica é o ultrassom 
b) Interferência: é o aumento ou a 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 de discriminação do ouvido. A interferência do som e ruídos é perceptível principalmente no momento do seu desaparecimento: em lugares silenciosos ou durante a noite. 
c) Difração: é o contornamento de obstáculos pela onda. A luz tem menor comprimento de onda que o som, por isso uma porta que está um pouco aberta deixa passar pouca luz, mas muito som. 
d) Efeito Doppler: é a mudança aparente de frequência, quando existe movimento relativo entre o emissor e o receptor. 
1. quando o emissor e o receptor se aproximam, a velocidade do som aumenta, porque maiores números de ciclo aumentam, porque maior número de ciclos passam pelo receptor. Nesse caso, embora a frequência emitida seja constante, a recebida aumenta, som torna-se + alto-> agudo
2. quando a fonte e o receptor se afastam, menor número de ciclo é recebido pelo receptor, o som trona-se mais baixo -> grave 
Quantitação do Som: Usam-se unidades físicas (dimensionais) e unidades práticas (adimensionais)
A) unidade dimensionais:
- pressão: o limite da audibilidade é cerca de 2,8.10 Pa, e o máximo tolerável é 28Pa, onde começa a sensação dolorosa. Pressões de 3000 a 200 Pa causam lesões mecânicas no aparelho auditivo, inclusive ruptura do tímpano.
- potencia: é a energia sonora transferida na unidade de tempo, medida em Watts(joule/segundo). A potência é mais usada quando dividida pela área emissora ou receptora, se denomina intensidade sonora 
- intensidade: é a potência dividida pela área emissora, ou receptora do som
B) Unidade Adimensional: 
- o decibel: é a intensidade relativa do som, tendo por base o limite de audição convencional, 10 w.m 
 OBS: a soma de intensidade na escala decibélica, não é linear
Aparelho auditivo 
 - o aparelho auditivo transforma as diferenças de pressão do som em pulso elétrico, que são enviados ao cérebro, onde causam lesões psicofísicas da audição. 
A visão sintética, isto é, os impulsos energéticos são somados, e a mistura de azul e amarelo são percebidos, porém na audição só é perceptível dois sons de frequência diferente, mesmo quando eles são emitidos simultaneamente, por exemplo é capaz de perceber a diferença de um dó de violão e um dó de violoncelo. A visão tem persistência na imagem, porém o som não tem essa persistência e nos permite entender uma música pela sequência de sons que são percebidos separadamente 
Anatomia do órgão de audição:
 -ouvido externo: é formado pelo pavilhão auricular, ou orelha, e o canal auditivo, também conhecido como meato
- ouvido médio: é uma cavidade limitada pelo tímpano, e pelas paredes ósseas, se comunicando com o exterior através da trompa de Eustáquio. A função desse canal é equalizar as pressões interna e externa, porque qualquer gradiente de pressão entre o ouvido médio e o ambiente, é intolerável. No ouvido médio está a cadeia mecânica que transmite o som para as estruturas do ouvido interno. Essa cadeia mecânica é formada pelo tímpano e por três ossículos: tímpano-> martelo-> bigorna-> estribo 
- ouvido interno: é uma cavidade fechada, onde circula um líquido envolvendo as estruturas ai contidas, denominadas perilinfa, e contém a cóclea ou caracole os canais semicirculares. O estribo se comunica na janela oval, que se comunica com a parte superior da cóclea, que é um caracol com uma rampa de dois setores, separados por uma membrana basilar abaixo e uma membrana Reissner, acima. No fim da rampa os dois setores se comunicam por um orifício, o helicotrema. A cóclea é o órgão que transforma energia mecânica em energia elétrica e se comunica com os canais semicirculares, que não possuem função auditiva -> esses canais estão envolvidos com as funções de equilíbrio e orientação espacial. Na cóclea e canais semicirculares existe outro líquido, a endolinfa(endo, dentro) . A endolinfa e a perilinfa não se misturam. O conjunto cóclea e canais semicirculares é chamado de labirinto.
 Função do ouvido externo: captação e condução do som – éfeita pelo pavilhão auricular, embora não seja capaz de refletir som, pois é menor que o comprimento de onda dos sons audíveis, é capaz de refratar sons, reforçando dessa forma a intensidade que chega ao ouvido. O canal auditivo leva o som captado ao tímpano
Amplificação da força mecânica: esses deslocamentos entre 10 a 10 , são ainda diminuídos para aumentar a força do deslocamento, através de um sistema de alavancas interfixas 
 SOM RESITÊNCIA 
 FORÇA 
 ARTICULAÇÃO
Com esse sistema de alavancas, a pressão exercida na janela oval pelo estribo, pode ser de 3 a 20 vezes maior que a pressão exercida pelo som no tímpano. Essa necessidade de maior pressão em vez de maior deslocamento, é importante para mecanismo da audição que ocorrem em meio líquido, na cóclea 
 Controle da ampliação: quando a intensidade sonora é muito grande, o mecanismo de amplificação é atenuado através da contração reflexa dos músculos estapédio e tensor do tímpano -> esses músculos puxam em direções opostas
Tensor do tímpano: afasta o martelo da bigorna
Estapédio: afasta o estribo da bigorna 
OUVIDO INTERNO
 Transformações do movimento mecânico em hidráulico, e hidráulico em pulso elétrico: A cóclea é separada em dois compartimentos principais, rampa vestibular(acima) e a rampa timpânica(abaixo) pela membrana basilar. 
Na rampa vestibular, a membrana de Reissner cria outro compartimento, onde circula a endolinfa, que tem alto potencial positivo. O estímulo mecânico que chega pelo estribo, entra pela janela oval e segue pela perilinfa até ao helicotrema, passa para a perilinfa inferior e volta até a entrada da cóclea, onde chega a produzir curvatura na janela redonda. O pulso se propaga rapidamente , mas durante o trajeto, estabelece gradiente de pressão entre a rampa superior e a inferior. Esse gradiente de pressão comprime o órgão de Corti, que gera um impulso elétrico. Esse pulso é captado pelo nervo ótico, e levado ao cérebro. Um fator importante nesse mecanismo é a diferença de potencial entre o órgão de cotri e a endolinfa. A endolinfa, por sua alta concentração de íons K+, tem potencial de +80Mv, que com o potencial de -70Mv do interior das células de Corti, fazem um gradiente de 150Mv, o que torna essas células extremamente sensíveis, excitáveis até pelo simples movimentos dos cílios das células. 
 Analise da intensidade do som recebido: o deslocamento da membrana basilar e do órgão de Corti tem amplitude proporcional a intensidade do som. O som entra como onda hidráulica, pela janela oval e percorre o trajeto, no trajeto, um som fraco desloca menos a membrana basilar e um 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 estão acionadas, a corrente é maior no caso de sons mais intensos. Essa corrente mais intensa provoca sensação de som mais intenso, no cérebro.
 Análise da frequência do som recebido: a frequência emitida ou recebida por um tubo, é inversamente proporcional ao comprimento do tubo. Tubos mais curtos, frequências mais elevadas, tubos mais longos, frequência mais baixa. A frequências mais altas possuem um pico de detecção mais próximo a estrada do caracol, e a frequência mais baixa há vibração por todo o sistema , por isso se percebe se o som é mais agudo e se percebe o timbre. 
 Dois mecanismo são capazes de transmitir frequência, porém um deles não é operativo:
1. o feixe nervoso seria usado para transmitir os impulsos, a velocidade seria satisfatória, se não houvesse a demora nas sinapses na liberação do mediador acetilcolina. Com isso os impulsos que chegam encontram a sinapse em fase refrataria -> esse mecanismo não é útil 
2. cada miofibrila dispara sucessivamente, com um pequeno intervalo de tempo. Nesse caso, três miofibrilas são capazes de produzir frequências de 24000Hz
 Aspectos psicofísicos da audição: a capacidade de audição de diferentes frequências não é a mesma, e está relacionado a intensidade sonora. Esse fato é observado em audiograma, onde indivíduos são submetidos a percepção de sons de variada frequência e intensidade.
 a) Ausculta: os sons e ruídos da ausculta estão no limite da audibilidade, tanto pela frequência(muito baixa) como pela intensidade(muito fraca), por isso exige um ouvido bem treinado e um ambiente silencioso 
b) Som e esfera efetiva: é a capacidade de gerar afetividade pelo som 
c) Anomalias do som: 
1. surdez de condução: há lesão no canal auditivo, ou lesões no tímpano ou ossículos 
2. surdez nervosa: há lesão na cóclea ou no nervo ótico, é mais grave que a de condução
 - teste de diapasão: o paciente é colocado em uma sala silenciosa, o diapasão é vibrado perto do ouvido, e vai sendo afastado gradualmente, até o paciente indicar que não está mais ouvindo o som. Assim, o cabo do diapasão é colocado no mastoide, pode ocorrer duas situações, ou o paciente recomeça a ouvir o som, o que significa que a surdez é de condução, o paciente pode se beneficiar com o uso de aparelho auditivo, ou o paciente não ouve nada, o que significa que a surdez é de origem nervosa