Biofísica comparada da audição

Prévia do material em texto

Biofísica da Audição
 SOM
Som é a sensação percebida pelo cérebro que se relaciona com a chegada ao ouvido de ondas de vibração mecânica.
Ondas Sonoras
2
ONDAS
Onda É uma perturbação que se propaga no espaço ou em qualquer outro meio, carregando energia. Elas são classificadas em relação à natureza, direção e energia de propagação
	CLASSIFICAÇÃO 
Quanto à sua natureza:
 Ondas mecânicas: São aquelas que se propagam através de meios materiais; exemplo: ondas sonoras, marítimas, sísmicas, etc.
Ondas eletromagnéticas: Não necessitam de um meio material para se propagarem; exemplo: micro-ondas, sinais de rádio, luz, raio x.
Quanto à sua direção e sentido de propagação:
Unidimensionais: Se propagam em uma única direção.
Bidimensionais: Se propagam em duas direções.
Tridimensionais: Podem se propagar em todas as direções possíveis.
Ondas transversais: A vibração das partículas ocorre perpendicularmente à direção da propagação da onda; exemplo: luz.
Ondas longitudinais: A vibração das partículas ocorre na mesma direção de propagação da onda; exemplo: ondas sonoras.
 
Propriedades das ondas
Frequência (f): Número de oscilações da onda em um certo período de tempo; unidade de medida: hertz (Hz).
Período (T): Tempo decorrido para que um ciclo de vibrações seja completo; unidade de medida: segundos (s).
Velocidade de propagação da onda:
	 V=ℷ.f
	ONDAS SONORAS
Onda mecânica longitudinal e tridimensional. Origina-se de vibrações do meio material em que irá se propagar.
Para ser considerada uma onda sonora deve atingir uma frequência entre 20 e 20000 Hz (som que os seres humanos são capazes de escutar) .
Frequências menores que 20 Hz Infra-sons .
Frequências maiores que 20000 Hz Ultra-sons.
	 RESSONÂNCIA
É uma forma de interação entre dois organismos. Quando um corpo vibra estimulado por uma onda diz-se que ele está em ressonância. 
 Quando a impedância é mínima a frequência será calculada por:
	 QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM
Altura
Intensidade
Timbre
	 QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM
	 MODIFICAÇÕES DURANTE A PROPAGAÇÃO
Alteração da intensidade
Alteração do timbre
- Espalhamento
- Reflexão e refração
- Resistência do meio
 CLASSIFICAÇÃO DOS SONS:
Ruídos
Explosivos
Musical
- Longo e sem periodicidade
- Curta duração
- Agradável
- Padrão sonoro
Intensidade Sonora
	Qualidades Fisiológicas do Som
Altura
Intensidade
Timbre
Intensidade
Fluxo de energia da onda sonora por unidade área
Medida em w/m²
Sons Fortes  ≠ Sons Fracos
Nível de Intensidade Sonora
Medido em Bel (B) ou decibel (dB) : unidades de intensidade auditiva
Homenagem a Alexander Graham Bell, inventor do telefone
	APARELHO AUDITIVO
Responsável pela captação de vibrações no ar (sons) e também está relacionado ao equilíbrio do corpo.
Dividido em:
Ouvido Externo
Ouvido Médio
Ouvido Interno
Ouvido externo
Captação e Condução do som
Pavilhão auricular ou orelha 
Canal auditivo ou meato
 Ouvido médio
Transformação das ondas em vibrações mecânicas
 Trompa de Eustáquio
Tímpano
Vibra sobre o impacto da pressão sonora
Músculos tensor do tímpano
Estapédio
Ouvido médio
Martelo, Bigorna e Estribo
Ouvido interno
Cóclea 
Transformação da energia mecânica em energia elétrica 
Vestíbulo e canais semicirculares 
Equilíbrio corporal 
 Ouvido interno
Cóclea
Rampa vestibular
Rampa média ou canal coclear
Rampa timpânica
Endolinfa: presente no canal coclear
Perilinfa: liquido presente na rampa timpânica e vestibular 
Membranas:
Vestibular: separa o canal coclear da rampa vestibular
Basilar: separa o canal coclear da rampa timpânica
Ouvido interno
Órgão de Corti
Rampa média
Membrana Tectorial
Anatomia Comparada
 Vertebrados: Peixes
 Não possuem ouvido externo 
 Lampreias e feiticeiras: sem diferenciação dos 3 canais semicirculares
 Tecidos e ambiente de água : amplitudes de frequência semelhantes 
 Algumas espécies:  bexiga natatória + ouvido interno
 Vertebrados: Anfíbios
 Conquista parcial do ambiente terrestre: tímpano
 Membrana timpânica superficial 
 Som > tímpano > ossículo > ouvido interno
 Espécie sem tímpano
 Vertebrados: Répteis
 Conquista terrestre: adaptação do sistema auditivo
 Baixa impedância do ar e alta no fluido da orelha
 Fluido espesso e ar leve (quantidade de energia diferente)
 SOLUÇÃO NATURAL: orelha média: equilibrio 
de impedância
 Vertebrados: Aves e Mamíferos
 Aves possuem meato acústico externo coberto de penas
 Aves: regeneração das células ciliadas da cóclea pós trauma sonoro
 Aves e mamíferos: neuroepitelios longos: cóclea
 "Apenas os mamíferos possuem cóclea verdadeira"
 Nos mamíferos, audição de alta frequência é inversamente proporcional ao tamanho da cabeça (ex: morcegos) 
 Orelha externa varia conforme habitat
Invertebrados
 Posição variada (ex: abdomen no gafanhoto, asas na mariposa e borboleta, pata anterior no grilo, antena na mosca) 
 Mariposas e borboletas captam ultra-som para fuga: reação instantanea
Percepção Sonora
Função da percepção sonora
Conversão de ondas sonoras em impulsos 
elétricos, transmitidos aos cérebro e que 
causam uma sensação psicofísica da audição.
Percepção Sonora
Distinção de frequência
Frequência mais alta = Som agudo 
Frequencia mais baixa = Som grave
Percepção sonora em outros animais
Ouvido humano só consegue perceber sons entre 20 e 2000 Hz
Para outros animais:
	Animal	Mínimo (Hz)	Máximo (Hz)
	Elefante	20	10000
	Pássaro	100	15000
	Gato	30	45000
	Cão	20	30000
	Chimpanzé	100	30000
	Baleia	40	80000
	Morcego	20	160000
Orgão de Corti
Potencial de repouso:
 -50mV
Entrada K+
Abertura canais de K+
Despolarização
Abertura canais de Ca
Liberação NT
	Mapa do estímulo auditivo
	Perda de audição
Surdez por condução: 
Impedimento para transmissão do som através das orelhas externa e média. 
Acúmulo de cera na orelha média, fixação dos ossículos por processos inflamatórios, espessamento do tímpano, fixação do estribo por crescimento anormal. 
Surdez sensorineural: 
 Aumento do limiar de excitabilidade para produzir potenciais de ação que se propagam nos nervos acústicos (altas frequências) 
 Exposição excessiva a sons de alta intensidade, processos inflamatórios e drogas que provocam degeneração dos cílios 
Surdez central: 
Lesões das vias nervosas ou do córtex cerebral