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1 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 TUTORIA 8 SISTEMA AUDITIVO ANATOMIA DO SISTEMA AUDITIVO - Os sons são variações na pressão do ar. - Nosso sistema auditivo pode responder a ondas de pressão dentro da faixa de 20 a 20.000 Hz – essa faixa diminui com a idade e a exposição a ruídos de frenquencias mais altas. - Se nosso sistema auditivo fosse um pouco mais sensível seríamos capazes de ouvir o zumbido constante dos movimentos das moléculas do ar. - PAVILHÃO: a porção visível do ouvido consiste em cartilagem e é coberta por pele, formando um tipo de funil chamado de pavilhão ou aurícula. • A forma do pavilhão da orelha nos torna mais sensíveis aos sons que chegam de frente do que de trás. As convoluções do pavilhão assumem um papel na localização dos sons. - MEATO ACÚSTICO EXTERNO: é entrada para o ouvido interno e mede cerca de 2,5cm e termina na membrana timpânica (tímpano). - OSSÍCULOS: conectada a membrana timpânica está uma série de pequenos ossos, os ossículos. – Transferem os movimentos da membrana timpântica para uma segunda membrana, a janela oval. - JANELA OVAL: membrana que cobre um orifício no osso do crânio. - CÓCLEA: está atrás da janela oval, preenchida por fluído, a qual contém o mecanismo que transforma o movimento físico da membrana da janela oval em uma resposta neural. - DIVISÃO: • Ouvido externo – do pavilhão até a membrana timpânica. • Ouvido médio – membrana timpânica e os ossículos. • Ouvido interno – janela oval e cóclea. OUVIDO MÉDIO - O ouvido externo direciona o som ao ouvido médio, que é umsa cavidade preenchida por ar. No ouvido médio, as variações na pressão do ar são convertidas em movimentos dos ossículos. - As estruturas do ouvido médio são: membrana timpânica, os ossículos e dois pequenos músculos que se ligam aos ossículos. - Ossículos: • Martelo – ligado à membrana timpânica. • Bigorna – conexão entre martelo e estribo. • Estribo – se conecta a platina e a janela oval. - Trompa de Eustáquio: conecta o ar do ouvido médio ao ar das cavidades nasais. Pressão no ouvido médio: ✓ Quando você está em um avião ascendendo ou em um carro subindo para o alto – a pressão ambiente vai diminuindo. ✓ Enquanto a Trompa de Eustáquio estiver fechada, o ar no ouvido médio será maior que o ar no ambiente, pois o ouvido médio tente a manter a pressão do lugar onde vc se encontrava. ✓ Ouvido médio pressão maior > pressão do meio ambiente. Com essa diferença de pressão, o tímpano se protrai (estufa para 2 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 fora). Esse acontecimento pode levar a uma pressão desagradável ou até mesmo dor no ouvido. ✓ Para aliviar a dor, basta um bocejo ou deglutição, que terá como objetivo abrir a Trompa de Eustáquio e igualar as pressões ➢ AMPLIFICAÇÃO DA FORÇA PELOS OSSÍCULOS: - As ondas sonoras movem a membrana timpânica, e os ossículos movem a membrana da janela oval. - A cóclea está preenchida com fluido e não com ar, logo, se as ondas sonoras colidissem diretamente sobre a janela oval, a membrana iria se mover muito pouco e praticamente toda a energia sonora seria refletida devido à pressão do fluido coclear. – é preciso uma pressão maior para vibrar o fluido do que o ar, nesse sentido, os ossículos exercem uma amplificação necessária na pressão. - Pressão é igual força dividido por área. - A força na janela oval é maior porque os ossículos atuam como alavancas. A área da janela oval é muito menor que a da membrana timpânica – todas em conjunto atuam para o aumento da pressão em 20 vezes comparada a pressão do tímpano, fazendo com que a janela oval seja capaz de mover o fluído no ouvido interno. - O som causa grande vibração da membrana timpânica, que são transformados em vibrações menores, porém mais forte que atuam na janela oval. ➢ REFLEXO DE ATENUAÇÃO: - Dois músculos ligados aos ossículos têm um efeito significativo sobre a transmissão do som ao ouvido interno: • Músculo tensor do tímpano – ancorado no osso da cavidade do ouvido médio e a outra parte ligado ao martelo. • Músculo estapédio – do osso até o estribo. - Quando esses músculos se contraem, os ossículos tornam-se rígidos e a condução fica diminuída – logo, no início de um som barulhento dispara uma resposta neural que faz esses músculos se contraírem gerando a resposta do reflexo de atenuação. - O reflexo de atenuação protege o ouvido interno de sons barulhentos que poderiam danifica-lo. Infelizmente, o reflexo tem um retardo de 50 a 100ms em relação ao inicio do barulho, não oferecendo assim, proteção a sons intensos e repentinos – essa é a razão pela qual, uma explosão pode danificar sua cóclea. - Considera-se que o reflexo de atenuação está ativado quando falamos, de maneira que não ouvimos nossa própria voz quando está alta. OUVIDO INTERNO - O ouvido interno consiste na cóclea, que é parte do sistema auditivo, e no labirinto, que não é. - O labirinto é uma parte importante do sistema vestibular, o qual auxilia a manter o equilíbrio corporal. ➢ ANATOMIA DA CÓCLEA: - A cóclea (do latim “caracol”) tem uma forma de espiral que lembra a concha de caracol. - Na cóclea o tubo oco tem paredes constituídas por ossos, com aproximadamente 32 mm de comprimento e 2mm de diâmetro – enrola tem o tamanho de uma ervilha. - No início da cóclea, temos dois orifícios cobertos por uma membrana: janela oval e a janela redonda. 3 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 - Se a cóclea estiver cortada em secção transversal podemos ver que está dividida em três câmaras: • Escala vestibular – por onde se abre a janela oval. • Escala média • Escala timpânica – por onde se abre a janela redonda. - Membrana de Reissner – separa a escala vestibular da escala média. - Membrana Basilar – separa a escala média da escala timpânica. • Apoiado a membrana basilar temos o órgão de Corti – contém neurônios receptores auditivos. (sobre este órgão está a membrana tectorial). - O fluído na escala vestibular e na escala timpânica é chamado de perilinfa -constituição iônica similar a do fluido cefalorraquidiano. – baixa de K+ e alta de Na+. - A escala média é preenchida pela endolinfa, que é um fluido extracelular incomum. – alta de K+ e baixa de Na+ - A estria vascular – recobre a parede da escala média, reabsorvendo sódio e secretando potássio contra os gradientes de concentração. Devido a isso, ocorre permeabilidade ao órgão de corti por um potencial elétrico 80mV mais positivo do que o da perilinfa. - Ao final da cóclea, a escala média está fechada, e a escala timpânica tem continuidade com a escala vestibular através de um orifício nas membranas chamado de helicotrema. ➢ FISIOLOGIA DA CÓCLEA: - Os ossículos movem a membrana que cobre a janela oval, esse movimento empurra a perilinfa na escala vestibular. - A perilinfa se movimenta na escala vestibular passando pelo helicotrema e descendo pela escala timpânica até a janela redonda. → Como, a pressão do fluido não tem outro ligar para escapar, a membrana da janela redonda se abaúla para fora em resposta ao movimento da janela oval e da perilinfa. https://www.youtube.com/watch?v=7yQ4xiQusIE - Qualquer movimento da janela oval deverá ser acompanhado por um movimento complementar da janela redonda. - A descrição dos eventos na cóclea não é totalmente precisa por causa de um fator adicional: algumas estruturas da cóclea não são rígidas, como é o caso da membrana basilar, que se movimenta em resposta ao som. → A RESPOSTA DA MEMBRANA BASILAR AO SOM: - A membrana basilar tem duas propriedades que determinam a forma como ela responde ao som: • A membrana é mais larga na parte de cima (ápice) do que na base – cerca de 5 vezes maislarga. • No entanto, a base é mais rígida que o ápice, chegando a ser 100 vezes mais rígida. - Quando o som empurra a platina do estribo sobre a janela oval, a perilinfa desloca-se dentro da janela oval e como a membrana de reissner (separa a escala vestibular da escala média) é flexível, ela acaba por deslocar a endolinfa da escala média. - O movimento da endolinfa, o qual faz a membrana basilar movimentar-se, inicia uma propagação em direção ao ápice. - A distância que a onda percorre na membrana basilar depende da frequência do som: 4 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 • Se a frequência for alta – a base rígida da membrana vibrará muito, dissipando a maior parte da energia e a onda não se propagará para muito longe. • Se a frequência for baixa – geram ondas que se propagaram até o ápice, antes que a parte da energia tenha se dissipado. → O ÓRGÃO DE CORTI E ESTRUTURAS ASSOCIADAS: - O órgão de corti é a parte do sistema, onde os neurônios estão envolvidos. - No órgão de corti, há as células receptoras auditivas, responsáveis por converter energia mecânica em alterações de polarização na membrana. - O órgão de corti constitui-se de: • Células ciliadas – são receptores auditivos constituídos de mais de 100 estereocílios que se projetam na sua porção apical *A transdução do som é um sinal neural do deslocamento desses cílios. *As células ciliadas estão fixadas entre a membrana basilar e uma fina lâmina de tecido, chamada de lâmina reticular. • Pilares de corti – estendem-se entre a membrana basilar e a membrana reticular, fornecendo sustentação estrutural. • Células de sustentação - As células ciliadas são classificadas em duas: • Células ciliadas internas – localizadas entre o modíolo e os pilares de corti. Os estereocilios se estendem do limite apical das células para acima da lâmina reticular, mantendo suas extremidades na substancia gelatinosa da membrana tectorial. • Células ciliadas externas – dipostas mais externamente aos pilares de corti. Segue o mesmo padrão das ciliadas internas, entretanto, estão abaixo da membrana tectorial. Para guardar: ✓ Membrana basilar – está na base do órgão de corti. ✓ Membrana tectorial – forma um teto sobre a estrutura. ✓ Membrana reticular – está no meio, apoiando as células ciliadas. - As células ciliadas fazem sinapse com neurônios cujos corpos celulares estão no gânglio espiral dentro do modíolo. Obs. Modíolo → estrutura óssea que funciona como o pilar central da cóclea. - Os dendritos estendem-se para as partes laterais e basais das células ciliadas, onde estabelecem conexões sinápticas. - Os axônios entram no nervo vestíbulo-coclear (VIII nervo craniano), o qual projeta seu núcleo no bulbo (tronco encefálico). → TRANSDUÇÃO PELAS CÉLULAS CILIADAS: - Quando a membrana basilar se move em resposta a um movimento do estribo, toda a estrutura que sustenta as células ciliadas movimenta-se. - Quando a lâmina reticular se move, também move a membrana tectorial. Pelo fato de a membrana tectorial firmar a extremidade dos estreocilios das células ciliadas externas, a movimentação lateral da lâmina reticular, leva a movimentação da membrana tectorial que desloca os esterocílios das células ciliadas externa para um lado ou para outro. - A extremidades dos estereocílios das células ciliadas internas também são deslocadas por serem empurradas pela endolinfa em movimento. 5 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 - Filamentos transversais conectam os estereocílios de cada célula ciliada, entre si, permitindo que todos os cílios de uma célula ciliada se movam juntos, como uma unidade. - Um som muito delicado moverá os estereocílios apenas cerca de um milésimo de seu diâmetro com a finalidade de produzir um ruído perceptível. - Quando os estereocílios inclinam-se em uma direção, a célula ciliada despolariza, e, quando os estereocílios se inclinam na outra direção, a célula hiperpolariza. (potencial de repouso de -70mV). - Existe um tipo de canal de cátion, o canal TRPA1, nas pontas dos esterocílios. Esses canais são induzidos a abrir e fechar pelo deslocamento dos estereocilios gerando, assim, mudanças no potencial receptor da célula ciliada. - O potencial de repouso da célula é -70mV, logo, a entrada de K+ na célula ciliada causa uma despolarização, a qual, ativa os canais de cálcio dependentes de voltagem. - A entrada de Ca2+ dispara a liberação do neurotransmissor, provavelmente o glutamato. - O glutamato ativa os axônios do gânglio espiral que estão em contato com as células ciliadas. → INERVAÇÃO DAS CÉLULAS CILIADAS: - As células ciliadas externas são superiores em número em relação as células ciliadas internas (externas > internas). – proporção de 3 para 1. - Entretanto, os neurônios espirais se comunicam em maior número com as células ciliadas internas (mais de 95%). → AMPLIFICAÇÃO PELAS CÉLULAS CILIADAS EXTERNAS: *Transdução – transformação de energia sonora em impulsos elétricos. - As células ciliadas externas exercem uma função muito importante na transdução do som. O ouvido não somete transduz o som, mas também o cria. - As células ciliadas externas atuma como pequenos motores que amplificam o movimento da membrana basilar durante os estímulos sonoros de baixa intensidade – funcionando como um amplificador coclear. - A chave para essa função são as proteínas motoras encontradas nas membranas das células ciliadas externa, a proteína prestina. - Quando as células ciliadas externas amplificam a resposta da membrana basilar, os esterocílios das células ciliadas internas deslocam-se mais, e o processo de transdução produz uma resposta maior no nervo auditivo. - Sem o amplificador coclear, o movimento máximo da membrana basilar seria cerca de 100 vezes menor. - A exposição excessiva aos antibióticos produz resposta reduzida ao som pelas células ciliadas internas, entretanto, os antibióticos danificam exclusivamente as células ciliadas internas. 6 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 PROCESSOS AUDITIVOS CENTRAIS ➢ ANATOMIA DAS VIAS AUDITIVAS: - As aferências do gânglio espiral entram no tronco encefálico pelo nervo vestíbulo-coclear. No nível do bulbo, os axônios inervam o núcleo coclear dorsal e o núcleo coclear ventral. - Gânglio espiral → nervo auditivo → núcleo coclear ventral (bulbo) projeta seus axônios → oliva superior de ambos os lados do tronco encefálico → pelo lemnisco lateral percorre até chegar no → colículo inferior (mesencéfalo). - Todas as vias auditivas ascendentes convergem para o colículo inferior → do colículo enviam seus axônios ao núcleo geniculado medial (NGM) do tálamo, o qual, por sua vez → projeta-se ao córtex auditivo. - O colículo inferior envia axônios também para o colículo superior, onde ocorre a integração das informações auditivas e visuais. ## Os núcleos auditivos no tronco encefálico, com exceção dos núcleos cocleares, recebem aferência de ambos os ouvidos. A única maneira na qual uma lesão no tronco encefálico possa resultar em surdez para um ouvido é se forem destruídos os núcleos cocleares (ou o nervo vestíbulo-coclear) de um lado. ## ➢ PROPRIEDADES DOS NEURÔNIOS DAS VIAS AUDITIVAS: - As células ciliadas são excitadas por deslocamentos da membrana basilar e cada porção da membrana basilar é sensível a uma determinada faixa de frequência sonora. - A medida que a via auditiva ascende no tronco encefálico, as propriedades de resposta das células tornam-se mais diversificadas e complexas – algumas células dos núcleos cocleares são sensíveis a sons que variam de frequência com o tempo (trombone com notas graves e agrudas). Já no NGM, existem células que respondem a sons muito complexos como asvocalizações. INTENSIDADE E FREQUÊNCIA DO SOM ➢ INTENSIDADE DO ESTÍMULO: Obs. Intensidade do som – é o volume do som. Frequência do som – formato das ondas sonoras, os sons agudos e graves. - A informação sobre a intensidade do som é codificada de duas maneiras: 7 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 • Pela frequência de disparos dos neurônios. • Pelo número de neurônios ativos. - A medida que o estímulo se torna mais intenso, a membrana basilar vibra com maior amplitude (mais forte) → causa uma maior depolarização ou hiperpolarização das células ciliadas ativadas. - O axónio do nervo vestíbulo-coclear dispara mais rápido para sons de mesma frequência, quando a intensidade estiver aumentada (forte). - Considera-se que que o volume do som que percebemos esteja correlacionado com o número de neurônios ativos do nervo vestíbulo-coclear e suas frequências de disparo. ➢ FREQUÊNCIA DO ESTÍMULO, TONOTOPIA E SICRONIA DE FASE: → TONOTOPIA: - A sensibilidade à frequência é a principal consequência da mecânica da membrana basilar. Ou seja, sons de diferentes frequências (grave ou agudo) deformam a membrana basilar em diferentes porções. - E existe uma relação entre a posição no núcleo coclear e a frequência característica. - As frequências agudas atuam sobre a base da membrana basilar e as frequências graves sobre sobre a região apical. Esta distribuição de frequências denomina-se tonotopia coclear. - Observe como aumenta progressivamente a largura da membrana basilar desde a base (20 kHz) até ao ápice (20 Hz). - Quando a cóclea é estimulada por uma onda sonora, a membrana basilar se desloca seguindo uma onda que se propagava desde a base ao ápice da cóclea. - A amplitude da onda aumenta à medida que se propaga, passando por um máximo e decrescendo rapidamente. - A localização do ponto de amplitude máxima de deslocamento da membrana basilar era função da frequência do som: para sons agudos seria próximo da base e para sons mais graves mais próximo do ápice. - Mapas tonotópicos: os núcleos cocleares se assemelham a membrana basilar. Enquanto que, na cóclea os sons mais agudos se localizam na base e os graves no ápice, nos núcleos a frequência também aumenta da região anterior para à posterior. → SINCRONIA DE FASE: - A principal fonte de informação sobre a frequência sonora que complementa a informação derivada do mapa tonotópico é o momento em que ocorre a atividade de disparo na fibra aferente. - Sincronia de fase – é o disparo consistente de uma célula na mesma fase de uma onda sonora. - Os disparos nos axônios do nervo auditivo, apresentando o que se chama sincronia de fase, disparam preferencialmente em uma fase específica do estímulo, coincidindo sempre com o mesmo ciclo da onda sonora. Isto pode ocorrer de forma a dispararem a cada vez que o som está em uma determinada fase da onda, como ocorre para sons de baixa frequência. - Em altas frequências, a resposta não tem uma relação fixa com uma fase do estímulo. MECANISMOS DE LOCALIZAÇÃO DO SOM - A localização do som pode ser de importância crítica para a sobrevivência. Existem situações nas quais a localização do som pode ser útil. Se você tenta atravessar a rua sem nenhum cuidado, a localização da buzina de um carro poderá ser tudo o que o salvará. - Uma boa localização horizontal requer uma comparação dos sons que alcançam os dois ouvidos, enquanto que, para uma boa localização vertical, isso não é necessário. ➢ LOCALIZAÇÃO DO SOM NO PLANO HORIZONTAL: - Com um único ouvido não é possível determinar a origem do som. São as diferenças de intensidade e de tempo na chegada das ondas aos nossos ouvidos que https://pt.wikipedia.org/wiki/Ax%C3%B3nio 8 Tutoria Neurologia I Vitória Trindade - 2020 permitem determinar a posição – isso é chamado de retardo temporal interauricular. (esse processo só acontece com sons na faixa de 20 a 2.000Hz). - Quando a fonte sonora se encontra de um dos lados, a onda sonora, que se atenua com a distância, chega primeiro ao ouvido que está diretamente exposto, depois contorna a cabeça e chega ao ouvido oposto. - Se o som vem diretamente de frente, não há retardo interauricular. - Os sons são detectados por neurônios especializados do tronco encefálico, o retardo nos permite localizar a fonte sonora no plano horizontal. Os retardos temporais interauriculares que somos capazes de detectar são impressionantemente curtos. - Se não ouvirmos o início de um som, por esse ser um tom contínuo e não um ruído repentino, não poderemos saber sobre o tempo de chegada inicial do som às duas orelhas. Assim, tons contínuos apresentam uma certa dificuldade para a localização do som, por estarem sempre presentes a ambos ouvidos. - O encéfalo dispõe de outro processo para a localização de sons de altas frequências (2.000 a 20.000Hz), a diferença de intensidade interauricular que existe entre as duas orelhas, por que a cabeça lança uma sombra sonora (muitos picos de onda de alta frequência estarão dispostos entre suas orelhas). ➢ LOCALIZAÇÃO DO SIM NO PLANO VERTICAL: - Como as fontes sonoras emitem sons que se movem para cima ou para baixo, não ocorre retardo de tempo interauricular, nem variação de intensidade interauricular. - As curvas sinuosas do ouvido externo são essenciais para assegurar a percepção da elevação de uma fonte sonora. As saliências e os sulcos produzem reflexões que permitem que o som entre no ouvido. - A localização vertical do som é seriamente prejudicada se as convoluções do pavilhão forem cobertas. CÓRTEX AUDITIVO
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