El So: Característiques, Tipus i Funcionament de l'Oïda

El So: Definició i Propietats

El so és qualsevol fenomen que involucri la propagació d'ones elàstiques, audibles o no, generalment a través d'un fluid, generant un moviment vibratori en un cos. El so humanament audible consisteix en ones sonores que són oscil·lacions de la pressió de l'aire, convertides en ones mecàniques a l'oïda humana i percebudes pel cervell. La propagació del so és similar en els fluids, on pren la forma de fluctuacions de pressió. En els cossos sòlids, la propagació del so involucra variacions de l'estat tensional del medi.

Característiques del So

• Freqüència (To): Indica si el so és greu, agut o mitjà. Ve determinat per la freqüència de les ones sonores, mesurada en cicles per segon o Hertz (Hz).
  • Vibració lenta = baixa freqüència = so greu.
  • Vibració ràpida = alta freqüència = so agut.
  La freqüència audible per als humans està entre 20 i 20.000 Hz.
• Amplitud (Intensitat): És la quantitat d'energia acústica que conté un so, és a dir, la força o suavitat del so. La intensitat ve determinada per la potència, que al seu torn està determinada per l'amplitud. Ens permet distingir si el so és fort o dèbil. Els sons que percebem han de superar el llindar mínim de 0 dB i no arribar als 140 dB, que ja causa dolor. Aquesta qualitat es mesura amb el sonòmetre i els resultats s'expressen en decibels (dB).
• Timbre: Aquesta qualitat ens permet distingir dos sons, per exemple, entre la mateixa nota (to) i amb una mateixa intensitat produïda per dos instruments musicals diferents. Es defineix com la qualitat del so; cada cos sonor vibra d'una forma diferent. Les diferències es donen no solament per la naturalesa del cos sonor (fusta, metall, pell tensada, etc.) sinó també per la manera de fer-lo sonar (colpejar, fregar, rascar). Una mateixa nota sona diferent si la toca una flauta, un violí, una trompeta, etc. Cada instrument té un timbre que l'identifica o el diferencia dels altres. Amb la veu succeeix el mateix. El so emès per un home, una dona o un nen/nena tenen diferent timbre. El timbre ens permetrà diferenciar una veu aspra, dolça o ronca. També influeix en la variació del timbre la qualitat del material que s'utilitza. Així, el so podrà ser clar, sord, agradable o molest.

L'Oïda Humana i el Rang Audible

L'oïda humana és sensible a un rang d'audició d'entre 20 i 20.000 Hz. Per sota d'aquest rang tenim els infrasons i per sobre els ultrasons. Aquest rang (20-20.000 Hz) s'anomena rang audible. Com més edat es té, aquest rang es va reduint tant per a greus com per a aguts.

Característiques Físiques i Perceptives del So

• Volum: L'amplitud de l'ona és la diferència entre la pressió màxima i mínima, i és percebuda com a volum. La seva unitat de mesura són els decibels (dB).
• To: La freqüència de l'ona és el nombre de pics que passa per un punt fix en un segon, i és percebuda com a to. La seva unitat de mesura són els hertz (Hz). El rang de freqüències audibles pels humans és de 20 a 20.000 Hz aproximadament.
• Timbre: Els sons solen estar integrats per una freqüència fonamental, que correspon al to percebut, més un conjunt de freqüències harmòniques o sobretons (que són múltiples de la freqüència fonamental). El timbre està determinat per la barreja de totes aquestes freqüències, i es correspon amb la complexitat de l'ona sonora. El timbre ens proporciona informació sobre la naturalesa de la font sonora.

Tipus de So

• To pur: Ona regular d'una única freqüència.
• So: L'ona està formada per una freqüència fonamental (to) i freqüències harmòniques.
• Soroll: No hi ha freqüència regular.

Estructura i Funcionament de l'Oïda

Orella Externa

L'orella externa capta, fa convergir i filtra les ones sonores. Parts i funcions:

• Pavelló auricular: El pavelló auricular és una estructura cartilaginosa amb replecs i concavitats que capta i recull les ones sonores cap al conducte auditiu.
• Conducte auditiu: El canal o conducte auditiu extern condueix l'ona sonora fins a la membrana timpànica.
• Membrana timpànica: La membrana timpànica o timpà és circular i separa el conducte auditiu extern de l'orella mitjana. Quan arriba l'ona sonora, vibra i així transmet la vibració cap a l'orella mitjana.

Orella Mitjana

L'orella mitjana és una regió buida que conté la cadena ossicular i la trompa d'Eustaqui. La seva funció és concentrar i amplificar l'estímul sonor. Parts:

• Cadena d'ossets: La cadena d'ossets vibra quan vibra la membrana timpànica. El martell connecta amb la membrana, i via l'enclusa i l'estrep, es transmeten les vibracions a la còclea de l'orella interna.
• Finestra oval i rodona: La finestra oval i rodona són membranes que comuniquen l'orella mitjana amb la interna.
• Trompa d'Eustaqui: És un conducte que connecta l'orella mitjana amb la gola. Permet equilibrar la pressió en els dos costats del timpà.

Orella Interna

L'orella interna conté les cèl·lules que transdueixen l'energia mecànica de les ones sonores en activitat neural. Parts:

• Finestra rodona: Permet el moviment del líquid de la còclea.
• Finestra oval: És colpejada per l'estrep i permet el moviment del líquid de la còclea.
• Còclea: La còclea o cargol és un conducte ossi de l'orella interna enrotllat en forma d'espiral d'uns 4 mm de diàmetre. La còclea conté les cèl·lules receptores de l'audició, dins de l'anomenat òrgan de Corti.
• Nervi auditiu: El nervi auditiu (VIII parell cranial) està format per la unió dels nervis coclear i vestibular. Porta informació auditiva i vestibular (equilibri) cap al sistema nerviós central.

Tensor del Timpà i Múscul Estapedi

Existeixen dos músculs associats als ossets de l'oïda que esmorteeixen i revesteixen els moviments dels ossets de l'oïda. Un d'aquests, a més, esmorteix els moviments (vibracions) de la membrana timpànica:

• Múscul de l'estapedi o múscul de l'estrep, innervat pel nervi facial.
• Múscul tensor del timpà o múscul del martell, innervat per un nervi provinent del gangli òptic pertanyent al parell cranial o nervi trigemin.

El funcionament consisteix en què el múscul tensor del timpà tira del mànec del martell cap a dins, mentre que el múscul de l'estrep tira aquest os cap a l'exterior. Quan aquestes dues forces s'oposen entre elles, permeten que tot el sistema d'ossos tingui molta rigidesa, disminuint considerablement la transmissió de les freqüències baixes (inferiors a 1.000 Hz) a l'oïda interna. La funció d'aquest mecanisme es basa, en part, en permetre l'adaptació de l'oïda a sorolls d'intensitats diferents, però sobretot en protegir el cargol de les lesions per sorolls excessivament intensos.

Òrgan de Corti

L'òrgan de Corti és un òrgan situat a l'interior de la còclea, concretament en un dels 3 canals (canal coclear). A sobre de la membrana basilar, dins del canal coclear, com ja hem dit, trobem aquest òrgan, que té tots els elements involucrats en la transducció dels sons: les cèl·lules ciliades (receptors), cèl·lules de suport i axons del nervi auditiu. Les cèl·lules ciliades tenen la funció de transformar els senyals acústics físics o mecànics en senyals electroquímics dirigits a l'àrea auditiva de l'escorça.

Transducció del So

Com ja hem dit anteriorment, l'òrgan de Corti està situat a sobre de la membrana basilar. Quan es produeix el moviment del fluid pels altres canals, fan moure aquesta membrana, i aquest moviment o deformació produeix l'activació de les cèl·lules ciliades. L'activació de les cèl·lules ciliades significa que aquestes es mouen i els pelets que tenen a la punta (que estan connectats entre ells) s'estiren els uns als altres, obrint els diferents canals. Quan es mouen els pèls en direcció al pèl més gran, es produeix un procés de despolarització (per l'entrada d'ions de potassi, K+) i posterior entrada de calci, Ca++, en les cèl·lules ciliades. El moviment dels cilis incrementa la tensió en la unió elàstica de les puntes i estira d'una "tapa", obrint el canal iònic i permetent l'entrada repetida d'ions.

Recorregut del So al Cervell

El nervi coclear és una part del nervi auditiu, també anomenat nervi estatoacústic o nervi vestibulo-coclear. És un nervi sensitiu-sensorial que es relaciona amb l'audició i l'equilibri. Està format per dues parts:

• Rama vestibular o nervi de l'equilibri.
• Rama coclear, en relació amb l'audició.

El nervi coclear està format pels axons de les cèl·lules ciliades que porten la informació auditiva. El camí que segueix la informació auditiva de les cèl·lules ciliades fins a l'escorça és el següent:

1. Primerament, la informació auditiva captada per les cèl·lules ciliades de la còclea és transmesa a les neurones que formen la branca auditiva del VIII parell cranial.
2. Els axons d'aquestes neurones porten la informació fins als nuclis coclears del bulb, on fan sinapsi.
3. A partir dels nuclis coclears, la informació és conduïda per dues vies simultànies: la via principal (contralateral) i la via secundària (ipsilateral).

Via Contralateral

L'axó de les neurones dels nuclis coclears creua la línia mitjana i sinapta amb neurones del nucli olivar contralateral. Els axons de les neurones de l'oliva bulbar condueixen la informació fins als col·licles inferiors del mesencèfal, formant el fascicle anomenat lemnisc lateral. Els axons de les neurones dels col·licles inferiors condueixen la informació fins al cos geniculat medial del tàlem. Finalment, des del tàlem, la informació es conduïda fins a l'escorça auditiva primària, localitzada en el lòbul temporal.

Via Ipsilateral

A la via ipsilateral, els axons de les neurones coclears condueixen la informació auditiva fins als col·licles inferiors ipsilaterals, bé de forma directa o bé amb una sinapsi intermèdia en el nucli olivar ipsilateral. Des d'aquí, la via segueix fins a l'escorça auditiva primària fent relleu en el tàlem, però de forma ipsilateral.