Segmentul central al analizatorului auditiv

Segmentul central al analizatorului auditiv este localizat la nivelul girusului temporal superior.

Urechea umană percepe sunete cu frecvenţa cuprinsă între 20 şi 20.000 Hz şi amplitudini între 0 şi 130 de decibeli (1 db =1 dyne/cm2).

Undele sonore sunt produse de rarefieri şi condensări ale aerului şi au ca proprietăţi fundamentale:

→ înălţimea, determinată de frecvenţa undelor;

→ intensitatea, determinată de amplitudine;

→ timbrul, determinat de vibraţiile armonice superioare însoţitoare.

Celulele senzoriale de la nivelul organului Corti transformă energia mecanică a sunetelor în impuls nervos.

Sunetul este transmis până la organul Corti atât prin intermediul lanţului de oscioare din urechea medie (transmitere aeriană), cât şi prin oasele craniului (transmitere osoasă).

1. Transmiterea aeriană este fiziologică. Ea începe la nivelul pavilionului urechii, care captează şi dirijează sunetele spre conductul auditiv extern. La capătul acestuia, unda sonoră pune în vibraţie membrana timpanului care, la rândul său, antrenează lanţul celor trei oscioare. Unda sonoră este transmisă mai departe succesiv ferestrei ovale, perilimfei şi endolimfei. Variaţiile de presiune ale endolimfei fac să vibreze membrana bazilară, pe care se găseşte organul Corti.

De la timpan, vibraţiile sonore se transmit ferestrei ovale, astfel încât se respectă întocmai frecvenţa şi faza vibraţiilor, dar în acelaşi timp are loc o amplificare a intensităţii semnalului. Aceasta rezultă, pe de o parte, din diferenţa dintre suprafaţa membranei timpanului (55 mm2) şi a ferestrei ovale (3,2 mm2) şi, pe de altă parte, din creşterea de 1,3 ori a forţei cu care se deplasează scăriţa. În acest fel, se realizează o creştere de 22 de ori a presiunii exercitate de unda sonoră asupra perilimfei, faţă de cea exercitată asupra aerului.

2. Transmiterea osoasă nu este evidentă decât în situaţii patologice, în care este compromisă transmiterea aeriană. Perforaţiile timpanului nu duc la surditate, ci numai la o scădere a acuităţii auditive a urechii respective.

Vibraţiile perilimfei determină vibraţii ale membranei bazilare, care antrenează celulele auditive ai căror cili vor suferi deformaţii mecanice la contactul cu membrana tectoria. Înclinarea cililor într-o parte depolarizează celulele, iar în direcţia opusă le hiperpolarizează.

Aceste alternanţe de potenţial receptor produc potenţiale de acţiune la nivelul fibrelor senzitive ale neuronilor din ganglionul Corti. Depolarizările celulelor senzoriale cresc frecvenţa potenţialelor de acţiune, iar hiperpolarizările o reduc.

Membrana bazilară are vibraţii de amplitudine maximă la o distanţă variabilă faţă de scăriţă, în funcţie de frecvenţa undei sonore.

Astfel, un sunet cu frecvenţa mai mare va determina vibraţii cu amplitudine maximă în apropierea scăriţei, după care unda sonoră nu se transmite mai departe. Un sunet cu frecvenţa medie va determina vibraţia membranei bazilare cu amplitudinea maximă spre mijlocul distanţei dintre scăriţă şi helicotremă, iar un sunet cu frecvenţa redusă se va propaga până aproape de helicotremă pentru a produce vibraţii cu amplitudine maximă a membranei bazilare.

Membrana bazilară are o structură comparabilă cu un resonator cu coarde, căruia îi corespund particularităţi de elasticitate şi de rezonanţă: baza melcului intră în rezonanţă cu sunetele de frecvenţă înaltă (15.000 Hz), mijlocul membranei bazilare rezonează cu frecvenţe medii (5.000 Hz), iar vârful melcului, cu frecvenţe joase (20-500 Hz).

Fiecare sunet va pune în vibraţie începutul membranei bazilare, dar va determina vibraţii cu amplitudine maximă în zone diferite ale acesteia, în funcţie de frecvenţa sa. În acest mod, membrane „descompune” sunetele în componente, adică face o primă „interpretare” a aspectului frecvenţelor sonore.

Fiecare neuron senzitiv din ganglionul spiral Corti transmite impulsuri nervoase de la o anumită zonă a membranei bazilare.

Această specializare zonală se păstrează în continuare şi la celelalte staţii de releu ale căii acustice. Sunetele de o anumită frecvenţă activează anumiţi neuroni cohleari, coliculari şi talamici. În acest mod, excitaţiile sonore, separate în frecvenţele componente la nivelul membranei bazilare se transmit prin „fire izolate” spre neuronii corticali.

Scoarţa interpretează frecvenţa sunetelor auzite, în funcţie de neuronii corticali la care ajung impulsurile nervoase auditive. Datorită legăturilor directe între receptor, calea auditivă şi neuronul central, scoarţa cerebrală interpretează vibraţiile membranei bazilare cu tonalităţi diferite. Excitarea unor neuroni din aria primară determină perceperea unor tonuri sonore, în timp ce excitarea ariei associative (auditive secundare) provoacă senzaţii şi percepţii auditive (aude melodia); excitarea unor arii asociative temporo-occipitale evocă experienţe complexe trăite anterior.

Distrugerea ariilor primare provoacă surditate, iar distrugerea celor secundare nu aboleşte auzul, însă face imposibilă înţelegerea semnificaţiei cuvintelor vorbite.

Identificarea direcţiei de unde vine sunetul se realizează prin două mecanisme principale: prin detectarea decalajului în timp dintre semnalele acustice care intră în cele două urechi şi prin diferenţa de intensitate a sunetului care ajunge la cele două urechi. Primul mecanism este realizat la nivelul nucleului olivar superior medial, iar cel de-al doilea la nivelul nucleului olivar superior lateral. În afară de integritatea nucleului olivar superior, pentru a detecta direcţia sunetelor este necesară şi integritatea căilor nervoase pe tot parcursul dintre nuclei şi cortex.