anatomia ochiului - fiziologiefiziologie.ro/didactic/2013-2014/cursuri/2013 - analizatorul auditiv...
TRANSCRIPT
11/5/2013
1
Functia vizuala
Fizica optica a vederii
Anatomia ochiului
11/5/2013
2
Structurile principale ale ochiului
Canalul lui Schlemm
Reteaua trabeculara
Iris
Corneea
Camera anterioara
Camera posterioara
Muschii ciliari
Nervul optic
Artera centrala retiniana
Sclera
Retina
Coroida
Macula
Discul optic
Corpul vitros
Procesele ciliare
Lens Pupila
Notiuni de fizica optica
∞ f
distanta focala f = distanta de la lentila pana in pct unde converg razele de lumina Se numeşte convergen ţa unei lentile inversul distanţei sale focale: Unitatea de măsură pentru convergenţa unei lentile este dioptria.
−
−
=
211
2 111
1
RRn
nf
Ex:Lentila plan convexa (n1 =1, R2=∞
Putere cornee=1/f=n2-1/R1=1,36-1/8*10 -4=0,36/0,008=45 dioptrii
( ) ( ) ( )111
1
01
1
1
111
1
1
2
1
12
12
1
2 −=
−
=
−−
=
∞−
−=
− n
R
Rn
Rn
R
nf
convexaplanlentila
11/5/2013
3
1/f=1/x +1/y 1/f=1/x+1/∞ 1/f=1/x
Nr de dioptrii =1/f => i.e. f = 2m => nr de dpt = 1/2 =0.5
f = 1m => nr de dpt = 1/1 =1
f = 0.5 m => nr de dpt = 1/0.5 =2
f = 0.25 m => nr de dpt = 1/0.25 =4
. .
Aceasta poate fi pusa si in formula"Newtonian"
Unde x1 = S1 − f si x2 = S2 − f.
S1=∞ => 1/S2=1/f => S2=f Daca f> ax optic = S2> ax optic Solutie aditia unei lentile convergente => S1=∞ => 1/S2=1/f +1/f’ => f> S2 = ax optic
11/5/2013
4
Emetropia
� Focalizarea pe retina a imagini obiectelor aflate la distanta cand muschiul ciliar este complet relaxat
� Ochiul prezinta un raport corect intre puterea de refractie a mediilor si lungimea axului
� In mod normal lungimea axului este de aproximativ 21-23 mm � Puterea de refractie a corneei este de aproximativ 39-44 dioptrii
si a cristalinului de 19-23 dioptrii
Acomodatia � Capacitatea cristalinului de a-si
modifica puterea de refractie pentru a asigura o imagine clara atat la distanta cat si aproape
� Cristalinul are o putere de refractie la tanar intre 20-34 dioptrii, la adultul de 40 ani intre 20-23 dioptrii si la varstnic de 20 – 21 dioptrii
� Pentru realizarea acomodatie participa: � Cristalinul � Ligamentul suspensor (20 de
zonule/ligamente) � Muschiul ciliar (componenta
circulara este cea mai imp.)
VEDERE LA DISTANTA
ACOMODARE- VEDERE DE APROAPE
11/5/2013
5
Acomodatia
∞ f
f (s2) f1 (s1)
s2 s1
S1=0,25 m 1/f1= 1/s1 +1/s2 S2 = ∞ => 1/s2 =0 1/f1=1/s1 = 1/0,25 =4D
1/f2 = 1/s1 + 1/s2 1/f =1/ ∞ +1/s2 = 1/s2 1/f2=1/f+1/s1= 1/f + 1/0,25=1/f + 4D 1/f2=1/f + 4D f2
Acomodatia � REFLEX CONDITIONAT CARE
APARE DUPA VARSTA DE 6 LUNI – timp necesar dezvoltarii functiei maculare
� Este realizata prin actiunea sistemului nervos parasimpatic � Nc accesor al nv oculomotor comun –
fibre preganglionare � Ggl ciliar – neuron II � Nervi ciliari scurti – fibre postganglionare
� Sistemul vegetativ simpatic • Primul neuron este situat in hipotalamus • Al dolea neuron se afla in coarnele
intermediolat ale maduvei spinarii la nivel C8-T2
• Al treilea neuron se afla in ggl cervical superior
II III
RETINA
CORP GENICULAT LAT
CORTEX OCCIPITAL
NC EDINGER WESTFAPHAL
GGL CILIAR
11/5/2013
6
Hipermetropia � Lipsa vederii la distanta si cu atat mai putin la aproape cand
muschiul ciliar este complet relaxat, datorita unei insuficiente de convergenta
� Exista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterea refractiva a mediilor: fie un ax scurt, fie o puterea mica a mediilor refractive
� Corectia se realizeaza cu lentile convexe sau la persoanele tinere prin acomodatie
� Ce reprezinta 1 dioptrie?
+1 dpt
11/5/2013
7
Miopia � Lipsa vederii la distanta cand muschiul ciliar este complet
relaxat, datorita unui exces de convergenta � Exista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterea
refractiva a mediilor: fie un ax lung, fie o puterea mare a puterii refractive a mediilor
� Corectia se realizeaza cu lentile concave
-1 dpt
Astigmatismul
� Viciu de refractie rezultat dintr-o abatere ordonata din punct de vedere geometric, a dioptriilor, de la forma sferica normala � corneea devine o calota torica
� Ochiul prezinta doua linii focale perpendiculare intre ele � Pacientul nu vede bine la aproape si la distanta � Necesita corectie cu cilindrii pozitivi/negativi
f1 f2
11/5/2013
8
Acuitate vizuala
� Reprezinta capacitatea ochiului de a distinge forma, dimensiunea si conturul obiectelor
� Este puterea de discriminare spatiala pe care ochiul o poate exercita pentru a vedea diferite detalii din spatiu
Discriminarea vizuala Spatiala
Minima perceptibila
Minima separabila (AV clinica)
Luminoasa (1%)
Temporala
Acuitatea vizuala � Reprezinta capacitatea
ochiului de a discrimina 2 puncte lumininoase distincte
� Este maxima la nivelul foveei fiind de 1 minut de arc de cerc si scade de 10 ori la periferie
� Se testeaza cu ajutorul optotipului de departe
10m 17mm
2µm 1mm 25 sec de arc de cerc
1 minut de arc de cerc-- 1.4 mm ? 25 de secunde de arc de cerc --1mm
11/5/2013
9
Acuitatatea vizuala in fotopic si scotopic
Examen FO
AV = 1/10
periferie
Celule Cu bastonas
Celule cu conuri
10 x 1’
Macula (central)
AV – este
Macula Periferie
AV 1/1 1/10
Tip de fotoreceptori Predominant conuri Predominant bastonase
Grosime retina mica �O parte din straturi sunt impinse lateral
Mare �Sunt prezente toate straturile
Convergenta stimulilor absenta raport con:cel ggl 1:1 Prezenta raport bastonas:cel gg de 10:1 pana la 100:1
11/5/2013
10
Cataracta � Reprezinta opacifierea cristalinului datorita unor procese
degenerative a fibrelor cristaliniene � Are loc o crestere a radicalilor liberi cu degradarea consecutiva
a proteinelor � Apare in general la persoane varstnice � Necesita inlocuirea cristalinului cu un implant care asigura o
vedere clara la distanta si in unele cazuri si la aproape
Presiunea intraoculara
� Valoarea normala = 11-21 mmhg � Valoarea normala este data de echilibrul dintre cantitatea de
umoare apoasa produsa de corpul ciliar si cantitatea eliminata producerea umorii apoase:
� La nivelul corpului ciliar –procese ciliare – epiteliul non-pigmentar � 2.0 to 2.5 µl × min-1
� Umoarea apoasa este eliminata prin:
� calea trabeculocanaliculara (trabecul� canal Schlemm � vene apoase) – 90%
� calea uveosclerala (prin traversarea fibrelor longitudinale ciliare) – 10%
11/5/2013
11
Canalul lui Schlemm
Reteaua trabeculara
Iris
Corneea
Camera anterioara
Camera posterioara
Muschii ciliari
Nervul optic
Artera centrala retiniana
Sclera
Retina
Coroida
Macula
Discul optic
Corpul vitros
Procesele ciliare
Lens Pupila
Scurgerea normala a umorii apoase
11/5/2013
12
Glaucomul � Distrugerea progresiva de fibre
nervoase datorita cresterii presiunii intraoculare (PIO)
� Punctul cel mai vulnerabil al
ochiului la cresterea presiunii intraoculare este capul nervului optic unde are loc o distruge a fibrelor nervoase datorita a 2 mecanisme: mecanic si ischemic
� Mecanismul cresterii PIO: � cresterea productiei (foarte rar), � scaderea eliminarii de umoare
apoasa (frecvent)
Aspect normal al fundului de ochi
Excavatie glaucomatoasa
Glaucomul prin scaderea eliminarii umorii apoase
Scurgerea apoasa prin ambele cai este diminuata
11/5/2013
13
Functia vizuala
Functia retinei si caile optice
Structura retinei � De la epiteliul pigmantar catre
suprafata avem urmatoarele straturi:
1. Membrana limitanta interna 2. Stratul fibrelor nervoase 3. Stratul celulelor ganglionare 4. Stratul plexiform intern 5. Stratul nuclear intern 6. Stratul plexiform extern 7. Stratul nuclear extern 8. Membrana limitanta externa 9. Stratul conurilor si bastonaselor 10. Stratul pigmentar
lumina
Semnale vizuale
11/5/2013
14
lumina
Lumina trebuie sa treaca prin toate straturile inainte de ajunge la fotoreceptori
Synapse
s Intregare sinaptica
Org
aniza
rea ce
lula
ra a
retin
ei
11/5/2013
15
Celulele cu conuri si bastonase..
Epiteliul pigmetar absoarbe lumina si reduce reflexia creand o camera obscura
Discurile fotoreceptorilor sunt locul transductiei
Procesul de transductie este mediat de pigmentii fotosensibili - rodopsina
Celulele cu conuri si bastonase � Raportul dintre celule cu bastonase si celulele cu conuri este de 20:1 � Celulele cu bastonase
� Contin o singura substanta fotosensibila numita rodopsina � Au o sensibilitate crescuta la lumina si sunt responsabile de vederea
scotopica, monocromatica � Sunt situate la periferie si absente in fovee; frecventa lor descreste de la
la periferie spre macula � Exista o convergenta de 100:1 (bastonase: celule ganglionare) in
periferie si mai mica spre macula � Celulele cu conuri
� Sunt de trei tipuri fiecare tip avand un pigment fotosensibil pentru culorile verde, rosu, albastru
� Sunt responsabile de vederea fotopica, cromatica � Prezinta o densitate scazuta in periferie numarul lor crescand spre
macula, iar in fovee se gaseasc numai acestea � Convegenta este mai mica decat pentru celulele cu bastonase iar in
fovee raportul este de 1:1 (conuri: celule ganglionare)
11/5/2013
16
Rodopsina
Energie luminoasa
Batorodopsina (n sec)
Lumirodopsina µ sec
Metarodosina I (m sec)
Metarodosina II (sec)
all-trans-retinal
all-trans-retinol Vit A
opsina
II-cis-retinal
II-cis-retinol
(RODOPSINA ACTIVATA)
Excitarea bastonaselor cand rodopsina este activata
N x Transducina
N x fosfodiesteraze
Scade GMPc
Inchiderea canalelor de Na
HIPERPOLARIZAREA CELULELOR CU BASTONASE
Scade eliberarea de glutamat la nivelul sinapsei
Retinal izomeraza
Rodopsina raspunde optim la lumina cu lungimea de
unda de 496 nm
Fototransductia
Dupa stimulare> Procesul de activare 1. rodopsin kinaza
2. arestina 3. refacerea rodopsinei
11/5/2013
17
Signal Transmission in the Retina
Adaptarea la intuneric Sensibilitatea la lumina creste in scotopic
Mecanisme implicate
Apertura irisului (pupila) 16X
Adaptarea conurilor (10 min)
Adaptarea bastonaselor (30 min)/15000b/c
Nivelul conc Ca++
Intuneric/cGMP ↑/conc Ca↑ prin patrunderea prin canalele neselective cGMP → stimuleaza fosfodiesterazele → inh GC → prev ↑ exagerata a cGMP
11/5/2013
18
Adaptarea la intuneric
Care este explicatia pentru durata mare a adaptarii la intuneric.
• in intuneric retinalul este redus la forma II-cis retinal
• se recompune rodopsina la nivelul discurilor
• nivelul de GMPc este refacut
• canalele Na2+ se redeschid
•celulele se depolarizeaza
• transmisia este reluata
Recompunerea lenta a retinalului
Circuitele neuronale ale retinei
Fotoreceptor
Celule orizontale
Celule bipolare
Celule amacrine
Celule ganglionare
Fibre nervoase
Conducere electronica/graduata
Potential
de actiune
Exista doua tipuri mari de circuite: 1. unul nou la nivelul maculei (conuri – celule bipolare- celule ganglionare), si 2. unul vechi la nivelul periferiei (bastonase – celule bipolare - amacrine – celule ganglionare) Circuitul care porneste de la celulele cu conuri conduce de 2-5 ori mai rapid semnalele vizuale Fotoreceptorii la nivelul sinapsei cu celulele bipolare si celulelor orizontale descarca glutamat un neurotransmitator excitator
11/5/2013
19
Inhibitia laterala – rolul celulelor orizontale
� Este importanta in toate sistemele vizuale
� Asigura cresterea contrastului vizual
� Conexiunea laterala prin intermediul celulelor orizontale sustine inhibitia laterala (GABA)
� O inhibitie laterala suplimentara este asigurata de celulele amacrine
excitatie inhibitie
lumina intuneric
Hermann Grid
11/5/2013
20
Celulele ganglionare � 1.600.000 �100.000.000 bastonase si 3.000.000 conuri � Exista trei tipuri de celule ganglionare � Celule W constitue 40% din celulele ganlionare, transmit
semnalul vizual de la celulele cu bastonase si sunt implicate in vederea scotopica
� Celulele X reprezinta 55% din total, transmit semnalul vizual de
la celulele cu conuri si asigura vederea fotopica, colorata. � Celule Y reprezinta 5% din total dendritele se raspandesc pe
campuri foarte largi si raspund la miscari rapide sau schimbari rapide ale intensitatii luminii avand functie de avertizare si determina miscarea ochilor spre stimulul luminos.
Excitatia celulelor ganglionare � Celulele ganglionare descarca in mod spontan potentiale de actiune
� Axonii celulelor ganglionare transmit semnalele vizuale pe calea potentialelor de actiune
� Chiar daca nu sunt stimulate celulele ganglinare descarca impulsuri cu o frecventa de 5 – 40 /sec
� Modificarile de intensitate a luminii determina modificarea ratei impulsurilor la deschidere (on) sau inchiderea(off) unui spot luminos:
� Deschiderea luminii: raspuns on-off
� Inchiderea luminii: raspuns off-on
excitatie
on off
Inhibitie laterala
11/5/2013
21
Vederea cromatica
� Celulele cu conuri sunt responsabile pentru vederea colorata.
� Celulele cu conuri contin fotopigmenti asemanatori rodopsinei care raspund optim la o anumita valoare a lungimii de unda a luminii:
a) albastru (absortie maxima 419nm)
b) verde (absortie maxima 530nm)
c) rosu (absortie maxima 560nm)
� 96% aminoacizi opsinei R/V si 44% A/R-V
Vederea cromatica
� Exista doua teorii care incearca sa explice vederea colorata:
a) Teoria tricromatica;
b) Teoria Hering sau teoria culorilor oponente galben-albastru.
11/5/2013
22
Absortia luminii de catre pigmentii vizuali
Toti cei trei pigmenti sunt necesari pentru vederea cromatica corecta. Este necesar minim doi pigmanti pentru vederea cromatica
Vederea tricromata se intalneste la 90% din populatie prin utilizarea n proportii apropiate de rosu, verde, albastru.
Vederea monocromata implica prezenta unui singur tip de pigment al conurilor si este foarte rara.
Discromatopsia este data de absenta unui dintre pigmenti, totusi individul vede aproape toate culorile utilizand doar doi pigmenti. Absenta pigmentului rosu �protanopie Absenta pigmentului verde �deuteranopie Absenta pigmentului albastru → tritanopie.
daltonism
Teoria tricromatica � Se bazeaza pe posibilitatea perceptie tuturor nuantelor culorilor
prin amestecarea in diferite combinatii ale celor trei culori fundamentale
� Excitatia diferita a celor trei tipuri de conuri � Intensitate excitatie fiecarui pigment este comparata de catre
creier � Exemple:
� Portocaliu = 99 : 42 : 00 � Verde = 31 : 67 : 36 � Albastru = 0 : 0 : 97 � Galben = 83 : 83 : 0
rosu galben albastru verde
11/5/2013
23
Teoria culorilor complementare galben-albastru
� Propune existenta unui proces neurologic care considera culorile a fi opuse
� Culoarea albastra este opusa culorii galbene (R-V)
� Culoarea rosie este opusa culorii verzi
� Culoarea alba este opusa culorii negre
� Cele doua teorii constitue baza vederii colorate
11/5/2013
24
Campul vizual fovea
PATA OARBA
superior
nazal temporal
inferior
Campul vizual
11/5/2013
25
Campul vizual
Sensibilitate vizuala
11/5/2013
26
Insula vederii
Pata oarba
Punct de fixatie
nazal
nazal
temporal
temporal
nazal temporal
Caile vizuale
Fibre corticofuge
Fibre pentru RFM Si pentru reflexul de fixare pe un obiect
11/5/2013
27
Cortexul vizual � Cortexul vizual primar
� Ocupa aria fisurii calcarine si se extinde catre polul occipital
� Semnalele din macula au proiectie in apropierea polului occipital
� Semnalele din retina periferica se proiecteaza in cercuri concentrice anterior de pol
� Structura: coloane neuronale cu diametru de 30-50 nm continand fiecare peste 1000 de neuroni, semnalele vizuale ajungand in stratul 4 si de aici urca spre straturile 1, 2, 3 curaspandire laterala pe distante scurte, fie coboara in straturile 5, 6 cu raspandire laterala pe distante mari
� Picaturile de culoare = zone aflate intre coloanele primare, primesc semnale laterale si raspund specific la semnalele de culoare
� Arii corticale secundare
� Situate anterior superior si inferior de cortexul primar vizual
� Analiza si interpretarea imaginilor:
11/5/2013
28
Miscarile oculare
Inervatia musculaturii extrinseci a globului ocular este asigurata de nv 3, 4, 6,
Nv IV
Nv VI
Interconexiuniile dintre cei trei nuclei ai nv 3, 4, 6 se realizeaza prin intermediul fasciculului longitudinal medial
Miscarile voluntare sunt asigurate de arii din lobul frontal prin tracturile frontotectale
Miscarile involuntare de fixatie sunt controlate de arii secundare din lobul occipital prin tracturile occipitotectal si occipitocolicular
De la nucleii pretectali si coliculari sup pornesc semnale prin fasciculul longitudinal median spre nucleii nervilor 3, 4, 6.
Reflexul fotomotor pupilar
Cand cantitatea de lumina care patrunde in ochi este prea mare, pupila se micsoreaza ajustand astfel cantitatea de lumina care patrunde in ochi obtinandu-se o vedere clara atat in mediu luminat cat si intunecat.
Este un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1,5 mm in lumina puternica pana la 8 mm in intuneric
Diametrul pupilar este controlat de sistemul nervos vegetativ.
Determina creterea profunzimii campului vizual in lumina puternica prin ingustarea fasciculului de lumina care ajunge la retina
11/5/2013
1
Analizatorul auditiv
Caracteristicile sunetului • Frecventa sau tonul – muzical îi corespunde înălţimea (măsurată
în Hz).
• Intenstatea sau amplitudinea- muzical îi corespunde nivelul de
intensitate sonoră (măsurat în dB).
• Durata - se calculeaza din momentul impactului pana la disparitia
ultimei vibratii percepute.
• Timbrul sau culoarea - carcateristica unui sunet muzical de a se
deosebi de alte sunete de aceeasi inaltime, durata si intensitate.
– Ex: doua sau mai multe instrumente interpreteaza concomitent acelasi
paragraf. Desi sunt aceleasi note, noi putem deosebi diferenta dintre
un pian si o chitara chiar daca ele canta in acelasi timp.
11/5/2013
2
Frecventa sunetului
• Frecventa vibratiilor da tonalitatea sunetului.
• Tonurile pure sunt simple unde sinusoidale. Acestea sunt rar intalnite in realitate de zi cu zi.
• Tonurile emise in mod uzual de instrumente, vocea umana sunt un amestec de sunete cu frecvente diferite: – Frecventele cele mai joase
constitue tonalitatea vocii
– Frecventele cele mai inalte constitue timbrul vocii
• Un amestec de frecvente fara legatura intre ele cum ar fi amplitudinea sau/si periodicitatea acestora se numeste zgomote
Intensitatea sunetului • INTENSITATEA - definită prin puterea vibraţiei pe unitatea de arie cu unitatea W/m2.
• PUTEREA este energia transmisă de unda sonoră într-o secundă şi are ca unitate de măsură wattul - W.
• INTENSITATEA sunetului reprezinta puterea sunetului pe unitatea de suprafata si se masoara in watti/m2
• I= putere/arie
• Deoarece variatia intensitatii sunetului (respectiv puterea sunetului) perceput de urechea umana variaza foarte mult (de la 10-12 W/m2 la 106 W/m2) intensitatea se exprima in mod obisnuit ca logaritmare a raportului dintre intensitatea sunetului si intensitatea sunetul de referinta (10-12 W/m2 )
• Majoritatea măsurătorilor de intensitate a sunetului se fac în raport cu o intensitate numită prag de audibilitate sau 0 iar unitatea utilizată în acest caz este decibelul – dB
Nivelul intesitatii sunetului (beli)= log IS /IS referinta Nivelul intensitatii sunetului (dB )= 10x log (IS / IS referinta)
Nivelule puterii sunetului (beli) = log putere sunet/putere sunet referinta Nivelule puterii sunetului (dB) = 10 xlog (PutereS/ PutereS referinta)
11/5/2013
3
Sursa de sunet
Puterea sunetului
Pac
watts
Nivelul de putere al
sunetului Lw
dB re 10−12 W
Racheta 1,000,000 W 180 dB
Motor turbojet avioane 10,000 W 160 dB
Sirena 1,000 W 150 dB
Concert rock, camioane 100 W 140 dB
Mitraliera 10 W 130 dB
Pic-hammer 1 W 120 dB
Trompeta, escavator 0.3 W 115 dB
Latratul cainelui 0.1 W 110 dB
Elicopter 0.01 W 100 dB
Voce tare, plans copil 0.001 W 90 dB
Vorbirea, masina de scris 10−5 W 70 dB
frigider 10−7 W 50 dB
Pragul audibil 10−12 W 0 dB
Presiunea sunetului
• Nivelul presiuni sunetului in dB (decibel sound pressure level)
• Intensitatea sunetului = Puterea sunetului /aria ≈patratul presiuni
• Putem caracteriza sunetul fara a tine cont de aria pe care actioneaza si de unitatea de timp
• Pentru ca intensitatea sunetului este direct proportionala cu presiunea2 si aceasta variaza ca
si intensitea foarte mult, presiunea sunetului se exprima ca logaritmare a raportului dintre
patratul presiunii sunetului si patratul presiunii atmosferice
• Nivelul de presiune al sunetului = log (pres2/pres referinta2)= 2log (pres /pres referinta)
• Nivelul de presiune al sunetului (dB) = 20 log (pres/pres de referinta-atm)
Ex. 1 Presiunea sunetului este de 10 ori mai mare decat cea de referita (px= 10*po= 2 *10-4) NPS=20 log 10po/po = 20 log 10= 20 dB Ex 2 Daca doua persone vobesc cu o intensitate (presiune) a sunetelor de 70 dB suma presiunii sunetelor va fi: NPS =70dB= 20*log px/po Log px/po =3,5 => px/po = 3162 (3.16 *103) => px = 3.16 *103 * 2 * 10-5= 6.3 * 10-2
NPS = 20 log 2*6.3 10-2/(2*10-5) =20 log 6.32 * 103= 20 *3.8 =76 dB
11/5/2013
4
Presiunea sunetului
Sursa sunetului Presiunea sunetului Nivelul de presiune al sunetului
pascal dB re 20 μPa
Limita superiaoara teoretica pentru un sunet
nedistorsionat intr-un mediu cu presiune de
o atmosfera
101,325 Pa 194.0937 dB
Turboreactor de avion la 30 m 630 Pa 150 dB
Pragul dureros 100 Pa 130 dB
Leziuni ale urechii la expuneri scurte 20 Pa approx. 120 dB
Avion la 100m 6 – 200 Pa 110 – 140 dB
Pick hammer la 1 m 2 Pa approx. 100 dB
Leziuni ale urechii la expunere prelungita 6××××10−1 Pa approx. 85 dB
Strada la 10 m 2×10−1 – 6×10−1 Pa 80 – 90 dB
Televizor la 1 metru 2×10−2 Pa approx. 60 dB
Vorbirea normala la 1 metru 2××××10−3 – 2××××10−2 Pa 40 – 60 dB
Camera linistita 2×10−4 – 6×10−4 Pa 20 – 30 dB
Respiratie calma, fosnetul frunzelor 6×10−5 Pa 10 dB
Pragul auditiv la 1000 Hz 2×10−5 Pa 0 dB
11/5/2013
5
Urechea externa: * pavilionul urechii * canalul auditiv extern * membrana timpanica
Urechea medie
Sistem format din:
• 3 oscioare:
ciocanul, nicovala,
scarita
• 2 muschi: muschiul
tensor timpanisi
muschiul scaritei
• ligamente care
mentin pozitia
oscioarelor
11/5/2013
6
Urechea medie
• Rolurile urechii medii sunt:
– Asigura corespondeta impedantei intre aer si apa prin :
• Scaderea amplitudinii undelor sonore dar cu cresterea fortei
acestora de 1,3 ori
• Prin raportul dintre suprafata timpanului si suprafata ferestrei
ovale 55mm2:3,2mm2 =17:1
• Forta totala creste de aproximativ 22 de ori (17x1,3)
• Aceasta amplificare a fortei face ca sunetele cu frecventa cuprinsa
intre 300 si 3000 Hz sa se transmita in proportie de 50-75%
– Prin contractia muschilor tensor al timpanului si stapedius
se produce:
• Cresterea rigiditatii sistemului oscular determinand reducerea
transmisiei sunetelor in special al celor cu frecventa joasa atunci
cand acestea au o intensitate foarte mare – reflexul acustic
Urechea medie
Doar 1-3% din energia acustica se transmite
50-75% din energia acustica se transmite La nivelul urechii medii
11/5/2013
7
Urechea interna
Cohleea
• Este alcatuita din trei canale circulare spiralate alaturate
– Scala vestibulara
– Ductul cohlear
– Scala timpanica
• Cele trei canale sunt separate de:
– Membrana Reissner (vestibulara)
– Membrana bazilara
• La nivelul ductului cohlear se afla organul Corti
• Scala timpanica si vestibulara contine perilimfa
• Ductul cohlear contine endolimfa
• Scala vestibulara comnunica cu fereastra ovala si cea timpanica cu fereastra rotunda.
– 35mm lungime si 2,5 ori rotatie
11/5/2013
8
Organul Corti
• Este situat in ductul cohlear, acoperit de membrana tenctoriala
• Terminatiile externe ale celulelor paroase sunt fixate de lamina reticulata sustinuta de celulele cohleare triunghiulare
• Fibrele bazilare lamina reticulata si celule paroase formeaza o unitate compacta
• Membrana tectoriala este fixata la nivelul limbului spiral si nu se poate deplasa iar varfurile cililor sunt fixati in aceasta. Astfel, deplasarea membranei bazilare impreuna cu celulele paroase determina indoirea stereocililor
Membrana bazilara
• Membrana fibroasa prezinta 20000 -30000 fibre bazilare fixate printr-un singur capat la columela (partea centrala a cohleei)
• Prezinta o elasticitate variabila de la baza si pana la helicotrema deoarece:
– Lungimea fibrelor creste progresiv -> 0,04 mm baza pana la 0,5 mm vf
– diametrul scade de 100 de ori de la baza spre vf
• Rezonanta cu frecvente inalte la baza (fibre groase si scurte) si cu frecvente joase la varf (fibre subtiri si lungi)
11/5/2013
9
• Undele patrund prin fereastra rotunda si determina vibratia lichidului si a membranei bazilare
• Aceste unde se deplaseaza de-a lungul cohlei.
• Atunci cand vibratiile intra in rezonanta cu fibrele bazilare se produce maximul de amplitudine a membranei si deasemenea disiparea enegiei undei
• Undele cu frecventa joasa, 200Hz intra in rezonata maxima la varful cohlee si deci trebuie sa-o parcurga in intregime
• Undele cu frecvente inalta intra in rezonata la baza cohelei astfel ca energia acestora se disipeaza rapid 8000 Hz
• Undele cu frecventa intermediara vor intra in rezonanta cu membrana bazilara intre vf si baza
11/5/2013
10
Urechea interna - Organul Corti
Celulele paroase
11/5/2013
11
Celulele paroase • Sunt de doua tipuri:
– Celule paroase interne 3500
– Celulele paroase externe 12000
• Au diametrul de 8 microni
• Fac sinapsa cu teminatile libere ale neuronilor din ganglionul spiral Corti
• Rolul cel mai important il au celulelor paroase interne care au aprox 90-95% din terminatiile nervoase
• Stereocili care vin in contact cu membrana tenctoria prezinta canale de K care se deschid sau se inchid in functie de directia in care se deplaseaza acestia
• Endolimfa are un potential de + 80 -+100 mV si contine K in conc crescuta 140 mEq
• Potetialul endomembranar este de -70 mV
• Diferenta de potential este de 150 mV
• Stimularea celulei paroase � influx de K � depolarizare� influx de Ca � eliberare mediator (glutamat)
• Celulele paroase externe –prestina (transportor de anioni)
– Determine modificarea de forma a celulei
– Contractia este f rapida 100microsec
– Nu e dependenta de Ca sau de ATP
Diferentele anatomice intre celulele
paroase interne si externe
From Gelfand (1998)
Aferente in majoritate 95% fac sinapsa cu celulele paroase interne (dendrite ale ggl spiral) Eferentele in majoritate fac sinapsa cu celulele paroase externe (axoni ai nucleului olivar sup) → Asigura focusul auditiv
Terminatii eferenteTerminatii aferente
Celula paroasa interna Celula paroasa externa
Terminatii aferente Terminatii eferente
11/5/2013
12
Determinarea frecventei
sunetului
• Teoria localizarii:
– Se bazeaza pe capacitatea membranei bazilare de
a intra in rezonanta cu sunete la distante variabile
in functie de frecventa acestora.
– Este eficienta pentru sunete cu frecventa mai
mare de 2000 Hz
• Teoria temporala sau a frecventelor
– Sunetele determina rafale de impulsuri nervoase
sincronizate la aceleasi frecvente
– Este eficienta pentru frecvente joase (20 -2000 Hz)
Determinarea intensitatii sunetului
• Intensitatea sunetului este decodata prin 3
mecanisme
• Cresterea amplitudini vibratiei membranei bazale
cu cat sunetul este mai puternic va determina:
• Deformare mai mare a stereocililor -> cresterea frecventei
impulsurilor
• Cresterea numarului de celule stimulate -> cresterea
numarului de fibre nervoase stimulate
• Transmiterea de catre celulele paroase externe de impulsuri
prin fibre aferente ale nervului cohlear
11/5/2013
13
Caile de conducere • Neuron 1 – ganglionul spiral Corti
Nervul VIII
• Neuron 2 – nucleii cohleari dorsali si ventrali (bulb sup)
• Neuron 3 – nucleul olivar superior
– Contralateral (majoritatea)
– Ipsilateral Lemniscul lateral
+/- nc lemniscului lateral
• Neuron 4 – coliculul inferior
• Neuron 5 – nucleul geniculat
median Radiatiile auditive
• Cortexul auditiv
Cortexul primar
Sase harti tonotopice
•Este situat in regiunea supratemporala a girusului temporal superior. •Raspunde la frecvente sonore unice •Neuronii raspund la intervale scurte de frecventa ( prin fenomenul de inh laterala) •Determina tiparele sonore simple
11/5/2013
14
Cortexul auditiv de asociatie
• Asociaza diferite frecvente sonore
• Asociaza sunetele cu informatii din alte regiuni senzoriale
• Determina tiparele sonore tonale sau secventele complexe
• Transmit informatia catre aria Wernicke (parte a cortexului auditiv situata in regiunea post a girusului temporal superior
• Leziuni ale ariei primare :
– Unilateral: hipoacuzie usoara CL, pierderea capacitatea de a determina pozitia sursei in spatiu
– Bilateral: hipoacuzie grava
• Leziuni ale ariei secunadare:
– Pastreaza capacitatea de a auzi si interpreta tipare sonore simple
– Incapacitetea de a percepe semnificatia cuvintelor (lezarea ariei Wernicke)
Detectarea directiei sunetelor • Este initiat la nivelul nucleilor olivari superiori:
– Grupul lateral: compara intensitatea sunetelor percepute de cele doua canale auditive pentru acelasi sunet
• Functioneaza optim pentru sunete cu frecventa
mare
– Grupul median compara intarzierea aceluiasi sunet perceput de cele doua canale auditive (neuronii prezinta aferente ipsi si contralaterale).
• Neuroni din marginea nucleului raspund maximal la intervale mici de timp, iar cei din marginea opusa la intervale mari
• Functioneaza optim pentru sunete cu frecvente
mai mici de 3000Hz
• Forma urechii externe (pavilioanelor) asigura diferentierea sunetele care vin din fata respectiv cel din spate prin modificarea calitatii acestora (cresterea intensitatii sunetelor cand acestea provin din fata)
• Acesta informatie (directia sunetului) este condusa catre cortex posibil pe alte cai decat cea pentru tonuri.
11/5/2013
15
Surditatea • Surditatea nervoasa
– Pentru sunetele cu frecventa joasa se produce prin expunerea la zgomote cu frecventa joasa si intensitate mare
– Pentru toate sunetele: medicamente toxice: kanamicina, cloramfenicol
– Nu exista tratament
• Surditatea de transmisie – Leziuni ale urechii medii:
osteosleroza, infectii grave sau/si repetate, anchiloza fetei sacritei
– Se produce o fibrozare si calcifiere excesiva a sistemului tipano-osicular
– Tratament : chirurgical +/- protezare auditiva