Urechea

Analizatoul acustic

Avand rolul de a receptiona unde sonore din mediul extern, si a elabora pe baza lor, asenzatii auditive, analizatorul acustic detine un rol de seama la animale, in legatura cu orientarea in spatiu si semnalizarea hranei si a pericolelor. La om, in afara acestor roluri, a caror importanta este diminiuata, analizatorul acustic serveste pentru perceperea vorbirii, care sta la baza relatiilor interumane.

Segmentul periferic, al analizatorului acustic este constituit din 3 portiuni care respectiv capteaza, transmit si percep unde sonore. Deci practic, numai ultima portiune este receptoare, celelalte avand doar roluri adjuvante.

Pavilionul urechii colecteaza si dirijeaza undele sonore spre conductul auditiv extern,. La unele animale, pavilionul urechii este mobilin diverse directii, putanduse misca la fel ca o antena de radar, pentru a percepe cat mai bine directia si distanta sursei zgomotului. Undele captate de pavilion sunt transmise de, pe cale aeriana, prin conductul auditiv extern, pana la membrana timpanului. Aceasta functioneaza ca un rezonator, care vibreaza la modificarile de presiune determinate de undele sonore si transmite vibratiile lantului de oscioare din urechea medie (ciocan, nicovala si scarita). Articulatiile dintre aceste oscioare sunt astfel dispuse, incat miscarea manerului ciocanului determina o miscare de acelasi sens al talpii scaritei, care se sprijina pe membrana care obstrueaza fereastra ovala si care, la randul sau, modifica presiunea lichidului din urechea interna. Lantul de oscioare nu are numai rolul de a transmite pasiv vibratiile, dar prin muschiul ciocanului si al scaritei contribuie la modificarea intensitatii sunetelor, contractia muschiului ciocanului diminuand amplitudinea vibratiilor prea puternice, iar cea a muschiului scaritei amplificand sunetele prea slabe. Transmiterea undelor sonore prin urechea medie se face, atat pe cale osoasa – prin lantul de oscioare si prin oasele craniului -, cat si pe cale aeriana prin modificari ale presiunii aerului din cavitatea timpanica determinate de vibratiile timpanului.

De aceea acuitatea auditiva diminua dar nu dispare, cand timpanul este perforat sau distrus, precum si cand astuparea trompei Eustachio, urmata de resorbtia aerului din cavitatea timpanului, modifica presiunile exercitate pe cele doua fete ale membranei, diminuand astfel amplitudinea vibratiilor.

Urechea interna contine aparatul de percepere sonora, reprezentat de organul Corti. Situat in interiorul melcului membranos, pe mebrana mazilara, organul Corti are o forma spiralata, intinzandu-se de la varful pana la baza melcului. Celulele senzoriale auditive sunt asezate pe doua randuri – unul intern si celalalt extern –, la om fiecare melc continand aproximativ 3500 de celule interne si 20000 de celule externe. Perii celulelor senzoriale strabat membrana lamina reticularis si varfurile lor sunt inclavate, in membrana tectoriala vascoasa, subtire si elastica. In jurul celulelor ciliate exista o retea bogata de fibre nervoase provenite din neuronii ganglionului spiralat.care formeaza contingentul de fibre auditive ale nervului acustic. Fiecare nerv acustic este constituit din aproape 28000 de fibre, ceea ce arata ca nu se produce o convergenta a impulsurilor provenite de la elementele receptoare; dar cele mai multe celule senzoriale primesc mai multe fibre nervoase si cele mai multe fibre inerveaza mai multe celule senzoriale.

Vibratiile scaritei pe membrana ferestrei ovale se transmit, sub forma undelor propagate, perilimfei din scala vestibuli celei din scala timpani, ajungand pana la fereastra rotunda, care va vibra la randul ei. Unda se amplifica pe masura ce se departeaza de fereastra ovala, atinge amplitudinea maxima mai aproape de baza melcului pentru sunetele inalte si mai aproape de varful melcului, pentru sunetele joase, si apoi diminua rapid. Membrana bazilara care nu este sub tensiune asa cum se credea inainte, este deprimata in zona in care amplitudinea undelor propagate este maxima, deci la o distanta care depinde de frecventa undei sonore. Ca urmare a miscarii membranei tectoriale fata de lamina reticularis, cilii celulelor sunt indoiti si in nervii auditivi sunt generate potentiale de actiune. Deci, la nivelul urechii interne vibratiile lichidiene sunt transformate in impulsuri nervoase, pe baza carora se vor elabora in creier senzatiile audtive.

Impulsurile nervoase declansate sub influenta undelor sonore se transmit de la nivelul organului Corti, pe calea fibrelor nervului auditiv, in bulb, la nucleii cohleari ventral si dorsal, unde aceste fibre fac sinapsa. De la nivelul bulbului in sus, impulsurile auditive provenite din fiecare urech se impart bilateral si, strabatand diverse cai directe si incrucisate, dupa un releu talamic, ajung in cortexul auditiv. Fiecare cortex auditiv primeste in partea sa anterioara impulsuri generate la varful melcului, iar in partea sa posterioara, impulsuri de la baza melcului. Polul superior al analizatorului acustic se gaseste la om la baza scizurii sylviene, in aria

41, si primeste impulsuri de la ambele urechi si de aceea lezrea unilaterala a acestei zone nu altereaza auzul.

Senzatii sonore determina numa sunetele care au o anumita amplitudine, in timp ce acelea cu o amplitudine prea mare determina o senzatie dureroasa de presiune. Amplitudinea unui sunet se exprima obisnuit in decibeli. La omul normal, nivelul sunetului standard care constituie pragul auditiv corespunde, la zero decibeli, unei presiuni de 0,000204 dyne/cm2. Intensitatea sunetelor, apreciata pe baza scarii decibel, este cuprinsa intre intensitatea prag 0 si 140 db. nivel la care organul Corti este in pericol de a fi lezat. Deoarece scara decibel este logaritmica, nivelul maxim (140db) reprezinta o energie a sunetului de 100 de milioane de ori mai mare fata de cea a pragului auditiv (1014). Ca referinte, mentionam ca amplitudinea vocii soptite este de 20db, cea a vocii in conversatie obisnuita de 50db, cea a zgomotelor unui oras mare de 80 db, iar zgomotul unui motor de avion de 120 db.

Urechea umana percepe numai sunetele cu o frecventa cuprinsa intre 20 si 20000 cicli/sec., in timp ce urechea unor animale este mult mai sensibila (cainele). Cea mai mare sensibilitate la om exista intre 1000 si 3000 cicli/sec., cand se pot face diferentieri de frecventa de 0,3%, dar deasupra si dedesubtul acestor valori discriminarile se fac mai greu. La frecvente foarte scazute (32-64 cicli/sec), diferentierea de frecventa minima este de 1%, iar la frecvente foarte mari (16000-20000 cicli/sec.) discriminarea auditiva este foarte slaba. Ureche unui om obisnuit poate diferentia aproximativ 2000 de tonalitati de sunet, iar cea a muzicienilor poate face diferentieri mai multe. Urechea umana percepe unde sonore, repetate intr-o anumita ordine (sunete) sau succedandu-se neregulat (zgomote).

Produse prin condensari si rarefieriale aerului, undele sonore au trei prorietati fundamentale: intensitatea, determinata de amptitudine, inaltimea, conditionata de frecventa si timbrul, depinzand de vibratiile armonice supraadaugate. Frecventa sunetelor percepute de urechea umana este cuprinsa intre 20 si 20000 Hz, depinzand de persoana.

Vibratiile sonore, captate, transmise si amplificate de un sistem de structuri alcatuind urechea externa si medie, impresioneaza organele receptoare ale aauzului din urechea interna, situata in stanca osului temporal.

Leziunile analizatorului acustic la diverse niveluri determina surzitatea. Cele mai frecvente sunt leziunile urechii externe sau medii, care impiedica sau diminueaza transmiterea sunetelor – surditate de conducere. Cauzele care pot determina aceasta surditate sunt: astuparea conductului auditiv extern prin dopuri de ceara sau corpi straini, distrugerea oscioarelor din urechea medie, ingrosarea timpanului dupa inflamatii repetate ale urechii medii etc. Mai rareori surditatea este consecinta leziunilor nervului acustic – surditate nervoasa, determinata de leziuni toxice (streptomicina), sau de tumori ale nervului acustic, sau de leziuni vasculare bulbare.

Analizatorul acustic la diferiteanimale

Delfinii

Deşi descind din animale terestre, delfinii înoată cu forţa şi graţia peştilor şi s-au adaptat în multe privinţe pentru a-şi găsi şi captura prada.

Delfinii sunt miracole ale evoluţiei. Fiind mamifere, structura corpului lor se aseamănă în fond cu al nostru, şi cu toate acestea, în cele 50 de milioane de ani ai procesului de adaptare au ajuns să semene în aşa măsură cu peştii, - dintre care îşi procură hrana – că la prima vedere îi putem considera mai mult peşti decât mamifere.

Corpul lor are o formă la fel de aerodinamică, fusiformă ca şi al peştilor, şi înoată cu ajutorul cozii, care se aseamănă cu înotătoarea codală a peştilor. Mobilitatea şi viteză lor de înaintare în apă ajung, ba chiar depăşesc viteza celui mai mare duşman al lor, rechinul. Pe lângă acestea ele şi-au păstrat anumite proprietăţi, caracteristici fundamentale ale strămoşilor tereştri; sângele cald, respiraţia cu ajutorul plămânilor iar femelele îşi alăptează puii.

Delfinii aparţin familiei cetaceelor cu dinţi. Sunt de dimensiuni mai reduse, hrana lor este alcătuită în cea mai mare parte din peşti şi sepii, cu toate că cel mare reprezentant al lor, orca (delfinul ucigaş), spaima mărilor, atacă focile şi alţi delfini.

Lumea sunetelorÎn percepţia delfinilor cel mai important rol îl are urechea. Acest organ

practic nici nu se vede din exterior – se pot observa doar două orificii aflate în spatele ochilor, dar care funcţionează extrem de eficient. Delfinii s-au adaptat foarte mult la mediul de propagare a undelor sonore în mediul subacvatic, printre care cu posibilitatea de a percepe

sunetele în ,,stereo”, astfel pot localiza direcţia exactă de unde provine sunetul respectiv.

Urechea interioară a delfinului este înglobată într-un ţesut asemănător spumei, astfel nu preia vibraţia craniului. În concluzie, undele sonore interceptate din lateral, nu ajung deodată la ambele urechi, din diferenţa de timp delfinul poate constata precis direcţia din care provin acestea.

Această calitate este foarte importantă, deoarece delfinul trăieşte în lumea sunetelor, pe de o parte între sunetele emise de alte animale, pe de altă parte între cel emise de el însuşi.

Delfinul se orientează cu ajutorul sonarului, radarul cu ultrasunete, asemenea liliacului. Emite continuu semnale sonore scurte (ultrasunete), care se reflectă pe obiectele aflate în preajmă.

Defineşte distanţa obiectului din diferenţa de timp dintre momentul de emisie şi cel de recepţie a unui sunet, iar cu ajutorul auzului stereo şi direcţiei lui aceste sunete sunt practic mici impulsuri emise foarte des, de urechea umană este

percepută asemenea scârţâitului unei uşi.

Aceste sunete sunt produse de orificiul nazal şi sunt reflectate de suprafaţa concavă a craniului, după care sunt focalizate de

lentila acustică, formată dintr-un ţesut adipos, aflat deasupra botului şi feţei.

Această formaţie asemenea unui ,,pepene”, dă forma boltită a frunţii mai multor specii de delfini. Prin analiza instinctivă a ecourilor auzite, un delfin îşi poate imagina perfect mediul înconjurător, astfel poate ocoli obstacolele şi poate găsi animalele care pot constitui pradă.

În procesarea înformaţiilor terbuie să ia parte un număr foarte mare de celule nervoase şi probabil acesta este motivul principal pentru masa neobişnuită de mare a creierului delfinilor (masa creierului unui delfin adult este de 2 kilograme, iar a unui om adult doar de 1,5 kilograme).

Nu există nici un dubiu că delfinul este un animal extrem de inteligent, cu o capacitate dezvoltată de învăţare.

Broasca raioasa cu burta ca focul (Bombina bombina) vietuieste in Europa, se diferentiaza de celelalte specii prin felul in care detecteaza sunetele. Daca majoritatea broastelor poseda in organism o “ureche medie”, pentru a primi si a transmite sunetele catre organismul senzorial al urechii interne, care se afla in conexiune cu creierul, acesta asculta cu plamanii. Undele sonore calatoresc prin gura broastei si reverbereaza in plamani, aflati imediat sub piele. Apoi undele sunt transmise prin tesuturile moi la urechea interna.

Pestii

Simtul auzului. Spre deosebire de animalele vertebrate terestre,pestii sunt lipsiti de urechea externa,de cea medie si de o parte a urechii interne(melcul sau organele lui Corti) ; ei au numai o ureche interna pereche(otocist) adapostita in cutia craniana(regiunea periotica)formata dintr-un labirint membranos.Lipsa urechii externe si medii pe de o parte ,iar pe de alta parte intortochiata complicatie a urechii interne,pentru care a si primit numele de labirint,au facut pe multi sa presupuna ca pestii nu aud.Cert este ca diverse specii de pesti aud perfect.Ceea ce nu pot distinge pestii prin organul lor auditiv este tonalitatea sau cum spune Matout,”pestii aud numai zgomotul muzicii dar nu muzica propriu-zisa.Sigur ca in lumea lor ,in lumea apelor ,ei percep sunetele cu mai multa sensibilitate decat omul ,dar noi suntem obisnuiti sa comparam totul cu simtul nostrum auditiv ceea ce este cu totul altceva.Faptul ca pestii percep anumite sunete este cunoscut.In practica pescuitului,la anumite popoare (Japonia,Ungaria,Romania)se intrebuinteaza ca mijloc de ademenire a pestilor, diferite zgomote produse de clopotei, tobe,carraitoare,pentru sonm cloncul, care imita zgomotul unei broaste ce sare pea pa etc. ”Zgomotul” acestor obiecte este perceput de pesti prin rudimentara lor ureche.. Neamul ciprinidelor ca si al somnului are simtul auditiv mai evoluat ,receptionand tonurile prin aparatul lui Weber, care se afla in legatura cu vezica aeriana si cu urechea interna. In general pestii percep sunetele joase de 30-3000 vibratiuni pe secunda. De urechea interna, pestele se serveste si pentru simtul echilibrului .

Pestii care au oasele urechilor asimetrice intampina dificultati in reintoarcerea in reciful din care provin, in special din cauza schimbarilor de recif, au descoperit cercetatorii de la Universitatea James Cook si cei de la Institutului australian de Stiinta Marina, informeaza Reuters. Stresul provocat de schimbarile climatice, precum si incalzirea si cresterea aciditatii apelor marine, ar putea impiedica dezvoltarea oaselor urechilor pestilor tineri, de care acestia au nevoie pentru a se ghida in navigatie."In opinia noastra, asimetria oasele urechilor din stagiul incipient de viata al pestilor de recif ii impiedica pe acestia sa se stabileasca in reciful de corali", sustine Monica Gagliano, cercetator in domeniul piscicolPotrivit cercetatorilor, animalele vertebrate inteleg sunetele prin comparatia diferentelor din semnalul acustic captat intre cele doua urechi, iar ca totul sa decurga normal, structura urechilor trebuie sa fie simetrica. Asimetria oaselor urechilor nu face pesti surzi, dar se pare ca le afecteaza aceasta abilitate de a se ghida.

Asimetria oaselor poate fi pusa pe seama incalzirii si cresterii aciditatii apelor marine, determinata de nivelul inalt de dioxid de carbon din atmosfera. Oceanele absorb CO2 din atmosfera, actionand ca un burete imens care absoarbe gazele cu efect de sera.

Urechile pestilor, ca si scheletul acestora, dar si coralii din recife sunt alcatuite din carbonat de calciu. In momentul in care aciditatea apei creste, se imputineaza cantitatea de carbonat de calciu, iar stucturile care se bazeaza pe aceasta substanta au de suferit.

In urma unui studiu facut pe specie de pesti care abunda in Marea Bariera de Corali si reciful Ningaloo, specialistii au descoperit ca doar 41% dintre pestii care eclozeaza au urechile simetrice, iar restul de 59% le au asimetrice.

Mai mult, dupa ce au examinat oasele urechilor pestilor care s-au intors din ocean in recif, cercetatorii au ajuns la concluzia ca doar cativa dintre pestii cu urechile asimetrice au reusit sa-si croiasca drum inapoi catre recif.

Pe de alta parte, pestii cu urechile asimetrice care au reusit sa ajunga in recif, au parcurs drumul intr-un timp mai lung decat cei cu urechile simetrice.

"Nu toti pestii au fost creati la fel si nu toti reusesc sa supravietuiasca, chiar si intr-un mediu curat", a declarat cercetatorul Martial Depczynski.

Totusi, mortalitatea din randurile pestilor care ies in ocean sa-si depuna icrele este foarte probabil sa creasca mai ales ca pestii tineri nu pot naviga spre recif cu ajutorul sunetelor, a continuat Depczynski

Damian Ioan-Viorel An I fac. Ecologie si protectia mediului sgr.3Indrumător: Lector univ. Gheoca Dan