Sistemas Sensoriais/Sistema Auditivo/Anatomia Sistema Auditivo

Anatomia do Sistema Auditivo

Ouvido (externo) Humana

O objectivo desta secção é explicar a anatomia do sistema auditivo dos seres humanos. Este capítulo ilustra a composição dos órgãos auditivos pela ordem em que recebem a informação acústica durante a percepção sonora.
Note-se que a informação central sobre os “Componentes dos Órgãos Sensoriais” pode também ser encontrada na página da Wikipedia do “Sistema Auditivo”, excluindo algumas modificações feitas neste artigo como extensões e especificações. (consulte: Wikipedia Sistema Auditivo (página em inglês))

O sistema auditivo detecta ondas de som, que são alterações na pressão do ar, e converte-as em sinais eléctricos. Estes sinais são depois processados, analisados ​​e interpretados pelo cérebro. Esta secção começará por se focar na estrutura e componentes do sistema auditivo. O sistema auditivo é composto por duas partes:

• o ouvido
• o sistema nervoso auditivo (sistema auditivo central)

O ouvido

O ouvido é o órgão onde ocorre o primeiro processamento do som e onde se localizam os receptores sensoriais. É composto por três partes:

• ouvido externo
• ouvido médio
• ouvido interno

Anatomia do ouvido humano (verde: ouvido externo / vermelho: ouvido médio / roxo: ouvido interno)

Ouvido Externo

Função: Recolha de energia do som e amplificação da pressão sonora.

Os relevos da cartilagem em torno do canal auditivo (meato auditivo externo, meato acústico externo) são chamados de pavilhão auricular. Esta é a parte visível do ouvido. As ondas sonoras são refletidas e atenuadas quando atingem o pavilhão auricular, e essas alterações fornecem informações adicionais que irão ajudar o cérebro a determinar a direção da origem dos sons. As ondas sonoras entram no canal auditivo, que é um tubo aparentemente simples. O canal auditivo amplifica sons entre 3 e 12 kHz. Na terminação do canal auditivo está a membrana timpânica (tímpano), que marca o início do ouvido médio.

Ouvido Médio

Imagem de Micro-TC da cadeia ossicular, mostrando a posição relativa de cada ossículo.

Função: Transmissão da energia acústica do ar para a cóclea.
As ondas sonoras que percorrem o canal auditivo chegam à membrana timpânica (tímpano). A informação das ondas circula através do ar na cavidade do tímpano (cavidade do ouvido médio), através de uma série de ossos: o malleus (martelo), a incus (bigorna) e o estapédio (estribo). Estes ossículos actuam como uma alavanca e um teletipo, convertendo as vibrações de som de baixa pressão do tímpano em vibrações de som de alta pressão numa membrana mais pequena chamada janela oval (ou elíptica), que é uma das duas aberturas da cóclea para o ouvido interno. A segunda abertura é chamada janela redonda. Esta permite que o fluido na cóclea se mova.

O martelo articula-se com a membrana timpânica através do manúbrio, enquanto que o estribo articula-se com a janela oval através da sua base. Uma pressão mais elevada é necessária porque o ouvido interno, localizado após a janela oval, contém líquido em vez de ar. O som não é amplificado de modo uniforme ao longo da cadeia ossicular. O reflexo do estapédio dos músculos do ouvido médio ajuda a proteger o ouvido interno de danos.

O ouvido médio ainda contém a informação do som em forma de onda; esta é convertida em impulsos nervosos na cóclea.

Ouvido Interno

Diagrama da estrutura da cóclea	Secção transversal da cóclea	Cóclea e Sistema Vestibular a partir de dados de RM

Função: Transformação de ondas mecânicas (som) em sinais eléctricos (sinais neuronais).

O ouvido interno consiste na cóclea e em várias estruturas não auditivas. A cóclea é uma parte do ouvido interno em forma de caracol. Esta tem três secções preenchidas com um fluído: Scala Tympani (canal horizontal), Scala Media (canal posterior, ducto coclear) e Scala Vestibuli (canal superior). A cóclea suporta uma onda de fluído impulsionada pela pressão através da membrana basilar que separa duas das secções (Scala Tympani e Scala Media). A membrana basilar tem cerca de 3 cm de comprimento e 0.5 a 0.04 mm de largura. A Membrana de Reissner (membrana vestibular) separa a Scala Media e a Scala Vestibuli.

Surpreendentemente, a Scala Media, contém um fluido extra-celular cuja composição é semelhante à da endolinfa, que geralmente se encontra no interior das células. O órgão de Corti está localizado neste ducto e converte ondas mecânicas em sinais eléctricos que são transmitidos aos neurónios. As outras duas secções, Scala Tympani e Scala Vestibuli, estão localizadas no labirinto ósseo que está preenchido com um líquido chamado perilinfa. A diferença na composição química entre os fluidos endolinfa (na Scala Media) e a perilinfa (na Scala Tympani e Scala Vestibuli) é importante para a função do ouvido interno.

Órgão de Corti

O órgão de Corti forma uma banda de epitélio sensorial que se estende ao longo do comprimento de toda a cóclea. As células ciliadas do órgão de Corti transformam as ondas do fluido em sinais nervosos. A viagem através de mil milhões de nervos começa com este passo; a partir daqui os processamentos seguintes conduzem a uma série de reacções e sensações auditivas.

Transição do ouvido para o sistema nervoso auditivo

Secção da espiral do órgão de Corti

Células ciliadas

As células ciliadas são células cilíndricas, cada uma com um feixe de 100-200 cílios especializados no topo, daí o seu nome. Estes cílios são os mecanossensores da audição. Os cílios mais curtos são designados estereocílios, e o mais longo na terminação de cada grupo de células ciliadas é o quinocílio. A localização do quinocílio determina a direção de ativação da célula, isto é, a direção de deflexão que induz a excitação máxima da célula ciliada. Posicionada em cima do cílio mais longo está a membrana tectorial, que se move para trás e para a frente em cada ciclo de sons, inclinando o cílio e permitindo que a corrente eléctrica flua através da membrana da célula ciliada.

A função das células ciliadas ainda não foi totalmente determinada. Atualmente, o conhecimento da função das células ciliadas permite substituir estas células com implantes cocleares em caso de perda de audição. No entanto, estudos futuros sobre a função das células ciliadas poderão permitir reparar estas células. O modelo vigente indica que os cílios estão ligados uns aos outros através de “ligações apicais" ("tip links” em inglês), que são estruturas que ligam as extremidades de um cílio a outro. Através de ciclos de extensão e compressão, as “ligações apicais” abrem um canal iónico e produzem um potencial de receptor na célula ciliada. Note-se que uma deflexão de 100 nanómetros é suficiente para activar 90% do potencial de receptor total.

Neurónios

O sistema nervoso distingue entre feixes nervosos que transportam informação para o sistema nervoso central e as feixes nervosos que transportam informação a partir do mesmo:

• Neurónios aferentes (neurónios sensoriais ou receptores) transportam impulsos nervosos dos receptores (órgãos sensoriais) para o sistema nervoso central
• Neurónios eferentes (neurónios motores ou efectores) transportam os impulsos nervosos a partir do sistema nervoso central para os efectores, tais como músculos ou glândulas (e também para as células ciliadas do ouvido interno).

Os neurónios aferentes inervam as células ciliadas do interior da cóclea; nas sinapses, o neurotransmissor glutamato transfere os sinais das células ciliadas para as dendrites dos neurónios auditivos primários.

Existem muito menos células ciliadas no interior da cóclea do que feixes nervosos aferentes. As dendrites neurais pertencem aos neurónios do nervo auditivo que, juntamente com o nervo vestibular, constitui o nervo vestíbulo-colear, ou oitavo (VIII) nervo craniano.

As projeções eferentes do cérebro para a cóclea também desempenham um papel na percepção do som. As sinapses eferentes ocorrem em células ciliadas externas e nas dendrites aferentes (em direção ao cérebro) sob as células ciliadas internas.

Sistema nervoso auditivo

A informação do som, agora re-codificada sob a forma de sinais eléctricos, viaja ao longo do nervo auditivo (nervo acústico, nervo vestíbulo-colear, VIII nervo craniano), através de estações intermédias, tais como o núcleo coclear, o complexo olivar superior do tronco cerebral e o colículo inferior do mesencéfalo, sendo sucessivamente processado em cada passo. A informação chega ao tálamo, e é retransmitida para o córtex. No cérebro humano, o córtex auditivo primário está localizado no lóbulo temporal.

Córtex auditivo primário

O córtex auditivo primário (A1) é a primeira região do córtex cerebral que recebe estímulos auditivos.

A percepção de som está associada com o Giro direito temporal superior posterior. O Giro temporal superior contém várias estruturas importantes do cérebro, incluindo as áreas de Brodmann 41 e 42, que definem a localização do córtex auditivo primário, que é a região cortical responsável pela capacidade de sentir características básicas do som como a altura e o ritmo.

A área de associação auditiva está localizada no lóbulo temporal do cérebro, numa área chamada área de Wernicke ou área 22. Esta zona, perto do sulco cerebral lateral, é uma região importante para o processamento de sinais acústicos no que diz respeito à distinção entre fala, música e ruído.