Sistema Sensorial. Biofísica da Audição. Biofísica Vet FCAV/UNESP

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Paulo da Silva
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1 Sistema Sensorial Biofísica da Audição Biofísica Vet FCAV/UNESP

2 Falar pelos cotovelos... Ouvir pelos joelhos...

3 O que vamos estudar? Modelo ouvido humano / associação a animais Características do som Características do aparelho auditivo Mecanismo da audição

4 SENTIDO DA AUDIÇÃO FINALIDADE Percepção do som Detectar predadores, presas e perigo Comunicação acústica intra e inter específica Sobrevivência

5 SENTIDO DA AUDIÇÃO Vantagens Propaga-se a longas distâncias Ambientes com pouca ou nenhuma iluminação Altamente modulável (frequência, intensidade e duração) Contorna objetos Desvantagens Denuncia a localização do emissor Intensidade cai com a distância Em ambiente ruidoso a eficácia diminui Vocalização precisa ser mantida para que a informação continue a existir

6 Som propagação de energia mecânica em meio material, sob forma de movimento ondulatório. As ondas sonoras são produzidas pela deformação de um meio. Para a propagação das ondas sonoras necessitamos de um meio material, líquido, sólido ou gasoso. Propagação: no ar 340 m/s na água 1460 m/s em meio sólido variável Vácuo - nula Temperatura Pressão Umidade

7 Ondas sonoras

8 Fonte sonora Diapasão som puro

9 Características do som Comprimento de onda (λ) Amplitude / intensidade (db): Mede a altura dos picos da onda Indica sons altos e baixos Frequência / altura (Hz): Mede nº ciclos por segundo Indica sons agudos e graves

10 Amplitude Bel (intensidade)

11 Frequência Hz (altura)

12 Timbre Qualidade do som Diferenciação dos sons dos instrumentos musicais flauta clarineta Ex: nota tocada por um PIANO e por um VIOLINO, (nota com mesma altura e mesma freqüência) Características sonoras muito distintas oboé saxofone

13 Homem 20 a Hz (1400 frequências) Frequências abaixo de 20 Hz - infra-sônicas. Frequências acima de Hz - ultra-sônicas Animais infrasons e ultrasons

14 Faixa de audição de alguns seres vivos

15 Decibel / hertz Ouvido humano Linha superior: limiar da dor Linha inferior: limiar da audibilidade Fonte:

17 O caminho do som

18 ANATOMIA DO OUVIDO HUMANO Ouvido externo Ouvido médio Ouvido interno

21 Ouvido externo Pavilhão auricular (Orelha) capta e canaliza as ondas para o meato auditivo e tímpano Meato (canal) auditivo serve como proteção e como amplificador de pressão

22 Função da orelha Orientação do som Ressonância

23 Para escutar basta uma orelha, mas para localizar a fonte sonora, é necessário o par. Neurônios individuais na área auditiva respondem à estímulos sonoros com localizações distintas no espaço Sons à esquerda ou à direita excitam neurônios em diferentes posições ao longo do córtex auditivo

com abertura externa do canal auditivo Sons são

24 Aves Anfíbios Peixes Répteis Ouvido geralmente pouco desenvolvido Não apresentam pavilhão auditivo com abertura externa do canal auditivo Sons são transmitidos por vibrações dos ossos do maxilar e do crânio

25 EM ANFÍBIOS... Machos membrana timpânica possui tamanho superior ao diâmetro do globo ocular Fêmeas tamanho corresponde àquele do globo ocular

26 OUVIDO MÉDIO Tímpano Ossículos auditivos Martelo Bigorna Estribo Músculos Tensor do tímpano e Estapédio Trompa de Eustáquio

27 Tímpano OUVIDO MÉDIO

28 Ouvido médio Ossículos auditivos Martelo Bigorna Estribo Amplificação do som para o ouvido interno

29 Ouvido médio Músculos Tensor do tímpano Estapédio Contração reflexa Proteção contra ruídos altos

30 OUVIDO MÉDIO

31 OUVIDO MÉDIO E INTERNO Tuba auditiva Faringites Otites

32 OUVIDO MÉDIO

33 OUVIDO MÉDIO E INTERNO Trompa de Eustáquio Equilíbrio da pressão interna e atmosférica

34 Função do ouvido médio transmissão da vibração da membrana timpânica até a porta de entrada do ouvido interno (janela oval) transmissão ocorre entre meios com propriedades distintas Meio Aéreo (Ouvido externo) Meio Líquido (Ouvido interno) Assim: Ouvido médio atua como um transformador acústico

35 AÇÃO DE ALAVANCA Vibração do estribo é amplificada por mais de 20 vezes

36 Transmissão mecânica do som ouvido médio

37 Ouvido interno (dupla função) equilíbrio audição

38 OUVIDO INTERNO CÓCLEA

39 17 a 26,5 milímetros Em humanos

40 CÓCLEA ESTENDIDA

41 CÓCLEA perilinfa Secção transversal endolinfa

42 CÓCLEA

43 Órgão de Corti O órgão de Corti se estende da base ao ápice da cóclea

44 Órgão de Corti formado por células ciliadas No homem adulto: Quatro fileiras de células ciliadas 1 interna 3 externas 4000 células Estereocílios MEMBRANA TECTORIAL

46 TRANSDUÇÃO SENSORIAL CÉLULAS CILIADAS DO ÓRGÃO DE CORTI Potencial Bifásico

47 CÉLULA CILIADA DO ÓRGÃO DE CORTI

48 Resumindo...

49 Sistema Auditivo Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002

50 Sistema Auditivo Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002.

52 Diferença entre os sons percepção da frequência som grave Ápice da cóclea som agudo Base da cóclea

Percepção da altura de um som (FREQUÊNCIA) Cada freqüência sonora vibra em uma porção diferente da cóclea: Som Agudo Sons de alta frequência: células ciliares da BASE da cóclea são estimuladas

53 Percepção da altura de um som (FREQUÊNCIA) Cada freqüência sonora vibra em uma porção diferente da cóclea: Som Agudo Sons de alta frequência: células ciliares da BASE da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS AGUDOS Sons de média frequência: células ciliares da PORÇÃO MÉDIA da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS DE ALTURA INTERMEDIÁRIA Som Grave Sons de baixa frequência: células ciliares do ÁPICE da cóclea são estimuladas encéfalo interpreta como SONS GRAVES

54 Mapa tonotópico

55 Percepção da intensidade de um som (AMPLITUDE) Grau de intensidade do som estimulação das células ciliares: Som Fraco Células ciliares são pouco estimuladas Som Forte Células ciliares são intensamente estimuladas

56 PERDA DE AUDIÇÃO Presbicusia envelhecimento natural do ouvido Exposição prolongada em níveis superiores a 90 db Curiosidade: Presbicusia é menos pronunciada em mulheres do que nos homens

PERDA DE AUDIÇÃO Surdez mecânica e neurológica Causas Otites: externa, média e interna (ácaros, bactérias, fungos) Obstrução: exsudatos, restos celulares Cães de pelos longos no meato e orelhas

57 PERDA DE AUDIÇÃO Surdez mecânica e neurológica Causas Otites: externa, média e interna (ácaros, bactérias, fungos) Obstrução: exsudatos, restos celulares Cães de pelos longos no meato e orelhas pendulares Surdez congênita hereditária ligada a genes responsáveis pela pigmentação Cães e gatos mais comum Cães malhados de preto e branco, dourados (pele e pelagem) Gatos brancos Expressão do gene suprime melanócitos afeta a cóclea, com degeneração e morte das células pilosas

Estudo da FM-USP: Metade dos adolescentes entre 11 e 17 anos relataram zumbido; também foi observada redução da tolerância a níveis elevados de som.

58 Estudo da FM-USP: Metade dos adolescentes entre 11 e 17 anos relataram zumbido; também foi observada redução da tolerância a níveis elevados de som. Zumbido: lesão temporária ou definitiva das células ciliadas ou de suas sinapses com o nervo coclear.

59 Ouvido interno - Equilíbrio Sistema auditivo cóclea Sistema vestibular (equilíbrio) canais semicirculares, utrículo e sáculo

60 Audição / Órgãos do equilíbrio Em ambos os sistemas: Células ciliadas detectam movimento Sistema auditivo ondas sonoras causam movimento do líquido da cóclea Sistema vestibular deslocamento da cabeça causa movimento do líquido dos órgãos vestibulares

61 Labirinto ou sistema vestibular Sentido do equilíbrio Estímulos Movimentos de aceleração Movimentos circular e rotatório

62 CÉLULAS CILIADAS

65 Utrículo e o Sáculo Os otólitos são mais densos que os tecidos e quando a cabeça se move ocorre deformação dos cílios na direção do movimento Encéfalo monitora continuamente a posição da cabeça no espaço

66 Canais Semicirculares Rotação da cabeça provoca a movimentação relativa da endolinfa, movimentando a CÚPULA e mudando o V m das células ciliadas Encéfalo analisa a posição exata da cabeça durante movimentos de rotação

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