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Sistema Sensorial
Biofísica da Audição
Biofísica – Vet. 2019 - FCAV/UNESP
“Falar pelos cotovelos....”
“Ouvir” pelos joelhos...
O que vamos estudar?
Modelo – ouvido humano / associação a animais
Características do som
Características do aparelho auditivo
Mecanismo da audição
SENTIDO DA AUDIÇÃO
FINALIDADE – Percepção do som
• Detectar predadores, presas e perigo
• Comunicação acústica intra e inter específica
• Sobrevivência
Vantagens DesvantagensPropaga-se a longas distâncias Denuncia a localização do emissor
Ambientes com pouca ou nenhuma iluminação
Intensidade cai com a distância
Altamente modulável (frequência, intensidade e duração)
Em ambiente ruidoso a eficácia diminui
Contorna objetos Vocalização precisa ser mantida para que a informação continue a existir
SENTIDO DA AUDIÇÃO
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
Ondas sonoras
Fonte sonora
Diapasão – som puro
• Comprimento de onda (λ)
• Frequência / altura (Hz):
• Mede nº ciclos por segundo
• Indica sons agudos e graves
• Amplitude / intensidade (dB):
• Mede a altura dos picos
da onda
• Indica sons altos e baixos
Características do som
Amplitude
Bel (intensidade)
Frequência
Hz (altura)
flauta
clarineta
oboé
saxofone
Timbre
“Qualidade” do som
Diferenciação dos sons
dos instrumentos
musicais
Ex: nota tocada por um
PIANO e por um VIOLINO,
(nota com mesma altura e
mesma freqüência)
Características sonoras
muito distintas
Homem ➔ 20 a 20.000 Hz (1400 frequências)
Frequências abaixo de 20 Hz - infra-sônicas.
Frequências acima de 20000 Hz - ultra-sônicas
Animais ➔ infrasons e ultrasons
Faixa de audição de alguns seres vivos
Decibel / hertz
Ouvido humano
Fonte: http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas2/ondas2.html
• Linha superior:limiar da dor
• Linha inferior: limiar da audibilidade
O caminho do som
ANATOMIA DO
OUVIDO HUMANO
❖ Ouvido externo
❖ Ouvido médio
❖ Ouvido interno
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
Função da orelhaOrientação do som
Ressonância
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
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
Répteis
Aves
Anfíbios
Peixes
EM ANFÍBIOS...
Machos ➔ membrana timpânica possui tamanho superior
ao diâmetro do globo ocular
Fêmeas ➔ tamanho corresponde àquele do globo ocular
OUVIDO MÉDIO
Tímpano
Ossículos auditivos
Martelo
Bigorna
Estribo
Músculos
Tensor do tímpano
e Estapédio
Trompa de Eustáquio
OUVIDO MÉDIO
Tímpano
Ouvido médio
• Ossículos auditivos
Martelo
Bigorna
Estribo
Amplificação do
som para o ouvido
interno
• Músculos
Tensor do tímpano
Estapédio
• Contração reflexa
• Proteção contra
ruídos altos
Ouvido médio
OUVIDO MÉDIO
OUVIDO MÉDIO E INTERNO
Faringites
Otites
Tuba auditiva
OUVIDO MÉDIO
Trompa de Eustáquio
• Equilíbrio da pressão interna e
atmosférica
OUVIDO MÉDIO E INTERNO
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
Assim:
Ouvido médio atua como um transformador acústico
Meio Aéreo
(Ouvido externo)
Meio Líquido
(Ouvido interno)
Vibração do estribo é
amplificada por mais de 20
vezes
AÇÃO DE
ALAVANCA
Transmissão mecânica do som – ouvido médio
Ouvido interno (dupla função)
audição
equilíbrio
OUVIDO INTERNO
CÓCLEA
17 a 26,5 milímetros
Em humanos
CÓCLEA ESTENDIDA
CÓCLEA
Secção transversal
perilinfa
endolinfa
CÓCLEA
Órgão de Corti
O órgão de Corti se estende da base ao ápice da cóclea
Órgão de Corti
formado por células ciliadas
No homem adulto:
Quatro fileiras de células ciliadas
❖ 1 interna
❖ 3 externas
Estereocílios
MEMBRANA
TECTORIAL
4000 células
TRANSDUÇÃO SENSORIAL
Potencial Bifásico
CÉLULAS CILIADAS DO ÓRGÃO DE
CORTI
CÉLULA CILIADA
DO
ÓRGÃO DE CORTI
Resumindo...
Sistema Auditivo
Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002
Sistema Auditivo
Fonte: Purves et al., Vida A ciência da Biologia. 6a. Ed. Artmed editora, 2002.
https://www.facebook.com/uzairyousaff/videos/747248268710210/
Diferença entre os sons – percepção da frequência
som
agudo
Base da
cóclea
som
grave
Ápice da
cóclea
Percepção da altura de um som (FREQUÊNCIA)
Som Agudo
Som Grave
Cada freqüência sonora vibra em uma porção diferente da cóclea:
✓ 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
✓ Sons de baixa frequência: células ciliares do
ÁPICE da cóclea são estimuladas encéfalo
interpreta como SONS GRAVES
Mapa tonotópico
Som Fraco
Som Forte
Percepção da intensidade de um som (AMPLITUDE)
Grau de intensidade do som estimulação das células ciliares:
✓ Células ciliares são pouco estimuladas
✓ Células ciliares são intensamente
estimuladas
PERDA DE AUDIÇÃO
❖Presbicusia➔ envelhecimento natural do ouvido
❖Exposição prolongada em níveis superiores a 90 dB
Presbicusia é menos pronunciada em mulheres do que
nos homens
Curiosidade:
PERDA DE AUDIÇÃO
Causas
Otites: externa, média e interna (ácaros, bactérias, fungos)
Obstrução: exsudatos, restos celulares
Surdez mecânica e neurológica
• 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
http://noticias.uol.com.br/saude/ultimas-noticias/redacao/2016/06/14/curte-musica-atual-geracao-de-
adolescentes-podera-ter-surdez-precoce.htm
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.
Ouvido interno - Equilíbrio
• Sistema auditivo → cóclea
• Sistema vestibular (equilíbrio) → canais semicirculares,
utrículo e sáculo
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
Estímulos –
Movimentos de aceleração
Movimentos circular e rotatório
Labirinto ou sistema vestibular
Sentido do equilíbrio
CÉLULAS CILIADAS
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
Utrículo e o Sáculo
Rotação da cabeça provoca a movimentação relativa da endolinfa, movimentando
a CÚPULA e mudando o Vm das células ciliadas
Encéfalo analisa a posição exata da cabeça durante movimentos de rotação
Canais Semicirculares