ONDA SONORA
FISICA DEL SUONOFISICA DEL SUONO
440 Hz
1 Ottava = 12 semitoni
523,3 Hz261,6 Hz
(intervallo più piccolo che intercorre tra due note musicali)
1 semitono = riff⋅12 212 semitoni = 1 Ottava = rifrif ff ⋅=⋅⋅ 212212
20 20 HzHz < f < 20000 < f < 20000 HzHz
Discriminazione tonale Discriminazione tonale ~ 0.2 % f ~ 0.2 % f
a 250 Hz: 0.5 Hza 500 Hz: 1 Hza 1000 Hz: 2 Hza 2000 Hz: 4 Hz
SCALA DEI DECIBEL (dB)SCALA DEI DECIBEL (dB)
1
2
2
12 I
ddI ⋅
=
Relazione intensità/distanza dalla sorgente:
0
log10PP
⋅=βdecibel (dB) =
P = misura in Pascal (1 N/m2) della pressione sonora
Po = livello standard di riferimento = livello minimo di udibilità stabilito in 20 µ Pascal, più piccolo valore di pressione in grado di produrre una sensazione sonora in un orecchio normale
10-12
10-11
10-10
10-9
10-8
10-7
10-6
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
P/P0
soglia dell'udibile200"tic-tac" orologio6310
abitazione di notte20020passi sulle foglie63230
biblioteca2.00040musica a basso volume6.32450
uffici20.00060aspirapolvere63.24570
fascia di sicurezza
traffico intenso200.00080veicolo pesante632.45590
macchinari industriali2.000.000100 fascia criticadiscoteca6.324.555110
soglia del doloreveicolo ad elica20.000.000120
martello pneumatico63.245.555130 fascia dannosamotore jet200.000.000140
EsempiPressione (µPa)(dB)
~ 20 · 10~ 20 · 10--6 6 µµ PaPa < P < 63,2 < P < 63,2 PaPa Sensazione dolorosaSensazione dolorosa
Relazione intensità/ frequenza (Relazione intensità/ frequenza (audiogrammaaudiogramma))
soglia
linguaggio
(intensità di sensazione sonora)
SFP = ovalefinestratimpano FF −=
ofinofintimptimp SPSP −− ⋅=⋅
6.163.355
2
2
===−
−
mmmm
SS
PP
ofin
timp
timp
ofin
timpofin PP ⋅=− 6.16
1)
2) LFW ⋅=
staffa
incudinemartello
ORECCHIO MEDIOORECCHIO MEDIO
ofintimp WW −=
In un sistema di leve : incudineofinmartellotimp LFLF ⋅=⋅ −
incudinemartello LL ⋅= 3.1 timpanoofin FF ⋅=− 3.1
timptimpofin PPP ⋅=⋅⋅=− 6.21)3.16.16(
cell.cigliata esterna
cell.cigliata interna
Resistenze alla trasmissione dell’onda Resistenze alla trasmissione dell’onda pressoriapressoria lungo la membrana basilare:lungo la membrana basilare:
inerzialieviselastichetot RRRR ++= cos
amRvelRsKR
inerziali
evis
elastiche
⋅=⋅=⋅=
ηcosin opposizione di fase, per cui, ad una data frequenza
imaevistot RRR mincos =⇒
staffa apice
Massima ampiezza di oscillazione5000 Hz
500 Hz
131128Cl-
16116133K+11154154Na+
EndolinfaPerilinfa, mM
0 mv ∆
∆=
scala media
∆ =80 mv
Cellula ciliata
tip link (molle di accesso)
Depolarizzazione a carico di K+ e Ca++
TRADUZIONE MECCANOTRADUZIONE MECCANO--ELETTRICA NELLE CELLULE CILIATE ELETTRICA NELLE CELLULE CILIATE
canale di trasduzione
Fibre efferenti Fibre efferenti
mieliniche
amieliniche
Fibre afferentiFibre afferenti
cell. ciliate interne
neuroni del ganglio del Cortitipo I
nuclei cocleari
cell. ciliate esterne
neuroni del ganglio del Cortitipo II
mieliniche amieliniche95 % 5 %
Sistema efferentemediale
Sist.efferentelaterale (postsinaptico)
funzione recettoriale funzione recettoriale+ modulazione sensibilità
Frequenza: rappresentazone tonotopicaIntensità: codice di popolazione
Cellula Cellula ciliataciliata esternaesterna
Regolazione della sensibilità(ioni Ca++-miosina 1β)
prestina
VARIABILITA’ MORFOLOGICA-FUNZIONALE DELLE CELLULE CILIATE
Via acustica centraleVia acustica centrale
- unica stazione monoaurale- orecchio ipsilaterale
mediale (eccitatoria)+
laterale (inibitoria)
- rappresentazione tonotopica della coclea- inibizione laterale → incremento del contrasto e della capacità di discriminazione- popolazioni neuronali specifiche per l’analisi delle caratteristiche del suono- analisi del segnale binaurale: ricostruzione della mappa uditiva dello spazio esterno
Caratteristiche comuni dei neuroni acustici centrali
-latenza (max : 700 µs; 1°=10 µs)-differenze di intensità
NUCLEO OLIVARE SUPERIORE MEDIALE (tronco encefalico)
DIFFERENZE BINAURALI (latenza ed intensità) DIFFERENZE BINAURALI (latenza ed intensità)
+
+
+
+
neuroni di rilevamento delle coincidenze temporali: differente latenza di eccitazione
Stimolo coincidente
Stimolo non coincidente
NUCLEO OLIVARE SUPERIORE LATERALE (tronco encefalico)
-++
-
+
+
inibitorio
NCT = nucleo del corpo trapezoide
--
localizzazione spaziale dello stimolo sonoro
riconoscimento della natura dello stimolo
AREE CORTICALI UDITIVE AREE CORTICALI UDITIVE (lobo temporale posteriore)(lobo temporale posteriore)
corteccia prefrontale
organizzazionetonotopica