Ear anatomy

• Overview of the ear
• Anatomy of the ear
  • Outer ear
    • Pinna
    • Ear canal
  • Middle ear
    • Tympanic membrane (eardrum)
    • Auditory ossicles and muscles
    • Converting sound wave vibrations into inner ear fluid movement
  • Inner ear
    • Cochlea
    • Chambers of the cochlea
    • Organ of corti
• Physiology of the middle ear
  • Concentration of energy
  • Protection of inner ear
  • Coordinating speech with hearing

• Physiology of the inner ear
  • Cochlea hair cells
  • Role of inner hair cells
  • Role of outer hair cells
  • Other components of cochlea physiology
  • Sound transduction
  • Sensory coding
• Equilibrium: Coordination and balance
  • Saccule and utricle
  • The semicircular canals: Detecting rotational acceleration
• Dysfunctions of the ear
  • Deafness
  • Neural prebycusis
  • Vertigo
  • Meniere’s syndrome
• Treatments for hearing loss
  • Hearing aids
  • Cochlear implants

Overview of the ear

The ear is the sense organ that enables us to hear. Hearing can be defined as the perception of sound energy via the brain and central nervous system. Hearing consists of two components: identification of sounds (what the sound is) and localisation of those sounds (where the sounds are coming from). The ear is divided into three main parts – the outer ear, the middle ear, and the inner ear. The inner ear is filled with fluid. The inner ear also contains the receptors for sound which convert fluid motion into electrical signals known as action potentials that are sent to the brain to enable sound perception. Prin urmare, undele sonore din aer trebuie să fie canalizate spre și transferate în urechea internă pentru ca auzul să se producă. Rolul urechii externe și medii este de a transmite sunetul către urechea internă. Acestea contribuie, de asemenea, la compensarea pierderii de energie sonoră care apare în mod natural atunci când undele sonore trec din aer în apă, amplificând energia sonoră în timpul procesului de transmitere a sunetului. În plus față de transformarea undelor sonore în potențiale de acțiune nervoase, urechea internă este, de asemenea, responsabilă de simțul echilibrului, care are legătură cu abilitățile noastre generale de echilibru și coordonare.

Anatomia urechii

Urechea externă

Urechea externă acționează ca o pâlnie pentru a conduce vibrațiile aerului până la timpan. Ea are, de asemenea, funcția de localizare a sunetelor. Localizarea sunetului pentru sunetele care se apropie dinspre stânga sau dinspre dreapta este determinată în două moduri. În primul rând, unda sonoră ajunge la urechea mai apropiată de sunet puțin mai devreme decât ajunge la cealaltă ureche. În al doilea rând, sunetul este mai puțin intens atunci când ajunge la cea de-a doua ureche, deoarece capul acționează ca o barieră sonoră, perturbând parțial răspândirea undelor sonore. Toate aceste indicii sunt integrate de creier pentru a determina locația sursei sunetului. Prin urmare, este dificil de localizat sunetul cu o singură ureche. Urechea externă este formată din pavilionul urechii și canalul auditiv.

Principiul urechii

Principiul urechii este o clapetă proeminentă acoperită de piele, situată pe partea laterală a capului, și este partea vizibilă a urechii în exterior. Ea este modelată și susținută de cartilaj, cu excepția lobului urechii. Acesta colectează undele sonore și le canalizează în canalul auditiv extern prin modelele formate pe pavilionul urechii, cunoscute sub numele de vârtejuri și adâncituri. De asemenea, forma sa protejează parțial undele sonore care se apropie de ureche din spate, permițând astfel unei persoane să distingă dacă un sunet vine direct din față sau din spate.

Canal auditiv

Canalul auditiv are o lungime de aproximativ 3 cm la adulți și este ușor în formă de S. El este susținut de cartilaj la deschidere și de os pe restul lungimii sale. Pielea căptușește canalul și conține glande care produc secreții ce se amestecă cu celulele moarte ale pielii pentru a produce cerumen (ceară de ureche). Cerumenul, împreună cu firele fine de păr care păzesc intrarea în canalul auditiv, ajută la împiedicarea particulelor din aer să ajungă în porțiunile interioare ale canalului auditiv, unde s-ar putea acumula sau leza timpanul și ar putea interfera cu auzul. De obicei, cerumenul se usucă și cade din canal. Cu toate acestea, uneori poate deveni impactant și perturba auzul.

Informații privind republicarea imaginilor noastre

Urechea medie

Urechea medie este situată între urechea externă și cea internă. Ea este separată de canalul auditiv al urechii externe prin membrana timpanică (timpanul). Urechea medie are rolul de a transfera vibrațiile timpanului către lichidul din urechea internă. Acest transfer al vibrațiilor sonore este posibil prin intermediul unui lanț de oase mici mobile, numite oscioare, care se întind de-a lungul urechii medii, și a micilor mușchi corespunzători acestora.

Membrana timpanică (timpanul)

Membrana timpanică este cunoscută în mod obișnuit sub numele de timpan și separă canalul auditiv de urechea medie. Are un diametru de aproximativ 1 cm și este ușor concavă (curbată spre interior) pe suprafața sa exterioară. Ea vibrează liber ca răspuns la sunet. Membrana este foarte bine inervată, ceea ce o face foarte sensibilă la durere. Pentru ca membrana să se miște liber atunci când este lovită de aer, presiunea aerului în repaus pe ambele părți ale membranei timpanice trebuie să fie egală. Partea exterioară a membranei este expusă presiunii atmosferice (presiunea mediului în care ne aflăm) prin tubul auditiv, astfel încât cavitatea în care se află, numită cavitatea timpanică, este continuă cu celulele din zona maxilarului și a toracelui. În mod normal, trompa auditivă este aplatizată și închisă, dar înghițitul, bâiguiala și mestecatul trag de trompa auditivă și o deschid, permițând aerului să intre sau să iasă din cavitatea timpanică. Această deschidere a trompei auditive permite presiunii aerului din urechea medie să se echilibreze cu presiunea atmosferică, astfel încât presiunile de pe ambele părți ale membranei timpanice să devină egale între ele. O presiune excesivă de o parte și de alta a membranei timpanice atenuează senzația de auz, deoarece membrana timpanică nu poate vibra liber. Atunci când presiunea externă se schimbă rapid, de exemplu în timpul zborului cu avionul, timpanul se poate umfla dureros, deoarece, pe măsură ce presiunea din afara urechii se schimbă, presiunea din urechea medie rămâne neschimbată. În acest caz, bâlbâiala sau înghițirea deschide trompa auditivă, permițând ca presiunea de pe ambele părți ale membranei timpanice să se egalizeze, ameliorând distorsiunea de presiune pe măsură ce timpanul „sare” înapoi la locul lui. Deoarece trompa auditivă face legătura între zonele maxilarului/gâtului și ureche, aceasta permite infecțiilor din gât să se răspândească relativ ușor în urechea medie. Infecția urechii medii este frecventă la copii, deoarece trompele lor auditive sunt relativ scurte, în comparație cu adulții. Acest lucru duce la acumularea de lichid în urechea medie, ceea ce nu este doar dureros, ci și perturbă transferul de sunet prin urechea medie. Dacă infecția este lăsată netratată, se poate răspândi din celulele de lângă maxilar, provocând meningită (inflamație a mucoasei cerebrale). Infecția urechii medii poate provoca, de asemenea, fuziunea osemintelor auditive, ducând la pierderea auzului.

Osemintele și mușchii auditivi

Cavitația timpanică conține cele mai mici trei oase și cei mai mici doi mușchi din organism. Oasele sunt denumite și oscioare auditive și fac legătura între timpan și urechea internă. De la cel mai exterior la cel mai interior, oasele se numesc maleus, incus și stapes.

• Malleus: Maleusul este atașat de timpan. Are un mâner care se atașează de suprafața interioară a timpanului și un cap care este suspendat de peretele cavității timpanice.
• Incus: Incusul este conectat la maleus pe partea cea mai apropiată de timpan, și la staps pe partea cea mai apropiată de urechea internă.
• Stapes: Stâlpul are un arc și o tălpiță. Această tăblie este ținută de o bucată de țesut asemănătoare unui inel într-o deschidere numită fereastra ovală, care este intrarea în urechea internă.
• Stapedius și Tensor tympani: Stapedius este mușchiul urechii interne care se inserează pe stambul. Tensor tympani este mușchiul urechii interne care se inserează pe maleus.

Conversia vibrațiilor undelor sonore în mișcarea fluidului din urechea internă

Cum timpanul vibrează ca răspuns la undele de aer, lanțul de oase ale urechii interne este pus în mișcare la aceeași frecvență. Frecvența mișcării este transmisă de la timpan la fereastra ovală (o altă structură din ureche), rezultând o presiune exercitată asupra ferestrei ovale la fiecare vibrație. Acest lucru produce mișcări ondulatorii ale lichidului din urechea internă la aceeași frecvență ca și unda sonoră originală. Cu toate acestea, pentru a pune fluidul în mișcare, este necesară o presiune mai mare, astfel încât presiunea trebuie să fie amplificată. Această amplificare a presiunii undei sonore din aer pentru a pune în mișcare vibrațiile fluidului în cohlee este legată de două mecanisme. În primul rând, suprafața membranei timpanice este mult mai mare decât cea a ferestrei ovale. În plus, acțiunea de pârghie a osemintelor crește foarte mult forța exercitată asupra ferestrei ovale. Presiunea suplimentară generată prin aceste mecanisme este suficientă pentru a pune în mișcare lichidul cohleei.

Urechea internă

Urechea internă este cea mai profundă parte a întregii urechi și este situată într-un loc cunoscut sub numele de labirint osos, care este un labirint de pasaje osoase căptușite de o rețea de tuburi cărnoase cunoscute sub numele de labirint membranos. Între labirintul osos și cel membranos se află o pernă de lichid, numită perilimfă, în timp ce în labirintul membranos se găsește un lichid numit endolimfă. În interiorul urechii interne se află o cameră numită vestibul, care joacă un rol important în simțul echilibrului. Echilibrul este discutat mai departe în acest articol. (Echilibru – Coordonare și echilibru)

Cochlea

Din vestibulul se desprinde cohleea, care este denumită uneori organul auzului, deoarece este partea din întreaga ureche care transformă efectiv vibrațiile sonore în percepția auzului. Cochlea are forma unei spirale asemănătoare unui melc, astfel încât o cohlee mai lungă este capabilă să încapă într-un spațiu închis. Are o lățime de aproximativ 9 mm la bază și o înălțime de 5 mm și se înfășoară în jurul unei secțiuni de os spongios numit modiolus. Modiolul are forma unui șurub ale cărui filete formează o platformă spiralată care susține cohleea, care este cărnoasă și incapabilă să se susțină singură.

Camerele cohleei

Cohleea conține trei camere umplute cu lichid, separate de membrane. Camera superioară, scala vestibule, și camera inferioară, scala tympani, sunt umplute cu perilimfă. Scala tympani este acoperită de o membrană timpanică secundară. Camera din mijloc este scala media, sau canalul cohleei. Aceasta este umplută cu endolimfă, în loc de perilimfă.

Organul de corzi

Organul de corzi este susținut de o membrană numită membrană bazilară. Are aproximativ dimensiunea unui bob de mazăre și acționează ca un transductor, transformând vibrațiile în impulsuri nervoase. Are celule ciliate și celule de susținere. Celulele ciliate au microvilli lungi și rigizi numiți stereocili pe suprafețele lor apicale. Microvilii sunt structuri fine asemănătoare părului de pe celule care ajută la creșterea suprafeței celulelor. Deasupra acestor stereocili se află o membrană gelatinoasă numită membrană tectorială. Patru rânduri de celule păroase se înșiruie în spirală pe lungimea organului Corti. Dintre acestea, există aproximativ 3500 de celule ciliate interne (IHC), fiecare cu un grup de 50-60 de stereocili clasificați de la scurt la înalt. Există alte 20 000 de celule ciliate externe (OHC) care sunt dispuse pe trei rânduri opuse IHC-urilor. Fiecare OHC are aproximativ 100 de stereocili cu vârfurile încorporate în membrana tectorială de deasupra lor. Aceste celule ciliate exterioare reglează răspunsul cohleei la diferite frecvențe sonore, astfel încât să permită celulelor ciliate interioare să funcționeze mai precis. Mecanismele fiziologice prin care celulele ciliate din interiorul cohleei acționează pentru a produce auzul sunt discutate mai în detaliu în continuare. (Fiziologia urechii interne)

Fiziologia urechii medii

Concentrarea energiei

Funcția oscioarelor auditive din urechea medie este de a concentra energia timpanului care vibrează, astfel încât să creeze o forță mai mare pe unitatea de suprafață la nivelul ferestrei ovale, așa cum a fost descris anterior.

Protecția urechii interne

În plus, oscioarele și mușchii lor adiacenți au și o funcție de protecție. Ca răspuns la un zgomot puternic, tensorul timpanului trage timpanul spre interior și îl încordează. În același timp, stapedius reduce mișcarea epoleților. Aceste acțiuni ale mușchilor sunt cunoscute în mod colectiv sub numele de reflexul timpanic. Acest reflex înăbușă transferul de vibrații de la timpan la fereastra ovală. Se crede că reflexul timpanic este o adaptare evolutivă pentru protecția împotriva zgomotelor puternice, dar care se formează lent, cum ar fi tunetul. Cu toate acestea, deoarece are o întârziere de aproximativ 40 ms, nu este suficient de rapid pentru a proteja urechea internă de zgomote puternice și bruște, cum ar fi împușcăturile. De asemenea, nu protejează în mod adecvat urechile de zgomote puternice susținute, cum ar fi zgomotele din fabrici sau muzica tare. Aceste zgomote pot deteriora ireversibil stereocilii celulelor ciliate din urechea internă, ducând la pierderea auzului.

Coordonarea vorbirii cu auzul

Mușchii urechii medii ajută, de asemenea, la coordonarea vorbirii cu auzul, astfel încât sunetul propriei noastre vorbiri să nu fie atât de puternic încât să ne afecteze urechea internă și să înece sunetele moi sau înalte din alte surse. În momentul în care suntem pe punctul de a vorbi, creierul semnalează mușchilor urechii medii să se contracte, atenuând simțul auzului în coordonare cu sunetul propriei noastre voci. Acest lucru face posibil să auzim alte persoane în timp ce noi înșine vorbim.

Fiziologia urechii interne

Celulele ciliate ale cohleei

După cum am menționat anterior, cohleea este organul care permite percepția sunetului. Fiziologia cohleei se învârte în jurul funcționării celulelor ciliate interne și externe ale cohleei. Pe lângă celulele în sine, există mai multe alte componente ale cohleei care contribuie la capacitatea de a auzi.

Rolul celulelor ciliate interne

Celele ciliate interne transformă forța mecanică a sunetului (vibrația fluidului cohleei) în impulsuri electrice ale auzului (potențiale de acțiune care trimit mesaje auditive către creier). Ele comunică cu fibrele nervoase care alcătuiesc nervul auditiv ce duce la creier. Atunci când rata de eliberare a neurotransmițătorilor (substanțe chimice eliberate de celule ca răspuns la stimuli) din aceste celule ciliate este crescută, crește și rata de declanșare în fibrele nervoase. Acest lucru se întâmplă atunci când tensiunea celulelor ciliate devine mai pozitivă. Invers, atunci când tensiunea celulelor ciliate devine mai negativă, celulele ciliate eliberează mai puțin neurotransmițător și rata de aprindere în fibrele nervoase scade.

Rolul celulelor ciliate exterioare

Spre deosebire de celulele ciliate interioare, celulele ciliate exterioare nu semnalează creierului despre sunetele primite. În schimb, ele se alungesc în mod activ și rapid ca răspuns la schimbările de tensiune ale membranei celulare. Acest comportament este cunoscut sub numele de electromotilitate. Atunci când celulele ciliate externe se alungesc, mișcarea membranei bazilare este amplificată. Se crede că această modificare a membranei bazilare îmbunătățește și reglează stimularea celulelor ciliate interne. Prin urmare, celulele ciliate externe îmbunătățesc receptorii celulelor ciliate interne, crescând sensibilitatea acestora la intensitatea sunetului și făcându-le foarte discriminatorii între diferitele tonalități ale sunetului.

Alte componente ale fiziologiei cohleare

Activitatea celulelor ciliate interne și externe este posibilă prin diverse alte componente din interiorul cohleei. Aceste componente cheie sunt enumerate în cele ce urmează:

Membrana bazilară

Vibrația osemintelor auditive, așa cum a fost descrisă anterior, duce în cele din urmă la vibrația membranei bazilare pe care se sprijină celulele ciliate printr-o secvență de reacții în lanț. În timpul vibrației osemintelor auditive, epoletul vibrează rapid înăuntru și în afară, ceea ce duce la vibrația membranei bazilare în jos și în sus, iar membrana timpanică secundară vibrează în afară și înăuntru. Acest lucru se poate întâmpla de până la 20 000 de ori pe secundă.

Endolimfa

Pentru ca celulele ciliate interne să funcționeze corect, vârfurile stereociilor lor trebuie să fie scăldate în endolimfă, care are o concentrație excepțional de mare de ioni de potasiu (K+), creând un gradient electrochimic puternic (diferență mare de tensiune) de la vârful la baza unei celule ciliate. Acest gradient electrochimic furnizează energia care permite celulei ciliate să funcționeze. Interacțiunea dintre stereocili și endolimfă este discutată în continuare. (Stereociile)

Membrana tectorială

Stereociile celulelor ciliate externe au vârfurile înglobate în membrana tectorială, în timp ce stereociile celulelor ciliate interne vin foarte aproape de membrană. Membrana tectorială este ancorată de o structură numită modiolus, care o menține relativ nemișcată în timp ce membrana bazilară și celulele ciliate vibrează. Prin urmare, vibrația membranei bazilare determină o forfecare a celulelor ciliate împotriva membranei tectoriale, îndoind stereocilii celulelor ciliate înainte și înapoi.

Stereocilii

O proteină funcționează ca un canal ionic pornit mecanic pe partea superioară a fiecărui stereociliu al celulelor ciliate interne. În plus, există un filament proteic fin și elastic, cunoscut sub numele de legătură de vârf, care se extinde ca un arc de la canalul ionic al unui stereociliu la partea laterală a streociliului de lângă el. Pe fiecare celulă capilară interioară, stereocilii cresc progresiv în înălțime, astfel încât toate, cu excepția celor mai înalte, au legături de vârf care duc la stereocilii mai înalți de lângă ele. Atunci când un stereociliu mai înalt se îndoaie față de unul mai scurt, acesta trage de veriga de vârf, astfel încât canalul ionic al stereociliului scurt este deschis. Endolimfa care îmbăiază stereocilii are o concentrație foarte mare de ioni K+, astfel încât, atunci când canalul este deschis, se produce un flux rapid de K+ în fiecare celulă ciliată. Acest lucru face ca tensiunea celulei ciliate să devină pozitivă atunci când canalul este deschis. Atunci când stereociliul este îndoit în sens invers, canalul se închide și tensiunea celulei devine negativă. Atunci când tensiunea celulei este pozitivă, celulele ciliate interioare eliberează un neurotransmițător care stimulează nervii senzoriali de la baza celulei ciliate. Acest lucru duce la generarea de potențiale de acțiune în nervul cohleei.

Transducția sunetului

Conversia energiei sonore într-un semnal neuronal care este interpretat de creier ca percepție a sunetului, așa cum a fost descris mai sus, este cunoscută sub numele de transducție a sunetului. Următoarea diagramă rezumă acest proces:

Codificarea senzorială

Sunete puternice vs sunete slabe

Organul Corti ne permite să discriminăm între diferite intensități sonore. Sunetele puternice produc vibrații mai viguroase ale organului Corti, excitând astfel un număr mai mare de celule ciliate pe o suprafață mai mare a membranei bazilare. Acest lucru duce la inițierea unei frecvențe ridicate de potențiale de acțiune în nervul cohleei. Activitatea intensă în fibrele nervoase ale cohleei dintr-o regiune largă a organului Corti este, prin urmare, detectată de creier și interpretată ca un sunet puternic. Invers se aplică pentru detectarea sunetelor slabe.

Sunete înalte vs. sunete joase

Membrana bazilară ne permite să facem diferența între sunetele înalte și cele joase. Membrana este străbătută de fibre scurte și rigide de diferite lungimi. La capătul său inferior, membrana bazilară este atașată, îngustă și rigidă. La capătul superior, însă, este neatașată, mai largă și mai flexibilă. Vibrația unei regiuni a membranei bazilare provoacă o undă de vibrație care se deplasează pe lungimea acesteia și înapoi. Acest lucru este denumit undă staționară și se aseamănă cu ciupirea unei corzi la un capăt, provocând o vibrație ondulatorie (ca la o chitară). Amplitudinea maximă a undei staționare este aproape de capătul de sus în timpul sunetelor de frecvență joasă și aproape de capătul de jos în timpul sunetelor de frecvență înaltă. Atunci când creierul primește semnale în principal de la celulele ciliate interioare la capătul de sus, acesta interpretează acest sunet ca fiind grav. De asemenea, atunci când creierul primește semnale în principal de la celulele ciliate interioare la capătul inferior, sunetul este interpretat ca fiind acut. În realitatea vieții de zi cu zi, vorbirea, muzica și alte sunete cotidiene nu sunt tonuri pure. În schimb, acestea creează modele complexe de vibrații în membrana bazilară care trebuie decodificate și interpretate de creier.

Echilibru: Coordonare și echilibru

Deși ne gândim la ureche ca fiind organul de simț pentru auz, aceasta nu a evoluat inițial în acest scop. Ea a fost, în schimb, inițial o adaptare pentru coordonare și echilibru, cunoscute colectiv sub numele de simțul echilibrului. Vertebratele au evoluat doar mai târziu cohleea, structurile urechii medii și, în consecință, funcția auditivă a urechii. La om, părțile urechii care permit simțul echilibrului sunt aparatul vestibular (sau vestibulul). Acestea sunt formate din cele trei canale semicirculare și cele două camere – sacul și utriculul. Există două componente ale simțului echilibrului. Una este echilibrul static, care se referă la capacitatea de a detecta direcția capului atunci când corpul nu se mișcă. A doua este echilibrul dinamic, care se referă la percepția mișcării sau a accelerației. Accelerația poate fi la rândul ei împărțită în accelerație liniară, care este o schimbare a vitezei (rapidității) în linie dreaptă, și accelerație unghiulară, care este o schimbare a ratei de rotație a capului. Sacrul și utriculul detectează echilibrul static și accelerația liniară, în timp ce canalele semicirculare detectează doar accelerația unghiulară.

Sacrul și utriculul

Atât sacrul, cât și utriculul conțin o mică porțiune de celule ciliate și celulele de susținere a acestora, care, în mod colectiv, sunt cunoscute sub numele de maculă. Macula situată pe verticală pe peretele saculei se numește macula sacculi, în timp ce macula situată pe orizontală pe podeaua utriculului se numește macula utriculi. Fiecare celulă păroasă a unei macule are aproximativ 40-70 de stereocili (structuri de pe celulele păroase care detectează stimulii mecanici), precum și un ciliu adevărat (o proiecție celulară în formă de coadă) numit kinociliu. Vârfurile stereociilor și ale kinociliumului sunt încorporate într-o membrană gelatinoasă numită membrană otolitice. Această membrană este îngreunată de granule care sunt denumite otoliți. Otolitii se adaugă la densitatea și inerția membranei, ajutând la detectarea gravitației și a mișcării.

Detectarea înclinării capului

Înclinarea orizontală a capului este detectată de macula utriculi, în timp ce înclinarea verticală a capului este detectată de macula sacculi. Atunci când capul este în poziție verticală, membrana otolitică apasă direct pe celulele ciliate, menținând stimularea la un nivel minim. Cu toate acestea, atunci când capul este înclinat, greutatea membranei îndoaie stereocilii, stimulând celulele ciliate. Orice orientare a capului determină o combinație de stimulare a utriculelor și a saculelor din ambele urechi. Orientarea generală a capului este interpretată de creier prin compararea intrărilor de la ambele organe între ele și cu alte intrări de la ochi și de la receptorii de întindere din gât.

Detectarea accelerației liniare

Când începem să ne mișcăm înainte după ce am stat nemișcați, membrana otolitică grea din macula utriculi rămâne pentru scurt timp în urma restului țesuturilor. Când ne oprim din mișcare, macula se oprește și ea, dar membrana otolitică continuă să se miște pentru o clipă, îndoind stereocilii înainte. Celulele ciliate transformă acest model de stimulare în semnale nervoase care sunt retransmise la creier pentru a fi interpretate. Acest lucru are ca rezultat interpretarea de către creier a modificărilor vitezei liniare (adică detectarea accelerației liniare). Dacă începem să ne mișcăm în sus după ce am stat nemișcați (de exemplu, mergând în sus într-un lift), membrana otolitică a maculei saculare verticale rămâne pentru scurt timp în urmă și trage în jos celulele ciliate. Când ne oprim din mișcare, membrana otolitică continuă să se miște pentru o clipă, îndoind celulele ciliate în sus. Prin urmare, creierul primește semnale de la macula sacculi, ceea ce îi permite să interpreteze accelerația verticală.

Canalele semicirculare: Detectarea accelerației rotaționale

Care dintre cele trei canale semicirculare găzduiește câte un canal semicircular. În mod colectiv, acestea detectează accelerația rotațională. Două canale sunt poziționate pe verticală, în unghi drept unul față de celălalt. Cea de-a treia conductă se află la un unghi de aproximativ 30 de grade față de planul orizontal. Orientările diferite ale celor trei canale fac ca diferite canale să fie stimulate, în funcție de planul în care se rotește capul. Capul poate fi rotit dintr-o parte în alta (de exemplu, gesticulând „nu”), în sus și în jos (de exemplu, gesticulând „da”) sau înclinat dintr-o parte în alta (de exemplu, atingând cu urechile fiecare dintre umeri, pe rând). Toate canalele semicirculare sunt umplute cu un lichid numit endolimfă. Fiecare duct se deschide în utricul și are la un capăt un sac dilatat numit ampulă. În interiorul ampullei se află celulele ciliate și celulele lor de susținere. Acestea sunt denumite crista ampullaris. O membrană gelatinoasă numită cupula se întinde de la crista ampullaris până la acoperișul ampullei. Stereocilii celulelor ciliate sunt încorporați în cupula. Pe măsură ce capul se rotește, canalul se rotește, dar endolimfa din el rămâne în urmă. Astfel, endolimfa împinge împotriva cupulei, ceea ce face ca stereocilii să se îndoaie, stimulând celulele ciliate. Cu toate acestea, după 25-30 de secunde de rotație continuă, endolimfa ajunge din urmă mișcarea canalului și stimularea celulei ciliate încetează.

Disfuncții ale urechii

Surditate

Surditatea se referă la o pierdere a auzului, care poate fi temporară sau permanentă, parțială sau completă.

Surditatea de inducție

Surditatea de inducție apare atunci când undele sonore nu sunt conduse corespunzător prin porțiunile externe și medii ale urechii pentru a pune în mișcare lichidul din urechea internă. Cauzele posibile includ:

• Obturarea fizică a canalului auditiv cu ceară de ureche
• Ruptura timpanului
• Infecția urechii medii cu acumularea de lichid care o însoțește
• Restricția mișcării osemintelor, din cauza aderențelor osoase dintre stambul și fereastra ovală

Surditatea senzorială

În surditatea senzorială, undele sonore sunt transmise către urechea internă, dar nu sunt transformate în semnale nervoase care să fie interpretate de creier ca sunete. Defectul poate fi localizat în organul Corti sau în nervii auditivi sau, mai rar, în unele căi și părți ale creierului.

Prebioza neurală

Prebioza neurală este una dintre cele mai frecvente cauze ale hipoacuziei parțiale. Este un proces progresiv legat de vârstă care apare în timp, pe măsură ce celulele ciliate se „uzează” odată cu utilizarea. Chiar și expunerea la sunetele obișnuite din zilele noastre poate deteriora în cele din urmă celulele ciliate pe perioade lungi de timp. Un adult pierde, în medie, mai mult de 40% din celulele ciliate din cohlee până la vârsta de 65 de ani. Acele celule ciliate care procesează sunetele de înaltă frecvență sunt cele mai vulnerabile la distrugere.

Vertijul

Vertijul se referă la senzația de rotație în absența echilibrului – cu alte cuvinte, amețeală. Vertijul poate fi cauzat de infecții virale, de anumite medicamente și de tumori, cum ar fi neuroma acustică. Vertijul poate fi produs, de asemenea, în mod normal la persoane prin stimularea excesivă a canalelor semicirculare. La unele persoane, stimularea excesivă a utriculului poate produce, de asemenea, rău de mișcare (rău de mașină, rău de aer, rău de mare).

Sindromul Meniere

Sindromul Meniere este o boală a urechii interne care afectează atât auzul, cât și echilibrul. Inițial, pacienții prezintă episoade de amețeli și tinitus (zgomot în urechi), iar mai târziu dezvoltă o pierdere a auzului de joasă frecvență. Cauzele sunt legate de blocarea unui canal din cohlee care evacuează excesul de endolimfă. Blocarea canalului provoacă o creștere a presiunii endolimfatice și umflarea labirintului membranos în care se află celulele ciliate ale urechii interne.

Tratamente pentru pierderea auzului

Aparate auditive

Aparatele auditive pot fi utile în tratarea surdității de transmisie, dar sunt mai puțin benefice pentru surditatea neurosenzorială. Acestea măresc intensitatea sunetelor transmise prin aer și pot modifica spectrul sonor pentru a se adapta la modelul particular al pacientului de pierdere a auzului la frecvențe mai înalte sau mai joase. Cu toate acestea, sistemul de celule receptoare-căi neuronale trebuie să fie încă intact și să funcționeze pentru ca sunetul să fie perceput, astfel încât protezele auditive sunt inutile în surditatea neurosenzorială.

Implanturile cohleare

Recent, implanturile cohleare au devenit disponibile. Implanturile sunt dispozitive electronice care sunt implantate chirurgical. Acestea convertesc semnalele sonore în semnale electrice care pot stimula direct nervul auditiv, astfel încât să ocolească un sistem cohlear defectuos. Implanturile cohleare nu pot restabili auzul normal, dar permit beneficiarilor să recunoască sunetele. Succesul poate varia de la capacitatea de a auzi un telefon care sună, până la posibilitatea de a purta o conversație la telefon.