Il suono e l’udito L’orecchio umano (come quello degli altri animali) e’ capace di percepire le fluttuazioni di pressioni d’aria che arrivano alla membrana timpanica Si puo’ percepire una gamma molto vasta di frequenze (circa dai 20 ai 20.000 Hz) Le frequenze percepite vengono dette toni o altezze dei suoni

Il suono e l’udito Comprendere come funziona l’udito richiede conoscenze dal campo della fisiologia, della psicologia e dell’acustica. Ci soffermeremo particolarmente sugli aspetti acustici dell’udito.

L’orecchio umano L’orecchio funziona come un trasformatore, che converte l’energia sonora in energia meccanica in impulso neurale che viene trasmesso al cervello. L’abilita’ dell’orecchio di fare questo ci permette di percepire l’altezza, il volume ed il timbro dei suoni dei suoni captando rispettivamente le frequenze fondamentali, l’ampiezza e le frequenze formantiche delle onde sonore.

La struttura dell’orecchio L’orecchio consiste di tre parti principali: L’orecchio esterno serve a raccogliere e incanalare il suono fino all’orecchio medio. L’orecchio medio serve a trasformare l’energia di un’onda sonora in vibrazioni interne della struttura ossea dell’orecchio medio e infine a trasformare queste vibrazioni in un’onda a fasi di compressione nell’orecchio interno L’orecchio interno serve a trasformare l’energia di un’onda a compressioni all’interno del fluido dell’orecchio interno in impulsi neurali che vengono trasmessi al cervello.

La struttura dell’orecchio Fonte illustrazione: http://www.benessere.com/salute/atlante/orecchio.htm

L’orecchio esterno L’orecchio esterno consiste di un padiglione auricolare e di un condotto uditivo (meato esterno) esterno di circa 2 cm. Il padiglione auricolare e’ una protezione per l’orecchio medio in modo da prevenire danni al timpano dell’orecchio. L’orecchio esterno inoltre incanala le onde sonore che raggiungono l’orecchio nel padiglione auricolare e, tramite il condotto uditivo, le porta fino al timpano dell’orecchio medio. Fonte illustrazione: http://www.benessere.com/salute/atlante/orecchio.htm

L’orecchio esterno (2) A causa della sua lunghezza, il padiglione auricolare puo’ amplificare suoni con frequenze di circa 3000 Hz. Il suono viaggia attraverso l’orecchio esterno ancora sotto forma di onda di pressione, con fasi alternanti di alta e bassa pressione. Quando il suono raggiunge il timpano, l’energia dell’onda meccanica viene convertita in vibrazioni della struttura interna ossea dell’orecchio.

L’orecchio medio L’orecchio medio e’ una cavita’ piena di aria che consiste di un timpano e di tre ossicini collegati – il martello, l’incudine e la staffa. Il timpano e’ una membrana molto elastica che vibra quando le onde di pressione in entrata lo raggiungono. Fonte illustrazione: http://www.benessere.com/salute/atlante/orecchio.htm

L’orecchio medio (2) Le fasi di compressione delle onde sonore spingono il timpano verso l’interno e le fasi di rarefazione lo spingono verso l’esterno. In questo modo il timpano vibra alla stessa frequenza dell’onda sonora. Fonte: http://www.glenbrook.k12.il.us/GBSSCI/PHYS/Class/sound/u11l2d.html

L’orecchio medio (3) Poiche’ il timpano e’ collegato al martello, all’incudine e alla staffa, i movimenti del timpano li metteranno in movimento alla stessa frequenza dell’onda sonora. La staffa e’ collegata all’orecchio interno; in questo modo le vibrazioni della staffa vengono trasmesse al fluido dell’orecchio medio e creano un’onda di compressione dentro il fluido. I tre ossicini agiscono come leve che amplificano le vibrazioni dell’orecchio medio.

Tromba di Eustachio L’orecchio medio e’ una cavita’ piena di aria che e’ collegata alla bocca tramite la Tromba (o tuba) di Eustachio. Questo collegamento permette l’equalizzazione di pressione all’interno delle cavita’ dell’orecchio piene di aria.

L’orecchio interno L’orecchio interno ha due funzioni: - organo acustico, cioè recettore delle vibrazioni sonore che giungono dall'orecchio medio - organo statico, che regola il senso dell'equilibrio. L’orecchio interno consiste di una coclea (o chiocciola), di canali semicircolari e del nervo uditivo. Nella coclea risiedono i recettori sensoriali per l’udito. Qui le vibrazioni meccaniche dell’orecchio medio si trasformano in impulsi nervosi.

L’orecchio interno (2) La coclea e’ un organo a forma di lumaca della lunghezza di circa 3 cm. Oltre ad essere piena di fluido, la superficie interna della coclea e’ rivestita di oltre 20 000 cellule nervose ciliate che rivestono un ruolo critico per il nostro udito. Queste cellule nervose sono di diversa lunghezza ed hanno diversi gradi di elasticita’ rispetto al fluido che passa loro sopra.

L’orecchio interno (3) Quando un’onda di compressione passa tra il martello dell’orecchio medio e il canale semicircolare dell’orecchio interno attraverso la coclea, le cellule nervose ciliari del condotto cocleare vengono fatte vibrare. Ogni cellula risponde naturalmente ad una frequenza particolare di vibrazioni. Quando la frequenza dell’onda di compressione e’ la stessa della frequenza naturale della cellula nervosa, quella cellula nervosa risuona con una maggiore ampiezza di vibrazione.

L’orecchio interno (4) L’aumento dell’ampiezza delle vibrazioni porta la cellula a rilasciare un impulso elettrico che attraverso il nervo uditivo va al cervello. In un processo che non e’ ancora del tutto chiaro, quando riceve questi impulsi elettrci nervosi, il cervello e’ capace di interpretare le qualita’ dei suoni.