udito

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Come sentiamo suoni e rumori

Ascoltare una canzone, le parole di un cronista sportivo, il rombo del tuono sono attività rese possibili dal senso dell’udito. Grazie a esso, ci orientiamo nell’ambiente, impariamo, comunichiamo, ci allertiamo per difenderci da un pericolo. Il senso dell’udito consiste nella risposta di cellule sensoriali – contenute nelle parti profonde dell’orecchio – alle onde sonore generate nell’ambiente. Queste onde possono trasmettersi attraverso gas, liquidi o solidi. Gli esseri umani sono particolarmente attrezzati per sentire le onde sonore che si diffondono nell’aria. Viceversa, se sentiamo un suono con la testa immersa nell’acqua della piscina, tutto è distorto e confuso

L’orecchio nei Mammiferi

Nei Mammiferi l’orecchio è un organo complesso che consta di tre porzioni. L’orecchio esterno comprende il padiglione auricolare e il condotto uditivo; questo raccoglie le onde sonore incanalandole verso la membrana timpanica (timpano), che separa l’orecchio esterno da quello medio. Se ci mettiamo i tappi nelle orecchie, impediamo a queste onde di raggiungere il timpano. Nell’orecchio medio le vibrazioni vengono trasmesse a tre ossicini, i più piccoli del nostro corpo: il martello, l’incudine e la staffa. Quest’ultimo ossicino si appoggia a una membrana che lo separa dal liquido contenuto nell’orecchio interno. Nell’orecchio medio si apre la tromba di Eustachio, un tubicino che comunica con la faringe e serve a equilibrare la pressione tra interno ed esterno, permettendo per esempio di ‘stappare’ le orecchie in caso di cambiamento di altitudine.

L’orecchio interno ospita un insieme di sottilissimi canali – che costituiscono il labirinto – scavati nel cranio dentro l’osso temporale. Questi contengono un liquido che si muove in risposta alle onde sonore e ai movimenti della testa. La parte vestibolare del labirinto è specializzata a raccogliere gli stimoli dovuti al movimento della testa e del corpo: è la componente fondamentale per dare il senso dell’equilibrio. La porzione dell’orecchio interno coinvolta nell’udito è rappresentata da un tubulo avvolto su sé stesso, la coclea o chiocciola. La cavità della coclea è percorsa per tutta la sua lunghezza da canalini (o rampe) ancora più minuti: la rampa (o canale) vestibolare nella parte superiore e la rampa (o canale) timpanica in quella inferiore, che chiudono a sandwich un dotto cocleare più piccolo. La rampa vestibolare e quella timpanica contengono un liquido, la perilinfa, mentre nel dotto cocleare è presente un altro liquido, l’endolinfa. Il pavimento del dotto cocleare – la membrana basilare – ospita le cellule recettoriali vere e proprie (organo di Corti), che sono dette cellule capellute poiché possiedono lunghe ciglia.

Come funziona l’orecchio?

L’orecchio converte l’energia delle onde sonore che si propagano attraverso l’aria in impulsi nervosi che il cervello percepisce come suoni. Gli oggetti in vibrazione, come per esempio le corde di una chitarra o le corde vocali di una persona, generano onde di percussione nell’aria circostante. Queste onde inducono il timpano a vibrare alla loro stessa frequenza. I tre ossicini dell’orecchio medio trasmettono le vibrazioni del timpano alla membrana, situata sulla superficie della finestra ovale della coclea. La staffa vibra contro la finestra ovale, generando un’onda di pressione che si propaga nel fluido della rampa vestibolare. L’onda si propaga oltre l’apice della coclea e attraversa la rampa timpanica, dove va a estinguersi. Nella rampa vestibolare le onde del liquido esercitano una pressione sul dotto cocleare. In risposta a questi cambiamenti meccanici di pressione si creano vibrazioni nella coclea, che hanno come risultato distorsioni delle ciglia delle cellule capellute e il cambiamento dell’attività elettrica di tali cellule. Questi cambiamenti vengono registrati da cellule nervose sensitive (neuroni sensoriali), raccolte vicino alla coclea, che li ritrasmettono al sistema nervoso centrale attraverso il nervo acustico.

Le caratteristiche dei suoni

Il suono viene avvertito in base al variare della frequenza degli impulsi dei neuroni sensoriali, ma in che modo viene determinata la qualità del suono? Due importanti variabili del suono sono il volume e l’altezza. Il volume è determinato dall’ampiezza dell’onda sonora. Quanto più elevata è l’ampiezza del suono tanto più intense sono le vibrazioni del liquido contenuto nella coclea, tanto maggiore risulta la distorsione dei prolungamenti delle cellule capellute e tanto maggiore è anche il numero di segnali che vengono generati nei neuroni sensoriali.

L’altezza del suono è una funzione del numero di vibrazioni al secondo e viene espressa in hertz. Le onde corte ad alta frequenza producono suoni alti e acuti, mentre le onde lunghe e a bassa frequenza generano suoni bassi. La coclea è in grado di distinguere l’altezza dei suoni, poiché la membrana basilare non presenta una struttura uniforme nella sua lunghezza e ogni regione della membrana basilare viene interessata da una specifica frequenza di vibrazione. I neuroni sensoriali associati alla regione che vibra più intensamente in ogni istante trasmettono un numero maggiore di segnali lungo il nervo acustico. A seconda della regione della coclea dalla quale proviene il segnale, i segnali raggiungono specifiche aree acustiche della corteccia cerebrale.

Le dimensioni e la disposizione spaziale dell’organo di Corti differiscono tra le diverse specie di Mammiferi come conseguenza di vari gradi di specializzazione. I pipistrelli hanno, per esempio, un udito estremamente sviluppato e usano questo senso per una speciale funzione, denominata ecolocazione. Essi infatti emettono onde sonore ad alta frequenza che vengono riflesse dagli oggetti. I pipistrelli recepiscono queste onde di ritorno e possono così determinare la distanza di un ostacolo per evitarlo oppure per localizzare una preda con precisione, compensando col senso dell’udito l’estrema limitatezza della loro vista.

Cos’è la sordità

La sordità è l’incapacità o la diminuita capacità di percepire i suoni. Si può avere sordità per un ostacolo alla trasmissione dei suoni nell’orecchio esterno (per presenza di un banale tappo di cerume, di un corpo estraneo, di pus e così via) o in quello medio (per un’infezione come l’otite o per fenomeni degenerativi che portano a diminuita mobilità degli ossicini, come avviene nell’otosclerosi dell’anziano). Otite e cause meccaniche possono ledere o forare il timpano, impedendone la vibrazione. Sordità può anche derivare da lesioni della coclea o del nervo acustico. Inoltre, quando vi è una lesione nel centro dell’udito situato nel cervello, si può avere una difficoltà a interpretare correttamente i suoni.

Per sviluppare o consolidare un linguaggio normale è necessario percepire i suoni. Quando la sordità è presente alla nascita o interviene nei primi 3÷4 anni di vita si hanno come conseguenza gravi disturbi del linguaggio. È il caso dei bambini sordomuti.

L’udito negli Invertebrati

Il ragno reagisce diversamente a un insetto intrappolato nella rete che emette ronzii oppure a un oggetto inanimato. Nel primo caso il ragno si dirige immediatamente verso l’insetto e lo attacca, nel secondo invece si avvicina cautamente e taglia la ragnatela in modo da farlo cadere a terra. Se la frequenza del suono è troppo elevata, il ragno abbandona la rete. Si è anche osservato che i ragni reagiscono ai suoni emessi da un altoparlante voltandosi verso la sorgente sonora e muovendo le zampe anteriori. In base a questi e ad altri esperimenti si è concluso che i ragni hanno una percezione dei suoni simile all’udito nell’uomo, utilizzando probabilmente un particolare organo sul penultimo segmento della zampa. Anche nel caso degli Insetti, da tempo si pensa che almeno alcune specie siano in possesso del senso dell’udito. Per esempio grilli e cicale emettono suoni particolari che sono stati interpretati come segnali di comunicazione. Organi per la ricezione dei suoni sono stati trovati nel torace (la porzione centrale del corpo) o nell’addome di varie specie. Nei grilli si trovano su una zampa, mentre nelle zanzare si trovano nella testa, alla base delle antenne.