UNIVERSIDAD DE ALCALÁ

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Texto completo

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¿Cómo funciona nuestro cerebro? 2015

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5.1. El sonido

5.2. El oído humano

5.2.1. Oído externo

5.2.2. Oído medio

5.2.3. Oído interno

5.3. Traducción mecanoeléctrica de las ondas sonoras

5.4. Vías centrales de audición

5.5. Influencia audición

5.6. Alteraciones audición

5.7. Sistema vestibular

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SONIDO: desde un punto de vista físico el sonido son las ondas de presión generadas por las moléculas de aire cuando vibra.

Podríamos comparar las ondas generadas por el sonido como las ondas que se formar al lanzar

una piedra a un estanque con agua.

La diferencia sería que mientras las ondas en el agua se desplazan de manera

bidireccional, las ondas sonoras se desplazan en tres direcciones.

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El sonido como onda que es posee cuatro características principales:

-Forma

(sinusoidal)

-Fase

(situación instantánea en el ciclo)

-Amplitud

(lo expresamos en decibelios)

-Frecuencia

(lo expresamos en hercios)

La amplitud

es la intensidad de sonido

(más o menos volumen).

Podemos definirlo como la fuerza con la

que se produce un sonido.

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Conocemos la frecuencia

como el tono (más o menos agudo).

El tono está producido por el número de vibraciones por segundo, así a mayor

número de vibraciones por segundo el sonido es más aguda, por el contrario un

menor número de vibraciones por segundo para origen a sonidos graves.

Las ondas del sonido las podemos considerar como ondas sinusoidales.

Su forma es su amplitud en función del tiempo

.

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Los sonidos formados por ondas sinusoidales únicas (es decir, formadas por una única nota) son muy poco frecuentes en la naturales.

La mayoría de los sonidos que captamos como por ejemplo una palabra: “MESA” está constituido por ondas complejas.

Este tipo de sonidos se genera por la suma de ondas simples con amplitud, frecuencia, tono… diferentes

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En el sistema auditivo, es el oído interno el que actúa como un prisma acústico descomponiendo los sonidos complejos en sonidos

simples.

Los seres humanos pueden detectar sonidos en un intervalo de frecuencia entre los 20Hz hasta los

20kHz. Los lactantes pueden oír frecuencias por encima de los 20

kHz aunque poco a poco van perdiendo esa capacidad a medida

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Vibraciones ultrasónicas: Frecuencias por encima del umbral de sensibilidad humana (20 KHz). Los ultrasonidos tienen multitud de aplicaciones: en medicina (terapia, ecografía, etc.), en oceanografía (medición de profundidades, detección de icebergs, funcionamiento del sónar, etc.)

en la industria y en teledirección, entre otras.

Vibraciones infrasónicas: Frecuencias por debajo del umbral de sensibilidad humano (20 Hz). El estudio de los infrasonidos se centra en la atenuación y/o eliminación de frecuencias perjudiciales para la salud o el bienestar. Fuentes artificiales generadoras de infrasonidos pueden ser motores, sistemas de ventilación o sistemas de calefacción y fuentes naturales, las tormentas, terremotos, fuertes vientos, volcanes y, en general, todo fenómeno que suponga movimiento de

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En el reino animal dentro del grupo de los mamíferos hay diversidad en el reconocimiento de frecuencias. La mayoría de los mamíferos pequeños reconocen frecuencias

muy altas pero no las bajas, un ejemplo son los murciélagos que son capaces de reconocer frecuencias entre los 200kHz-20kHZ (el límite superior humano).

La causa de estas diferencias puede ser que los objetos pequeños, entre los que están las estructuras pequeñas de los mamíferos pequeños, resuenan a frecuencias altas, mientras que

los objetos grandes tienden a resonar a bajas frecuencias, lo que puede explicar la diferencia entre el tono del violín es más agudo que el de un violonchelo.

Dado que el sonido y la vocalización están estrechamente relacionados las distintas especies han modulado la banda o anchos de frecuencia tanto para producir sonidos como para

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Otros animales para evitar ser depredador por otros animales han

desarrollado sistemas auditivos “modulados” es decir sistemas para

reconocer vibraciones de baja frecuencia, que emiten los predadores

cuando se aproximan a través del sustrato.

ECOLOCALIZACIÓN

Estas diferencias conductuales han provocado el desarrollo de una gran variedad de especializaciones

anatómicas y funcionales del sistema auditivo.

Utilizan sus sonidos vocales de alta frecuencia para reconocer las características espaciales de

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El sistema auditivo transforma las

ondas sonoras en distintos patrones de

actividad neuronal.

Posteriormente se integran con la información proveniente de otros sistemas

sensitivos para guiar el comportamiento, incluidos los movimientos de orientación

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Oído externo

Oído interno

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El oído externo está compuesto de varias partes: • El pabellón auricular

La concha auricular El meato auditivo

Pabellón auricular (oreja) Está compuesto por un cuerpo central de tejido cartilaginoso elástico revestido

por piel delgada que presenta glándulas sebáceas y sudoríparas y folículos pilosos. La cara externa o convexa presenta más folículos que la cóncava o interna. Su función es la de captar las ondas acústicas, actuando a

manera de pantalla.

Es un conducto que va desde el pabellón auricular hasta la superficie de la membrana timpánica. Su luz es irregular debido a la cantidad de pliegues que presenta la piel que

lo reviste. Está piel presenta pequeños folículos pilosos, glándulas sebáceas y glándulas ceruminosas

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Función 1: Lo que hacen estas estructuras es recoger la energía sonora y la concentra en el tímpano o en la membrana timpánica. Esta configuración del oído externo lo que hace es reforzar

de manera selectiva la presión sonora 30 a 100 veces para las frecuencias de alrededor de 3kHz. Es decir amplifica las frecuencias. Por ello los humanos son muy sensibles a las frecuencias

entre 2-5 kHz.

Función 2: Una segunda función del pabellón y concha auricular es filtrar selectivamente diferentes frecuencias de sonido para brinda señales acerca de la elevación de la fuente sonora. Las circunvoluciones del pabellón tienen esa forma para

que el oído externo transmita más componentes de frecuencias altas desde una fuente elevada que desde la misma fuente a nivel del oído.

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El oído medio transforma las ondas que provienen del medio

aéreo para que puedan ser procesadas por el oído interno.

Las vibraciones que llegan hasta la membrana timpánica la

hacen vibrar y esas vibraciones se transforman en movimiento

de los huesecillos..

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La eficacia de la transmisión del sonido hacia el oído interno también está regulada por unos pequeños músculos en el oído medio que son el tensor del

tímpano, inervado por el nervio craneal V y el músculo del estribo, inervado por el músculo craneal VII.

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En el oído interno o laberinto, se encuentra dentro del hueso temporal, y está formado por una serie de estructuras complejas encargadas de la audición (sistema

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Cápsula ósea que rodea al laberinto

membranoso.

Es un sistema membranoso que está

relleno de un líquido

El espacio entre el laberinto óseo y el membranoso está

relleno de otro líquido “la perilinfa” que permite que el

laberinto membranoso se encuentre suspendido dentro del laberinto óseo, al que está

laxamente unido por unas fibras de tejido conectivo. Esta perilinfa es un líquido parecido al suero sanguíneo (se trata de un ultrafiltrado de

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La cóclea (palabra que viene del latín y significa “caracol”), es una estructura pequeña

con forma de espiral pequeña (de unos 10 mm de ancho, que desplegada es un tubo de unos 35

mm de longitud).

En la base de la cóclea hay dos pequeñas ventanas que son la oval y la ventana redonda (es

imprescindible esta ventana porque sin ella no se transmitiría las vibraciones y más concretamente no

se produciría un movimiento de la perilinfa), las cuales no están rodeadas por hueso.

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Rampa vestibular Rampa timpánica Rampa media Membrana basilar Membrana Reisser Lámina espiral Ganglios espirales ÓRGANO DE CORTI, que es un mecanorreceptor.

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http://www.uaz.edu.mx/histo/Pics2/19_6_50.jpg

ÓRGANO DE CORTI

Estas células están muy cerca de una membrana denominada MEMBRANA TECTORIA.

A medida que la membrana basilar oscila, las fibras de las células ciliadas, se flexionan contra la membrana tectoria lo que activa a estas células.

Los impulsos nerviosos son generados por un tipo de células especializadas dentro del órgano de Corti llamadas

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http://i.ytimg.com/vi/rd6_zrvwk7U/0.jpg

Las células ciliadas son unas células a modo de saco que en su parte posterior presentan una serie de cilios o penacho

de cilios (protuberancias). Cada penacho de cilios contiene entre 30-100 estereocilios. Estos cilios tienen en

su base una especie de bisagra que les permite moverse. Su disposición esta

graduada en altura y dispuestos de forma bilateral.

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http://i.ytimg.com/vi/rd6_zrvwk7U/0.jpg

Cuando el movimiento es hacia el cilio de mayor tamaño (o más alto) se produce una despolarización de la

célula ciliada.

Cuando el movimiento es hacia la célula más pequeña o de menor

tamaño, se produce una

hiperpolarización de la célula ciliar. El movimiento de estas células pueden

producir una potencial eléctrico en unos 10 microsegundos. Estos mecanismos de hiperpolarización o despolarización producido por

la torsión de los esterocilios debido al sonido consisten principalmente en la apertura de diferentes canales de K y de Ca.

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No toda la membrana basilar vibra al mismo tiempo. De hecho, a lo largo de toda la membrana basilar que se extiende por toda la cóclea, presenta una serie de áreas que se mueven de manera

independiente en respuesta a diferentes frecuencias de sonido.

Las bajas frecuencias mueven las áreas de la membrana basilar más cercanas al vértice de la cóclea (es decir al lado opuesto donde está el estribo y la membrana oval). Las frecuencias altas en cambio

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Esto es lo que conocemos

como organización

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https://www.youtube.com/watch?v=PuC1BDFUq2I

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El nervio

auditivo va a

realizar el

siguiente camino

desde el oído

hasta la corteza

cerebral.

La corteza

auditiva se

subdivide en:

Corteza auditiva

primaria

Corteza auditiva

secundaria o de

asociación.

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El nervio auditivo

Núcleos cocleares que se encuentran en el

bulbo raquídeo (del tronco encefálico)

El centro olivar localizado en la protuberancia,

va a conectar con las dos partes

Sube hasta el colículo del tálamo en el

mesencéfalo

Corteza auditiva

primaria

Corteza auditiva

secundaria

La información que viene de cada uno de los oídos alcanza ambos lados de sistema, aun a nivel del tronco encefálico.

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La corteza auditiva

primaria se excita

directamente por las

proyecciones del cuerpo

geniculado medial.

La corteza auditiva

secundaria o de

asociación lo hace

secundariamente por los

impulsos de la propia

corteza primaria.

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Percepción de la frecuencia sonora en la corteza auditiva

Se han descubierto un mínimo de seis mapas tonotópicos en la corteza primaria y áreas de asociación.

En cada uno de estos mapas las ondas sonoras de alta frecuencia excitan las neuronas de uno de sus extremos (zona posterior) y los de baja frecuencia los del lado opuesto (zona anterior). Se

piensa que la corteza posee tanto mapas porque cada área se encarga de analizar algún rasgo específico de los sonidos (las propias frecuencias sonoras, tono, dirección del sonido…).

Distinción de los patrones sonoros de la corteza auditiva

La corteza auditiva posee una importancia especial para la distinción de los patrones de sonidos tonales o secuenciales

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Determinación de la dirección de la que procede el sonido

La detección de la dirección del sonido está dada por:

1.- El lapso de tiempo transcurrido entre la llegada del sonido a un oído y al otro. 2.- La diferencia entre las intensidades de los sonidos en los dos oídos.

Los dos mecanismos por si solos no pueden diferenciar desde donde se produce el sonido (arriba, abajo, delante detrás…), pero gracias al pabellón auricular del oído externo se puede distinguir.

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Mecanismos nerviosos para detectar la procedencia del sonido

Comienza en el núcleo olivar

El núcleo lateral se encarga de detectar la dirección de la que viene el sonido, mediante la comparación de la diferencia de intensidades sonoras que

llegan a ambos oídos.

El núcleo olivar posee un mecanismo específico para detectar el lapso de tiempo transcurrido ente las señales acústicas que penetran por los oídos. El núcleo medial posee una gran cantidad de neuronas, las cuales presentan dos dendritas principales que actúan como

detectores de coincidencia.

Los centros auditivos que se encuentran en la protuberancia se van a encargar de controlar o percibir la intensidad, y otros aspectos como la duración del sonido. Pero aun esta

zona no se conoce bien.

Subiendo hasta la zona talámica se ha determinado que es uno de los primeros centros donde se detecta la selectividad de los

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Una de las funciones importantes del cerebro es la asociación de símbolos o sonidos para expresar un pensamiento, una emoción o simplemente para ser

un medio de comunicación.

El lenguaje verbal por un lado va a necesitar de dos fases: Capacidad para poder emitir sonidos y

Capacidad de reconocer o entender esos sonidos

Dos investigadores en el siglo XIX Broca y Wernicke fueron los que descubrieron y establecieron unas bases de los que conocemos hoy como la neurobiología del lenguaje

Broca Wernicke AFASIA Broca determinó que un área localizada en el lóbulo temporal (anterior) (posición 44-45 de Broca) eran responsables del lenguaje Años posteriores determinó que existían dos áreas

relacionadas con el lenguaje

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También existe una relación o conexiones entre estas dos áreas cerebrales lo sabemos porque son necesarias estas conexiones para que se produzcan respuestas apropiadas a la

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Los psicólogos de Gestalt comparaban la visión con la audición, es decir nosotros cuando reconocemos una melodía, no significa que identifiquemos cada uno de las notas que componen

la canción sino que reconocemos la interacción entre las distintas notas. Una misma melodía interpretada en diferentes tonalidades sigue siendo reconocida como la misa debido a que la

relación de las notas entre sí continúa siendo las mismas.

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Estudios de PET han demostrado que cuando un sujeto escucha una palabra o una música, además de producirse actividad en las áreas cerebrales como son Broca y Wernicke, se activaban

otras áreas de la corteza cerebral relacionadas emocionales, con áreas motoras primaria, esto ponía de manifiesto que el sonido activa regiones corticales muy variadas, sí podríamos entender

porque cuando escuchamos una canción nuestros pies se pueden poner en movimiento.

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Trauma acústico

Infección de oído medio

Agentes ototóxicos

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Estos implantes de suelen utilizar para la pérdida auditiva neurosensorial. Es decir cuando se ha producido la pérdida de las células ciliadas o se ha producido un daño en el nervio.

En aquellas lesiones

neurosensoriales donde no se haya dañado el VIII nervio, los implantes cocleares pueden

restablecer parcialmente la audición.

El implante coclear consiste en un micrófono montado periféricamente y un procesador digital de señales que transforma el sonido en pequeños impulsos nerviosos. El electrodo se inserta a lo largo de toda la cóclea a través

de la ventano redonda y se posiciona a lo largo de toda la membrana basilar. Esta localización permite activar al VIII nervio de manera similar que en condiciones normales.

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https://www.educaixa.com/microsites/ilusionismo/ilusiones_auditivas/

http://www.cibermitanios.com.ar/2008/04/las-mejores-ilusiones-auditivas.html

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Neil Harbinsson

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Dentro del oído, tenemos además del sistema de la audición, otro sistema muy importante que contribuye a la percepción del propio movimiento, la posición de la

cabeza y la orientación espacial en relación con la gravedad.

Principal implicado el laberinto vestibular

Se encuentra alojado en el oído interno.

Dentro del hueso temporal.

Está constituido por un conjunto de

cámaras

interconectadas que se denominan laberinto el

cual está conectado con la cóclea.

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Está formado por dos órganos que contiene OTOLITOS (el utrículo y el sáculo) y los conductos semicirculares.

La arquitectura tan compleja de éstos elementos es lo que ha dado el nombre a esta estructura.

El utrículo y el sáculo son estructuras que se encargan

de responder a las

aceleraciones lineales de la cabeza y su posición estática

en relación al eje gravitatorio, mientras que

los conductos semicirculares, están

preparados para las

aceleraciones rotacionales

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Los movimientos de inclinación o translación son detectados y registrados por órganos que tienen otolitos que son el utrículo y el sáculo.

Encima de estas hay una capa gelatinosa que cubre los penachos y por encima existen una

membrana que se denomina

MEMBRANA OTOLÍTICA

en la que están introducidos cristales de carbonato cálcico llamados

OTOCONIAS

(otolito vienen del griego que significa “piedras en el oído”)

Estos cristales pesan y el movimiento de la cabeza va a producir un movimiento de estos cristales que se va a traducir en desplazamiento

de los cilios de las células ciliadas que van producir un potencial y mandaran información

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Los conductos semicirculares son tres conductos que están localizados en los tres ejes x y z

Dado que tenemos dos oídos, hay ambos pares de conductos semicirculares están asociados y colocados en posiciones especulares. Por lo que

un mismo movimiento va a producir información en ambos oídos que serán

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Las células vestibulares se localizan en tres abultamientos en forma de ánforas llamados

AMPOLLAS, localizados en la base de los conductos semicirculares.

El funcionamiento de estas células es como la de las células cocleares, el movimiento va a producir un movimiento de las células hacia el penacho, lo que se traduce en una apertura de canales de iones que van a provocar una despolarización y como consecuencia se

secretaran varios neurotransmisores en la fibra nerviosa lo que va a provoca un impulso eléctrico que

va a viajar hasta el cerebro.

En el interior de éstas ampollas hay unas estructuras que denominamos

CÚPULAS en las cuales están imbricadas las terminaciones de las células ciliadas

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Los órganos vestibulares van a conectarse a través del VIII par de nervios con estructuras dianas de tronco encefálico y del cerebelo, las que procesan gran parte de la información

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Las proyecciones centrales del sistema vestibular participan en tres clases principales de reflejos:

1) Mantener el equilibrio y la mirada durante el movimiento 2) Mantiene la postura

3) Mantienen el tono muscular

Para mantener el equilibrio van a intervenir o coordinarse 3 sistemas: El sistema vestibular (en el oído)

El aparato locomotor (nos informa de la posición de nuestras extremidades El sistema visual

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WEBS:

Imágenes con licencia creative commons

http://tanis.lpi.tel.uva.es/~nacho/docencia/ing_ond_1/trabajos_03_04/infra_y_ultra/introduccion.htm https://www.google.es/search?q=el+sonido+creative+commons&espv=2&biw=1517&bih=741&

http://ocw.um.es/cc.-de-la-salud/citologia-e-histologia-veterinaria/material-de-clase-1/tema38-organos-de-los-sentidos-ii.pdf https://www.educaixa.com/microsites/ilusionismo/ilusiones_auditivas/

LIBROS:

Neurociencias 3ºEdición. Purves, Augustine, Fritzpatrick, Hall, LaMantia, McNamara and Williams. Editorial Médica panamericana

ISBN: 978-84-9835-362-4. Impreso España. Dep. Legal: M-18.351-2010.

Neuroanatomía Clínica y Neurociencia 6º Edición: M.J. Turlough Fitzgerald, Gregory Gruener and Estomih Mtui Editorial Elsevier Saunders

ISBN edición original: 978-0-7020-3738-2

ISBN edición española: 978-84-8086-965-2. Dep. Legal: B-9.195-2012

Principios de neurociencia 4º Edición: Eric R. Kandel, James H. Schwartz and Thomas M. Jessell. Editorial: McGraw-Hill. Interamericana

ISBN: 84—486-0311-7 Dep. Legal: M. 15.495-2001

Psicothema ISSN 0214 - 9915 CODEN PSOTEG 2002. Vol. 14, nº 2, pp. 247-254 Copyright © 2002 Psicothema

Antonio Bernabé Salazar, José Antonio Navarro Cámara y Francisco José Pallarés Martínez CITOLOGÍA E HISTOLOGÍA VETERINARIA Universidad de Murcia. Tema 38. Oído.

Soria-Urios G, Duque P, GarcíaMoreno JM. Música y cerebro: fundamentos neurocientíficos y trastornos musicales. Rev Neurol 2011; 52: 45-55.

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