Ouvido médio

As ondas sonoras captadas pelo ouvido externo fazem vibrar o tímpano, que mobiliza a cadeia ossicular do ouvido médio. Através da platina do estribo, colocada sobre a janela do vestíbulo, a vibração é transmitida à périlinfa coclear.

Esquema do ouvido médio

A membrana timpânica (4), vestígio branquial, separa o canal auditivo externo da cavidade do ouvido médio.

O ouvido médio abre-se na faringe através da trompa auditiva (6).

A janela do vestíbulo (oval), sobre a qual se encontra a platina do estribo (3), e a janela coclear (redonda) (5) separam o ouvido médio do ouvido interno. A cadeia ossicular é constituída pelo martelo (1), a bigorna (2) e o estribo (3): ela liga a membrana do tímpano à janela do vestíbulo.

A relação entre as superfícies (>20/1) permite uma amplificação que assegura a transferência das pressões acústicas entre o meio aéreo e o meio líquido do ouvido interno.

O ouvido médio pode assim ser considerado um adaptador de impedância sem o qual uma grande parte da energia acústica seria perdida.

Membrana timpânica

M. Mondain

Fotografia da membrana do tímpano humana (in situ) Observam-se à transparência os ossículos e particularmente o martelo que se insere na porção superior da membrana do tímpano, até ao seu centro.

Vista da face medial da membrana timpânica de cobaio em microscopia electrónica de varrimento. Vê-se o cabo do martelo inserido na parte central da membrana, a apófise anterior do martelo e a membrana timpânica inserida no osso temporal pelo anel timpânico.

Reflexo ossicular

Quando um som de forte intensidade é detectado pela cóclea (>80 dB) a informação é transmitida aos núcleos do tronco cerebral e desencadeia um arco reflexo que provoca a contracção dos músculos do ouvido médio (no Homem só o estapédio se contraí). Este evento condiciona um aumento da rigidez da cadeia tímpano-ossicular, o que limita a sua mobilidade nas frequências baixas e médias (<2000Hz) o que condiciona uma diminuição da energia transmitida ao ouvido interno. No entanto este reflexo não é eficaz na protecção do ouvido interno das altas frequências.

- (1) Martelo;  - (2) Ligamento suspensor do martelo;  - (3) Bigorna;  - (4) Ligamento posterior da bigorna;  - (5) Músculo do estribo;  - (6) Platina do estribo;  - (7) Membrana timpânica;  - (8) Trompa auditiva;  - (9) Músculo do martelo;  - (10) Corda do tímpano seccionada.

Esta vista medial da cavidade do ouvido médio (caixa do tímpano) permite compreender como a cadeia ossicular pode ser imobilizada pela contracção reflexa dos músculos do martelo e do estribo. Estes reflexos, mediados por núcleos do tronco cerebral, reduzem a função de transferência entre o ouvido externo e a cóclea protegendo-a contra a sobre-estimulação sonora...mas com limites:

• Só são eficazes para as frequências graves (até 1kHz);
• Não intervêm, ou são demasiado lentos, para sons impulsivos (explosões, armas de fogo, etc.)

Um outro papel dos reflexos do ouvido médio, que é desencadeado pela voz, é de atenuar a percepção da própria voz; este aspecto é particularmente importante para os cantores.

Funcionamento do ouvido médio

O ouvido médio transmite a energia acústica do tìmpano ao ouvido interno realizando uma adaptação de impedância entre o meio aéreo e o meio líquido.

Se as vibrações aéreas fossem aplicadas directamente aos líquidos do ouvido interno, 99,9% da energia acústica seria perdida por reflexão ao nível do interface ar-líquido (-30dB).

O ouvido médio é um adaptador de pressões: desta forma "recupera-se" a energia acústica disponível no meio aéreo e aumenta a amplitude dos estímulos mecano-acústicos no ouvido interno.

Graças à relação entre a superfície (~20) do tímpano (S1=0,6 cm2) e da platina do estribo (S2=0,03 cm2) e á relação das alavancas (o eixo da cadeia ossicular está próximo da articulação martelo/bigorna, mas os dois braços desta cadeia têem comprimentos diferentes)(d1/d2~1,3), a amplificação teórica tem um factor multiplicador de X26 (+28 dB)

Atenção! Este valor deve ser utilizado com precaução porque, devido ás suas caracteristicas mecanicas, o comportamento e a "eficácia" do ouvido médio variam muito com a frequência (f)
Com efeito, o funcionamento do ouvido médio ( como o de qualquer sistema mecanico) depende do atrito (R) das articulações, da massa da cadeia ossicular e da rigidez das membranas, dos ligamentos do volume de ar.

 Para saber mais: Revisão da física acústica

Função de transferência do ouvido médio

Os fenómenos descritos anteriormente são observaveis quando se estuda a função de transferência do ouvido médio, ou seja na relação complexa (amplitude e fase) existente entre a pressão acústica à entrada do ouvido interno (Pv: na perilinfa da base da rampa vestibular) e a pressão acústica sobre o tímpano (Pt) : Pv/Pt. Por outro lado, é de referir que nas baixas frequências a pressão à entrada da cóclea (Pv) apresenta um avanço de fase de 90º em relação à pressão sobre o tímpano (Pt). Isto significa que o sinal à entrada da cóclea (Pv) é função da velocidade do estribo (ve): Pv = Zc.ve.

NOTA: Na gama de frequências audíveis, a impedância de entrada na cóclea (Zc) é puramente resistência. Não existem componentes quivalentes a massa (M) ou rigidez(K). Esta característica tem consequências muito importantes sobre os limiares de sensibilidade auditiva em função da frequência e sobre a suscetibilidade da cóclea ao ruido.

No Homem, a amplificação máxima não ultrapassa os 20dB… e varia fortemente em função da frequência: 13dB a 200Hz, 20 dB a 1000Hz, 12dB a 8000Hz

Duas conclusões se impõem:

• São o ouvido externo e médio que, em função da quantidade de energia acústica transmitida em cada frequência, modelam a curva de limiares de sensibilidade auditiva
• O ouvido interno é um detector em que o limiar é constante em função da frequência na quase totalidade da gama auditiva (cerca de 1,10-18W no Homem)

Limiares de sensibilidade auditiva

O aspecto da curva dos limiares de sensibilidade auditiva, no Homem (em traço cheio), é comparável a da função de transferência global do ouvido externo e médio (em pontuado). Isto é válido para todos os mamíferos.