Orecchie: udito ed equilibrio

Tre ossicini dell'orecchio medio trasmettono il suono all'orecchio interno; l'udito umano percepisce suoni da circa 20 a 20 000 vibrazioni al secondo.

Dall'aria al liquido

Quando qualcuno parla, l'aria davanti alla sua bocca viene compressa ed espansa molte volte al secondo. Queste onde di pressione raggiungono la tua testa e l'orecchio deve trasformarle in segnali elettrici trasportabili da un nervo. Il National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) descrive il processo come una catena di passaggi, ciascuno affidato a una parte dell'orecchio.

Le onde sonore entrano nell'orecchio esterno e percorrono il condotto uditivo fino al timpano, detto anche membrana timpanica. Il timpano vibra e trasmette le vibrazioni a tre ossicini dell'orecchio medio: martello, incudine e staffa. I loro nomi latini significano all'incirca proprio martello, incudine e staffa. Gli ossicini amplificano le vibrazioni e le trasmettono alla coclea nell'orecchio interno attraverso un'apertura coperta da una membrana, la finestra ovale. L'orecchio medio è collegato alla gola anche dalla tuba di Eustachio, che aiuta a mantenere uguale la pressione dell'aria sui due lati del timpano.

Dentro la coclea

La coclea è un tubo a forma di chiocciola pieno di liquido. Un setto elastico, la membrana basilare, la percorre in lunghezza e la divide in una parte superiore e una inferiore. Quando la staffa preme sulla finestra ovale, il liquido si increspa e lungo la membrana basilare si forma un'onda viaggiante. Su di essa si trovano le cellule ciliate sensitive. Ciascuna possiede un fascio di minuscoli prolungamenti detti stereociglia, disposti dal più alto al più basso. Quando l'onda muove le cellule ciliate, le stereociglia urtano una membrana sovrastante e si piegano. La flessione apre i canali alle loro estremità, gli ioni entrano rapidamente e nasce un segnale elettrico. Il nervo uditivo porta il segnale al cervello.

Come distingue l'orecchio una nota acuta da una grave? La membrana basilare non è uguale lungo tutto il percorso. Le onde ad alta frequenza muovono la parte vicina alla base della coclea, presso la finestra ovale; quelle a bassa frequenza muovono la parte vicina all'apice. La posizione di una cellula ciliata indica quindi al cervello l'altezza del suono. OpenStax paragona questo meccanismo a un prisma che separa la luce nei suoi colori. L'intervallo va da circa 20 Hz all'apice a circa 20 000 Hz alla base. Un hertz equivale a una vibrazione al secondo.

Gli organi dell'equilibrio

Accanto alla coclea, nello stesso labirinto osseo, si trova il sistema vestibolare. Usa lo stesso tipo di cellula ciliata per rilevare la posizione della testa anziché il suono. Utricolo e sacculo percepiscono la posizione della testa e il movimento rettilineo. Le loro cellule ciliate sporgono in un gel ricoperto da piccoli cristalli di carbonato di calcio, gli otoliti. Quando inclini la testa o acceleri in auto, lo strato pesante resta indietro e piega le stereociglia.

I tre canali semicircolari rilevano la rotazione. Sono anelli pieni di liquido disposti all'incirca ad angolo retto fra loro: insieme coprono tutte le direzioni in cui può ruotare la testa. In ciascun canale una struttura gelatinosa simile a una vela, la cupola, poggia su un gruppo di cellule ciliate. Quando giri la testa, il liquido resta indietro, la cupola si flette e le cellule ciliate segnalano la direzione della rotazione. Il NIDCD precisa che l'equilibrio dipende anche dagli occhi e dai recettori muscolari e tattili delle gambe: il cervello integra tutte queste informazioni.

Questo è materiale didattico su come è fatto e come funziona il corpo. Non è un consiglio medico e non serve a diagnosticare o curare nessuno.