LEZIONE:
“IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA UDITIVO”
PROF. EDORDO ARSLAN
Il funzionamento del Sistema uditivo
Indice
1 Il funzionamento del sistema uditivo --------------------------------------------------------------------------------------- 3 Attenzione! Questo materiale didattico è per uso personale dello studente ed è coperto da copyright. Ne è severamente
vietata la riproduzione o il riutilizzo anche parziale, ai sensi e per gli effetti della legge sul diritto d’autore
(L. 22.04.1941/n. 633)
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Il funzionamento del Sistema uditivo
1 Il funzionamento del Sistema uditivo
Innanzitutto mi presento: sono un medico professore di Audiologia nella Facoltà di
Medicina e Chirurgia dell’Università di Padova e dirigo il Servizio di Audiologia dell’Ospedale di
Treviso. Il senso dell’udito si basa sulla percezione del suono e noi audiologi ci occupiamo del
funzionamento del sistema uditivo, cioè della fisiologia uditiva, e di tutte le patologie che possono
provocare una perdita uditiva, una sordità o come viene chiamata in termini medici una ipoacusia.
Nelle due lezioni che vi farò parleremo prima di come funziona il sistema uditivo e
successivamente di cosa si fa oggi nelle patologie uditive che sono ovviamente alla base della
disabilità uditiva. Tenete presente che il recettore uditivo è uno dei recettori più complessi dei nostri
sistemi sensoriali ed è caratterizzato da una enorme capacità di percepire intensità sonore molto
piccole e molto grandi.
Nella diapositiva 2 è riportato il campo sonoro dell’uomo, ciò che siamo in grado di sentire e
come potete vedere siamo in grado di distinguere suoni molto deboli come il fruscio delle foglia
fino a suoni molto forti che possono dare fastidio o dolore come un aereo che decolla, un camion o
un complesso rock.
Nella diapositiva 3 è riportato il range di intensità dei suoni. La dinamica è talmente grande
che dal suono più debole a quello più forte in termini di energia acustica vi è una differenza
corrispondente a una intensità pari a oltre un milione di miliardi di volte. Un valore così grande da
essere espressa da un numero con un esponente di 16. Per questo motivo in acustica l’intensità
sonora viene espressa in decibel rapporto logaritmico che riduce la scala da 0 a 140. L’asse delle X
riporta invece l’altra caratteristica principale dei suoni e cioè gli Hertz, la frequenza, che va dai
suoni gravi a quelli acuti e in una scala da 20 Hz a 20.000 Hz.
Le perdite uditive vengono rappresentate dall’audiogramma il grafico riportato nella
diapositiva 4 che esprime il grado di ipoacusia cioè la sordità e che utilizza le stesse unità di misura:
decibel di perdita (l’udito normale è 0 dB) e le frequenze in Hertz.
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Alla base della enorme sensibilità dell’udito nell’uomo vi è il recettore uditivo quel
meraviglioso organo di senso che madre natura ci ha costruito. Pensate che non si è mai riusciti,
nemmeno con la tecnologia oggi disponibile, a costruire un analogo artificiale dell’orecchio con le
stesse caratteristiche di quello umano. Nella diapositiva 5 è disegnato uno schema del sistema
uditivo. L’orecchio esterno, padiglione e condotto che servono a convogliare il suono all’orecchio
medio, che invece trasforma l’energia sonora in vibrazioni attraverso la membrana del timpano e la
catena degli ossicini (martello, incudine e staffa). Infine l’orecchio interno, dove è situata la coclea
che è il vero trasduttore che trasforma le vibrazioni degli ossicini in impulsi nervosi che poi
arrivano al cervello attraverso il nervo acustico.
Il nervo acustiche è costituito da 30.000 fibre e si distribuisce a tutta la coclea come mostra
il preparato della diapositiva 6 dove si vede in nero la coclea e tutte le fibre del nervo acustico
collegate con le cellule sensoriali.
Nel disegno della diapositiva 7 è riassunto lo schema del recettore uditivo: orecchio esterno,
orecchio medio, coclea e le fibre del nervo acustico che convogliano l’informazione uditiva al
cervello, come potete vedere nella animazione del breve filmato.
L’orecchio interno, la coclea, è il responsabile della nostra enorme capacità di percepire i
suoni e di inviarli al cervello. Nella diapositiva 9 è schematizzato il sistema uditivo centrale dove ha
sede l’elaborazione uditiva, dove cioè il suono diventa cosciente. Nell’ambito della percezione
uditiva l’utilizzo del linguaggio è ciò che distingue l’uomo dagli animali e il sistema uditivo è
costruito soprattutto per percepire il linguaggio. La comunicazione verbale è la modalità principale
di funzionamento del sistema uditivo finalizzata alla percezione e comprensione del messaggio
verbale. Il linguaggio è una funzione molto complessa, la più complessa del sistema uditivo e
probabilmente di tutto il nostro cervello .
Il linguaggio orale è la principale modalità comunicativa dell’uomo (diapositiva 10) e si
basa su una serie di codici acustici i fonemi che costituiscono le parole. La parola e la frase sono le
unità linguistiche che possiedono il contenuto informativo, cioè il contenuto semantico. Significato
semantico vuol dire tutto ciò che è collegato con la parola: lupo vuol dire un animale, 4 zampe,
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peloso buono o cattivo ecc a seconda della nostra esperienza e della immagine che abbiamo
dell’animale.
Quindi i suoni che costituiscono i fonemi sono i codici acustici del linguaggio orale. Sul loro
riconoscimento si basa la percezione del messaggio linguistico. Nella diapositiva 11 si vede la
parola inglese SHOO CAT nella sua espressione acustica: in ordinata le frequenze e in ascissa il
tempo. La consonante S per esempio è caratterizzata principalmente dalle frequenze acute mentre la
vocale U da quelle gravi. Presupposto fondamentale per la percezione è avere una soglia uditiva
adeguata sulle frequenze acute e gravi in modo da poter sentire i tratti acustici fonetici alla base del
linguaggio.
Nella diapositiva 12 sono riportate la definizione e le caratteristiche del linguaggio. Una
delle caratteristiche principali è la ridondanza del linguaggio e cioè noi trasmettiamo molta più
informazione acustica di quella necessaria a capire il messaggio semantico. Alla base della
ridondanza ci sono le regole del linguaggio le regole fonetiche (per esempio dopo una consonate vi
è una elevata probabilità in italiano di avere una vocale), quelle grammaticali, sintattiche e lessicali.
Il motivo per cui la natura ci ha dotato della ridondanza è per permettere la comprensione del
messaggio verbale anche in condizioni di trasmissione molto degradata, come in mezzo al rumore.
Un esempio che secondo me spiega quanto potente è il linguaggio umano e l’importanza
della ridondanza è riportato nelle prossime due diapositive. Nella prima (diapositiva 13) vi è un
elenco di parole prive di significato. Se vengono messe in ordine secondo la morfosintassi il
messaggio della frase è perfettamente comprensibile (diapositiva 14).
Non dobbiamo confondere ovviamente voce e linguaggio. Anche gli animali (diapositiva
14) hanno la voce che permette lo scambio di informazioni, ma solo nell’uomo la voce diventa un
mezzo di comunicazione così sofisticato e potente, perché solo l’homo sapiens utilizza elementi
discreti (fonemi) e li ricombina in una infinità varietà di messaggi.
Se poi si pensa che nell’uomo nel momento in cui comprendiamo una parola siamo anche in
grado di produrla, cioè di emetterla, ci rendiamo conto della complessità e della rapidità di
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elaborazione dei meccanismi neurali alla base del linguaggio e quindi anche delle enormi risorse
nervose di cui dispone il sistema uditivo (diapositiva 16).
Alla base della rapidità nella percezione del messaggio verbale si ipotizza possa esserci lo
schema percettivo riportato nella diapositiva 17. Quando ascoltiamo una parola, una frase non
elaboriamo il suono in termini di contenuto acustico ma individuiamo una stringa di fonemi. Il
nostro sistema uditivo centrale è in grado di prevedere in base alle regole della lingua cosa verrà
dopo ciascun fonema (per es dopo una vocale in italiano abbiamo una enorme probabilità che ci sia
una consonante, dopo un articolo il sostantivo e così via). Si possono quindi creare a priori delle
stringhe percettive che prevedono con elevata probabilità di successo la stringa di fonemi e quindi
in gran parte non avviene un vero e proprio atto percettivo e il sistema può lavorare in modo molto
rapido.
Questo ci spiega anche perché in un bambino piccolo la percezione del linguaggio è meno
efficiente di un adulto, più lenta e ci mette diverso tempo a svilupparsi. Devono crearsi con
l’esperienza uditiva e con l’apprendimento del linguaggio stringhe intermedie di previsione
efficienti che derivano solo dalla esperienza uditiva del bambino nella lingua nativa.
In conclusione (diapositive 19-20) Le modalità di funzionamento della percezione uditiva
centrale si dividono in due tipi principali di processing: quello acustico e quello linguistico.
Quello acustico è innato e utilizza poche risorse neurali. La percezione del linguaggio invece
utilizza una quantità molto maggiore di circuiti neurali e circuiti di memoria e soprattutto e più
tardiva e dipende dalla esposizione del bambino ad una esperienza uditiva lingua specifica.
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