¿cómo amplifican los huesos del martillo, El Yunque y el estribo el sonido en el oído interno?
Douglas E. Vetter, Profesor Asistente de Neurociencia en la Escuela Sackler de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Tufts, da una respuesta a esta pregunta.
El martillo, El Yunque y el estribo, también conocidos como malleus, incus y stapes, respectivamente, y colectivamente, como «huesecillos del oído medio», son los huesos más pequeños del cuerpo humano., Se encuentran en el oído medio y forman parte del sistema auditivo entre el tímpano y la cóclea (el conducto en forma de espiral que aloja las células ciliadas que participan en la transmisión del sonido al cerebro). Para entender el papel de estos huesos en la audición se requiere una comprensión de las palancas. Esto se debe a que los huesecillos del oído medio están dispuestos e interactúan entre sí como un sistema de palanca.
todas las palancas generan una ventaja mecánica. Se utilizan para ejercer una gran fuerza sobre una pequeña distancia en un extremo de la palanca mediante la aplicación de una fuerza más pequeña sobre una distancia más larga en el extremo opuesto., Las capacidades de apalancamiento de los huesecillos del oído medio son necesarias para generar las grandes fuerzas que nos permiten escuchar.
Como animales terrestres, vivimos en un ambiente gaseoso. Pero, nuestro oído interno está lleno de líquido, y esto representa un problema. Como ejemplo, la mayoría de las personas tienen conocimiento de primera mano de la audición bajo el agua. Si alguien te grita desde arriba de la superficie del agua, los sonidos son tremendamente silenciados, lo que hace que sea difícil de entender o incluso escuchar en absoluto. Eso es simplemente porque la mayor parte del sonido se refleja en la superficie del agua.,
entonces, ¿cómo tomamos los sonidos aéreos, que son simplemente vibraciones de las moléculas de aire, y los hacemos pasar la interfaz aire-fluido entre nuestro canal auditivo y el oído interno? Necesitamos un sistema para usar esas vibraciones del aire para empujar contra la superficie del líquido del oído interno.
Cuando el tímpano vibra cuando el sonido golpea su superficie, pone los huesecillos en movimiento. Los huesecillos están dispuestos en un orden especial para realizar su trabajo. Directamente detrás y conectado al tímpano, que es esencialmente un gran colector de sonido, está el martillo., El martillo está dispuesto de manera que un extremo está unido al tímpano, mientras que el otro extremo forma una bisagra en forma de palanca con el yunque. El extremo opuesto del yunque está fusionado con el estribo (por lo que el yunque y el estribo actúan como un solo hueso). El Estribo luego se conecta con una abertura especial en la cóclea llamada «ventana ovalada».»La placa de pie del estribo—la parte ovalada y plana del hueso que se asemeja a la parte donde uno apoyaría el pie en un estribo real—está flojamente unida a la ventana ovalada de la cóclea, lo que le permite moverse dentro y fuera como un pistón., La acción en forma de pistón genera vibraciones en el oído interno lleno de líquido que se utilizan para señalar al cerebro de un evento de sonido. Sin los huesecillos del oído medio, solo alrededor del 0.1 por ciento de la energía del sonido llegaría al oído interno.
superar el problema de conseguir que el sonido en el aire llegue al oído interno lleno de líquido se resuelve mediante dos mecanismos principales: la concentración de energía del tímpano grande en la pequeña placa del estribo situada en la ventana oval; y la acción en forma de palanca entre el martillo y el complejo de estribo de yunque., En los gatos, por ejemplo, la simple concentración de fuerzas desde el tímpano hasta el estribo aumenta la presión en la ventana oval a aproximadamente 35 veces la que se mide en el tímpano. La acción de palanca de los huesos del oído medio imparte una ventaja mecánica adicional al sistema, que ocurre porque el yunque es más corto que el martillo, y aumenta aún más la presión en aproximadamente un 35 por ciento. De esta manera superamos el problema de obtener vibraciones aerotransportadas en el oído interno presurizado y lleno de líquido.
no todos los animales tienen esta misma configuración ósea del oído medio., De hecho, los reptiles, anfibios y aves, tienen un oído medio que contiene un solo hueso, llamado Columela, que conecta el tímpano directamente con la ventana oval de la cóclea. Cuando examinamos la frecuencia más sensible para escuchar en estos animales, les va muy bien para sonidos de alrededor de 1,000 hertz (1 kHz), pero pierden rápidamente su capacidad para escuchar bien a frecuencias más altas. Por otro lado, los animales con tres huesos del oído medio tienden a oír a frecuencias mucho más altas. Para los seres humanos, nuestra audición puede extenderse a 20 kHz, aunque la mayoría de nuestras vidas se pasan atendiendo a sonidos entre 4 y 8 kHz.,