Audiologia e Perdita Uditiva (Fisiologia 84)

Sensibilità Uditiva: Vie Centrali ed Elaborazione del Segnale Sonoro

• Due vie principali per la percezione conscia del suono: controlaterale/bilaterale (via consapevole) e ipsilaterale (via polisinaptica).
• La via consapevole è il percorso principale, inizialmente controlaterale, ma rapidamente bilaterale.
• La via polisinaptica ipsilaterale è più lenta, coinvolgendo la formazione reticolare per risposte riflesse, emotive e autonome.
• Il nucleo cocleare ventrale anteriore è un punto cruciale dello smistamento bilaterale, assicurando una rappresentazione bilaterale del segnale uditivo.
• I potenziali microfonici sono registrazioni extracellulare, non variazioni di potenziale di membrana.

Effetto della Capacità di Membrana sulla Propagazione del Segnale

• L'esperimento dell'assone di calamaro dimostra come l'iniezione di corrente e la registrazione vicina evidenziano una variazione simile alla corrente iniettata, soprattutto con correnti oscillanti.
• La capacità di membrana, sebbene piccola per ogni segmento, diventa significativa su una vasta superficie di membrana, causando una filtrazione del segnale all'aumentare della distanza dell'elettrodo.

Risposta delle Cellule Ciliate a Stimoli Costanti

• In risposta a uno stimolo costante e prolungato, le cellule ciliate scaricano alla loro frequenza, proporzionale all'intensità dello stimolo; questo segue la legge di Stevens.

Tonotopia e Campi Recettivi nel Nervo Acustico

• Il nervo acustico evidenzia una forte divergenza e mantiene una tonotopia; si può misurare l'intensità minima per lo scarico di ogni fibra.
• Intensità elevate stimolano molteplici fibre, mentre quelle minori attivano selettivamente singole fibre.

Organizzazione del Nucleo Cocleare

• Le fibre del nucleo cocleare si suddividono in una branca dorsale (proietta al collicolo inferiore controlaterale) e una ventrale (proietta alle olive).
• Il nucleo cocleare mantiene la tonotopia del nervo acustico.
• Esistono diversi tipi di neuroni nel nucleo cocleare, ciascuno con risposte distinte, derivanti da una singola fibra del nervo uditivo.

Elaborazione dell'Informazione nei Nuclei Uditivi

• Il nucleo laterale riceve afferenze eccitatorie ipsilaterali e inibitorie controlaterali per il confronto dell'intensità del segnale.
• Il complesso olivare superiore, in particolare il nucleo olivare superiore mediale, riceve afferenze eccitatorie ipsilaterali e gioca un ruolo centrale nella localizzazione uditiva, valutando le differenze temporali tra le orecchie.

Sistema Olivo-Cocleare e Controllo Efferente

• Il sistema olivo-cocleare opera una inibizione della risposta diretta della coclea.
• La stimolazione delle vie crociate (controlaterali) riduce l'ampiezza del potenziale d'azione nelle due orecchie; la stimolazione non crociata (ipsilaterale) ha effetto sull'orecchio stimolato.
• L'effetto del sistema olivo-cocleare è appiattire la curva di risposta della coclea, diminuendo la sensibilità alle intensità basse e migliorando la discriminazione alle intensità elevate.

Localizzazione dei Suoni: Meccanismi Temporali, di Ampiezza e di Frequenza

• La localizzazione dei suoni si basa su tre principali tipi di variazioni nel segnale sonoro: differenze temporali interaurali (ITD), differenze di intensità interaurali (IID) e variazioni di frequenza.
• L'ITD si basa sull'individuazione del ritardo temporale tra le due orecchie.
• L'IID si basa sulla differenza di intensità del suono nelle due orecchie.
• Variazioni di frequenza consentono una discriminazione più precisa.

Collicolo Inferiore e Superiore: Tonotopia e Integrazione Sensoriale

• Il collicolo inferiore mantiene una tonotopia simile al nucleo cocleare e all'oliva, e funge da substrato per il collicolo superiore.
• Il collicolo superiore integra informazioni uditive, visive e somatosensoriali per mappare lo spazio.
• La mappa visiva, nello strato superficiale, controlla le saccadi e l'orientamento degli occhi.
• Uno strato più profondo contiene una mappa uditiva con la stessa organizzazione azimutale ed elevativa della mappa visiva.

Corpo Genicolato Mediale (CGM): Il Talamo Uditivo

• Il CGM, spesso chiamato talamo uditivo, riceve afferenze dal collicolo inferiore ed è organizzato tonotopicamente.

Organizzazione Tonotopica e Specializzazione Funzionale

• Anche nel CGM, i neuroni sono sintonizzati su specifiche frequenze, con curve di risposta che definiscono la loro frequenza caratteristica.
• La corteccia uditiva primaria (A1) si specializza nell'analisi di frequenza.
• La corteccia uditiva secondaria (A2) si specializza nell'analisi temporale del suono.

Potenziali Evocati del Tronco Encefalico (BAEPs): Registrazione Non Invasiva del Transito del Segnale

• I BAEPs monitorano il transito dei segnali uditivi attraverso diverse stazioni.
• Sono una tecnica non invasiva che registra i potenziali nervosi consecutivamente.
• La tecnica usa un elettrodo sulla cute retroauricolare e uno di riferimento sulla fronte.
• Lo stimolo è un suono breve.

Corteccia Uditiva Primaria (A1): Organizzazione e Funzioni

• La corteccia uditiva primaria (A1), situata nel giro trasverso di Heschl, è strutturata in sei strati ed è fortemente connessa intrinsecamente.
• L'output principale deriva dallo strato V, che proietta alla corteccia uditiva secondaria e ad altre aree del lobo temporale.
• L'organizzazione tonotopica è presente nella corteccia A1, dove diverse bande rispondono a diverse frequenze.
• È presente anche un'organizzazione rostro-caudale, alternando bande che rispondono all'eccitazione binaurale (EE) o all'eccitazione controlaterale/inibizione ipsilaterale (EI).

Corteccia Uditiva Secondaria (A2) e Aree del Linguaggio

• Lateralmente alla corteccia uditiva primaria (A1), nel giro temporale superiore, si trova la corteccia uditiva secondaria (A2).
• Più posteriormente, si trova l'area di Wernicke, connessa all'area di Broca tramite il fascicolo arcuato.

Potenziali Evocati Corticali (Tardivi): Elaborazione Gerarchica

• I potenziali evocati corticali tardivi mostrano un'elaborazione gerarchica del segnale uditivo.
• Le prime risposte sono visibili intorno ai 5 ms.
• Successivamente si osserva attività nella corteccia uditiva primaria (A1), e poi nelle aree corticali secondarie.
• È presente un'elaborazione gerarchica.

Mappe Tonotopiche Multiple, Analisi Temporale, Localizzazione e Area di Wernicke

• La corteccia uditiva secondaria (A2) presenta mappe tonotopiche multiple, occupandosi di analisi temporali complesse, localizzazione e riconoscimento di pattern sonori.
• L'area di Wernicke, localizzata nel giro temporale superiore, giocando un ruolo nella comprensione del linguaggio.

Codifica della Frequenza del Segnale Sonoro

• La frequenza del segnale sonoro è codificata principalmente attraverso una rappresentazione spaziale (diverse frequenze oscilano parti specifiche della membrana basilare, attivano diversi neuroni).
• Sintonizzazione neuronale: neuroni sintonizzati su specifiche frequenze e rispondono alle cellule ciliate corrispondenti. - Discriminazione logaritmica: La discriminazione in frequenza segue un andamento logaritmico - Nella zona del parlato e del cantato si riesce a distinguere un salto di 0,2%.

Codifica Tempo-Frequenza: La Necessità di un Compromesso

• L'analisi dei suoni complessi richiede un equilibrio tra la codifica temporale e quella di frequenza.

Analisi Temporale vs Analisi di Frequenza

• Per una precisa codifica della frequenza, è necessario analizzare diversi cicli dell'oscillazione, richiedendo l'estensione dell'analisi nel tempo.
• Le trasformate di Fourier, usate per analizzare le frequenze, necessitano dell'integrazione del segnale su tutto il tempo.
• Per capirne l'inizio e la fine, e necessario campionare il segnale nel tempo, sacrificando la precisione nell'analisi di frequenza.

Compromesso Corteccia Primaria-Secondaria

• La corteccia uditiva primaria (A1) è specializzata nell'analisi di frequenza.
• La corteccia uditiva secondaria (A2) si concentra sull'analisi temporale.
• Entrambe le cortecce analizzano sia la frequenza che il tempo, adattandosi alle caratteristiche del segnale.

Esempi Pratici e Analisi Wavelet

• Eventi critici come click asincroni richiedono una risoluzione temporale elevata.
• Suoni complessi richiedono l'analisi in frequenza.
• L'analisi Wavelet cerca di massimizzare la risoluzione sia nel tempo sia nella frequenza.

Volontarietà e Involontarietà nella Discriminazione

• La discriminazione dei suoni può avvenire sia volontariamente che involontariamente.
• Messaggi subliminali possono influenzare il comportamento a livello inconscio.
• È complesso definire il confine tra elaborazione volontaria e involontaria nella percezione uditiva.

Aree di Broca e Wernicke: Afasie e Funzioni del Linguaggio

• Le lesioni delle aree di Broca e Wernicke portano ad afasie diverse.
• Afasia di Broca (motoria): difficoltà nella produzione linguistica, eloquio non fluente e lento, con errori fonetici e nella coordinazione.
• Afasia di Wernicke (recettiva): difficoltà nella comprensione linguistica, eloquio fluente ma incomprensibile, con neologismi e parole non corrette.

Elaborazione del Linguaggio: Interpretazione e Fonazione

• L'elaborazione del linguaggio coinvolge due stream corticali, simili a quelli della visione: stream ventrale (interpretazione) e stream dorsale (fonazione).
• Stream ventrale: aree uditive bilaterali alla corteccia parieto-temporale superiore.
• Stream dorsale: aree uditive all'area di Broce, coinvolte nella pianificazione della risposta, aree motorie per la produzione e la coordinazione.
• Entrambe i pathways implicano l'emisfero dominante (sinistro), anche se l'emisfero non dominante partecipa all'interpretazione.

Vie Centrali: Integrazione Conscia e Inconscia

• Oltre alla via dell'interpretazione cosciente, esistono vie sottocorticali che coinvolgono riflessi di orientamento, formazione reticolare e ipotalamo/corteccia limbica.
• I riflessi di orientamento vengono dall'oliva superiore ai collicoli, dirigendo l'attenzione verso i suoni improvvisi.
• La formazione reticolare è una via polisinaptica che proietta al talamo non-specifico e gioca un ruolo nelle risposte non coscienti.
• Ipotalamo/corteccia limbica sono implicati nelle risposte vegetative, endocrine, ed emotive.

Impianti Cocleari: Bypassing la Coclea e Ripristino della Tonotopia

• Gli impianti cocleari bypassano la coclea non funzionante stimolando direttamente i nervi acustici.
• Essenzialmente, un catetere a spirale con elettrodi viene impiantato nella coclea per stimolare le aree del nervo.

L'Audiogramma: Misura Clinica della Sensibilità Uditiva

• L'audiogramma è uno strumento clinico che misura la soglia uditiva a diverse frequenze.
• La sensibilità uditiva non è uniforme in tutto lo spettro udibile.
• Il normale audiogramma si presenta con una curva vicina ai 0db.

Soglia Uditiva e Campo Udibile

• La sensibilità (soglia) uditiva è minima a medie frequenze e aumenta sia alle alte che alle basse.
• Il campo udibile si estende dalla soglia uditiva alla soglia del dolore.

Audiogramma Clinico: Riferimento Normalizzato a 0 dB

• Normalizzazione a 0 dB per la soglia uditiva per poter confrontare le persone sane.
• In pratica, l'audiometro clinico è calibrato per poter adattare l'intensità del suono ai diversi valori di frequenza.

Audiogramma Vocale: Riconoscimento di Parole

• Valuta la capacità di riconoscimento di parole a diverse intensità sonore.
• Le persone sane riconoscono le parole intorno ai 20 dB.
• Le persone con difficoltà uditive hanno bisogno di intensità molto più elevate.

Audiometria Convenzionale: Test con Toni Puri e Risposta del Soggetto

• La procedura si svolge tramite cuffie, in ambiente silente, con un interruttore da premere da parte del soggetto in presenza di un suono.
• Intensità variabile dei toni puri per determinare la soglia uditiva di ciascun orecchio.

Anatomia della Sordità: Difetti di Conduzione e Sensorineurali

• Difetti di conduzione: problemi nella trasmissione del suono verso la coclea (es: cerume, problemi al padiglione auricolare, perforazioni del timpano, malfunzionamento degli ossicini).
• Difetti sensorineurali: problemi a livello della coclea o del nervo acustico (es: lesioni cocleari, danni al nervo acustico).
• Audiogramma: fornisce informazioni sulla conduzione aerea e ossea per determinare il tipo di perdita uditiva.

Effetto dell'Età sulla Sensibilità Uditiva

• La sensibilità alle alte frequenze tende a diminuire con l'età.

Livelli di Perdita Uditiva

• La perdita uditiva viene classificata in livelli: minima, leggera, moderata, severa e grave, in base ai dB di deficit.

Fastidio per i Suoni Forti nei Soggetti con Perdita Uditiva

• La soglia del dolore resta a 120dB, mentre la soglia uditiva aumenta a causa della perdita.
• Aumenti eccessivi del volume del suono sono percepiti come fastidiosa o dolorosa nel soggetto con perdita uditiva.

Discussione sulla Tonotopia Cocleare e la Conduzione Ossea

• La tonotopia cocleare potrebbe essere alterata se lo stimolo non proviene dalla porta ovale.
• Le vibrazioni della coclea innescano il movimento attraverso la finestra ovale e quella rotonda.
• Sia le cellule ciliate che le fibre nervose hanno una loro tonotopia.
• La soglia di 0 dB per la conduzione ossea è stata stabilita tramite esperimenti con soggetti sani.
• La trasmissione del suono nell'aria differisce dalla conduzione ossea a causa di percorsi e meccanismi diversi.

Timpanometria: Valutazione della Cedevolezza Timpanica

• La timpanometria misura la cedevolezza della membrana timpanica.
• Procedura: attraverso cuffie che pressurizzano l'orecchio per misurare la cedevolezza a 226Hz.
• Soggetti sani: valori di cedevolezza entro parametri normali.
• Accumulo di liquido nell'orecchio medio: la curva timpanometrica sarà piatta.
• Tromba di Eustachio chiusa: la curva si sposta verso pressioni negative.
• Scopo: identificare problemi di conduzione nell'orecchio medio.

Emissioni Otoacustiche: Attività delle Cellule Ciliate Esterne

• Le emissioni otoacustiche (OAE) permettono di valutare l'attività delle cellule ciliate esterne.
• Procedura: stimolazione uditiva con audiometriche e analisi della risposta.
• Le cellule ciliate esterne sono contrattili e possono emettere suoni come risposta a stimoli.
• Analisi delle OAE per discriminare la salute della coclea.

Potenziali Evocati Uditivi: Valutazione dell'Integrità del Percorso Neurale

• I potenziali evocati uditivi (AEP) valutano la salute del percorso neurale uditivo.
• Procedura: registrazioni delle risposte nervose a stimoli acustici.
• Registrazione: uso di elettrodi sullo scalpo.
• Stimolazione: suoni di varie frequenze.
• Analisi: analisi di picchi corrispondenti al transito del segnale.
• Utilità: per rilevare perdite uditive a varie frequenze, anche in soggetti non collaborativi.

Auditory Brainstem Response (ABR)

• Risposta normale in soggetti sani con picchi evidenti in diverse stazioni del tronco encefalico.
• Nell'acustico neurinoma, l'ABR mostra blocchi dalla seconda stazione.
• Deficit complessi non mostrano picchi anche ad altissime intensità.

Potenziali Evocati Uditivi Corticali

• Registrazione dei potenziali corticali con elettrodi sullo scalpo.
• Stimolazione con toni brevi ad intensità variabile.
• Analisi delle risposte corticali, che hanno ampiezza correlata all'intensità dello stimolo.
• Media sincronizzata per migliorare il segnale rimuovendo le componenti non correlate allo stimolo.
• Interpretazione dei picchi (N200, N300) per la localizzazione delle sorgenti.

Questo quiz esplora vari aspetti dell'audiologia, compresi i tipi di perdita uditiva e i meccanismi coinvolti nella conduzione del suono. Analizza la conduzione ossea e aerea, sensibilità uditiva, e le strutture del sistema uditivo. Approfondisci le differenze di ampiezza e tempo tra stimoli sonori tramite domande specifiche.