El maravilloso sistema auditivo

CUANDO usted no quiere ver algo, puede cerrar los ojos; cuando no quiere oler algo, puede retener la respiración; pero cuando no quiere oír algo no puede taparse los oídos por completo. La expresión “cerrar los oídos” a algo es tan solo una metáfora. Al igual que los latidos del corazón, el sentido del oído sigue funcionando hasta cuando usted duerme.

La verdad es que los oídos funcionan sin cesar para mantenernos en contacto con el mundo que nos rodea. Seleccionan, analizan y descifran lo que oímos, y lo comunican al cerebro. Dentro de los confines de aproximadamente 16 centímetros cúbicos, nuestros oídos utilizan principios acústicos, mecánicos, hidráulicos, electrónicos y de matemáticas elevadas para llevar a cabo lo que hacen. Veamos unas cuantas de las cosas que pueden hacer los oídos, siempre y cuando nuestro aparato auditivo no presente alguna lesión.

◻ Los oídos captan desde el más leve susurro hasta el atronador estruendo de un avión de reacción, es decir, una sonoridad diez billones de veces mayor. En términos científicos este es un campo auditivo de unos 130 decibelios.

◻ Los oídos pueden escoger una conversación que se lleve a cabo al otro lado de una habitación llena de gente y concentrarse en ella, o pueden detectar en una orquesta de cien músicos si un instrumento ha emitido una nota equivocada.

◻ Los oídos son capaces de captar una variación de solo dos grados en la dirección de la fuente de un sonido. Lo hacen percibiendo la minúscula diferencia que hay en el tiempo de llegada del sonido a cada uno de los dos oídos y en la intensidad con la que llega a ellos. La diferencia de tiempo puede ser de tan solo diez millonésimas de segundo, pero los oídos pueden detectarla y transmitir ese mensaje al cerebro.

◻ Los oídos tienen la capacidad de reconocer y distinguir unos cuatrocientos mil sonidos diferentes. Los mecanismos del oído analizan automáticamente la onda sonora y la comparan con las que están acumuladas en la memoria. Así es como se puede saber si cierta nota musical procede de un violín o de una flauta, o quién es la persona que está hablando por teléfono.

Las orejas que vemos a los lados de la cabeza son tan solo la parte más visible de los oídos. La mayoría de nosotros probablemente todavía recuerda de cuando iba a la escuela que el oído se compone de tres partes: el oído externo, el oído medio y el oído interno. El oído externo está constituido por una lámina de cartílago recubierta de piel denominada pabellón auditivo, o más comúnmente “oreja”, y por el conducto auditivo que conduce al tímpano. En el oído medio están los tres huesecillos más pequeños del cuerpo humano —el martillo, el yunque y el estribo— y estos forman un puente que enlaza el tímpano con la ventana oval, la cual sirve de entrada al oído interno. Este está constituido por dos partes de aspecto extraño: los tres canales semicirculares y el caracol o cóclea (del griego ko·kjlí·as, que significa caracol).

El oído externo se asemeja a un receptor bien sintonizado

Obviamente, el oído externo sirve para recoger las ondas sonoras del aire y canalizarlas hacia el interior del oído. Pero hace mucho más que eso.

¿Se ha preguntado alguna vez si la sinuosa forma del pabellón auditivo obedece a algún propósito específico? Los científicos han descubierto que el diseño de la cavidad central del pabellón y del conducto auditivo provoca una resonancia en el caso de cierta banda de frecuencias que las amplifica. ¿Cómo nos beneficia eso? La mayoría de las características importantes de los sonidos del habla humana están comprendidas dentro de la misma banda de frecuencias.a A medida que estos sonidos viajan a través del pabellón y el conducto auditivo, su intensidad se incrementa hasta aproximadamente el doble de la que tenían en un principio. Esto merece llamarse ingeniería acústica de la mejor clase.

El oído externo también desempeña un papel importante en nuestra aptitud para localizar la fuente de los sonidos. Como ya se ha mencionado, los sonidos que provienen del lado izquierdo o del lado derecho de la cabeza son identificados por las diferencias en lo que se refiere tanto al tiempo de llegada del sonido a cada uno de los dos oídos como a la intensidad con la que llega a ellos. Pero, ¿qué sucede con los sonidos que provienen de atrás? En ese caso, de nuevo entra en juego la forma del oído. El borde del pabellón auditivo tiene una forma que afecta a los sonidos que provienen de atrás, causando una pérdida en las frecuencias comprendidas entre los 3.000 y 6.000 hercios. Esto altera el carácter del sonido y el cerebro interpreta que proviene de atrás. Los sonidos procedentes de encima de la cabeza también son alterados, pero en una banda de frecuencia diferente.

El oído medio es el sueño de un mecánico

La función del oído medio es transformar la vibración acústica de la onda sonora en vibración mecánica y transmitirla al oído interno. Lo que tiene lugar en esta cámara del tamaño de un guisante es en realidad el sueño de un mecánico.

Contrario a la idea de que los sonidos fuertes hacen que el tímpano vibre mucho, las ondas sonoras solo provocan vibraciones microscópicas. Ese minúsculo movimiento apenas es lo suficientemente fuerte como para hacer que reaccione el fluido que llena el oído interno. El modo de vencer este obstáculo es una prueba más de lo ingenioso que es el diseño del oído.

Los tres huesecillos del oído medio están articulados entre sí de tal forma que contribuye a la sensibilidad. Ese tipo de articulación funciona como un sistema de palanca y aumenta la presión que llega al tímpano en aproximadamente un 30%. Además, el tímpano tiene una superficie unas veinte veces mayor que la base plana del estribo. Por consiguiente, la presión ejercida sobre el tímpano se concentra en una zona mucho más pequeña cuando el estribo presiona contra la ventana oval. La suma de estos dos factores resulta en que en la ventana oval se aumente unas veinticinco o treinta veces la presión que ejerce el tímpano al vibrar, y esto es justo lo suficiente para poner en movimiento el fluido que hay en el caracol.

¿Ha notado que un resfriado de cabeza a veces le afecta la audición? La causa es que para que el tímpano funcione bien se requiere que la presión sea igual a ambos lados. Por lo general, se mantiene mediante un pequeño conducto llamado trompa de Eustaquio que conecta el oído medio con la nasofaringe. Este conducto se abre cada vez que deglutimos y equilibra la presión a ambos lados del tímpano.

El oído interno es el que desarrolla la función acústica

El sonido pasa de la ventana oval al oído interno. Allí se encuentran los tres canales semicirculares que, colocados en los tres planos del espacio, nos permiten mantener el equilibrio y la coordinación. No obstante, es en el caracol donde en realidad empieza la función acústica.

El caracol está constituido fundamentalmente por tres conductos o canales llenos de fluido que se encuentran enrollados en espiral como la concha de un caracol. Dos de estos conductos se comunican entre sí en el vértice del espiral. Cuando el estribo transmite una vibración a la ventana oval, situada a la base del espiral, esta empieza a moverse hacia dentro y hacia fuera a semejanza de un émbolo y crea en el fluido unas ondas de presión hidráulica. A medida que estas ondas van y vienen hacia el vértice, provocan una ondulación en las paredes que separan los conductos.

A lo largo de una de estas paredes, conocida como la membrana basilar, descansa el órgano de Corti, denominado así en honor a Alfonso Corti, quien en 1851 descubrió que este es el verdadero centro de audición. Su parte clave consiste en unas quince mil o más células ciliadas sensoriales ordenadas por hileras. Desde estas células ciliadas, miles de fibras nerviosas transmiten al cerebro —donde se percibe la sensación de oír— información sobre la frecuencia, la intensidad y el timbre del sonido.

Se descifra el misterio

Cómo comunica esta complicada información al cerebro el órgano de Corti fue un misterio durante mucho tiempo. Los científicos sí sabían que el cerebro no responde a las vibraciones mecánicas, sino solo a los cambios electroquímicos. El órgano de Corti debe convertir de alguna manera el movimiento de ondulación de la membrana basilar en impulsos eléctricos correspondientes y luego enviarlos al cerebro.

El científico húngaro Georg von Békésy tardó unos veinticinco años en descifrar el misterio de este minúsculo órgano. Descubrió que las ondas de presión hidráulicas que viajan a lo largo de los conductos del caracol llegan a un punto máximo a lo largo del camino y presionan la membrana basilar. Las ondas generadas por los sonidos de alta frecuencia presionan la membrana cerca de la base del caracol, mientras que las ondas procedentes de sonidos de baja frecuencia la presionan cerca del vértice. Por consiguiente, Békésy llegó a la conclusión de que el sonido de una frecuencia específica produce ondas que arquean la membrana basilar por un punto en particular y hace que las células ciliadas de ese punto reaccionen y envíen señales al cerebro. La ubicación de las células ciliadas correspondería a la frecuencia, y la cantidad activada de tales células, a la intensidad.

Esta explicación es correcta en el caso de los tonos sencillos. Sin embargo, los sonidos que se producen en la naturaleza raras veces son sencillos. El canto de una rana toro suena bastante diferente del toque de un tambor, aunque es posible que los dos sonidos tengan la misma frecuencia. Esto se debe a que cada sonido está compuesto de un tono fundamental y muchos armónicos. La cantidad de armónicos y la fuerza relativa de estos da a cada sonido su timbre distintivo o carácter, y de esta manera reconocemos los sonidos que oímos.

La membrana basilar es capaz de responder simultáneamente a todos los armónicos de un sonido y detectar cuántos y qué armónicos están presentes, identificando así el sonido. Los matemáticos llaman a este proceso el análisis de Fourier, denominado así en honor al brillante matemático francés del siglo XIX Jean-Baptiste-Joseph Fourier. Sin embargo, el oído ha utilizado desde siempre esta técnica matemática avanzada para analizar los sonidos que oye y comunicar la información al cerebro.

Ni siquiera ahora están seguros los científicos de qué tipo de señales envía al cerebro el oído interno. Las investigaciones revelan que las señales enviadas por todas las células ciliadas son aproximadamente iguales en duración y fuerza. Así que los científicos creen que el mensaje que llega al cerebro está compuesto de señales previamente codificadas.

A fin de apreciar la importancia de esto, recordemos el juego infantil en el que una fila de niños se va transmitiendo una historia de uno a otro. Muchas veces, lo que el último niño oye no se parece en nada a lo que dijo el primero. No obstante, si en lugar de una historia complicada, lo que se transmite es un código, como por ejemplo un número, es probable que no se distorsione. Y eso es al parecer lo que hace el oído interno.

Es interesante que una técnica utilizada hoy día en avanzados sistemas de comunicación —denominada modulación por impulsos codificados— funciona según el mismo principio. En lugar de enviar los detalles de un acontecimiento, se envía un código que lo representa. Así, en códigos binarios, fue como se enviaron a la Tierra las fotografías de Marte y a este código pueden convertirse los sonidos para grabarlos y reproducirlos después. Pero, de nuevo, ¡el oído lo hizo primero!

Una obra maestra de la creación

Puede que nuestros oídos no sean los más agudos o sensibles, pero son ideales para satisfacer una de nuestras mayores necesidades: la de comunicarnos. Están diseñados para responder especialmente bien a las características de los sonidos del habla humana. Los bebés necesitan oír el sonido de la voz de su madre para desarrollarse bien, y a medida que crecen, necesitan oír los sonidos de otros seres humanos para desarrollar su facultad del habla. Sus oídos les permiten discernir la sutil inflexión del tono de cada idioma de una manera tan precisa que crecen hablándolo como solo un nativo puede hacerlo.

Todo esto no es resultado de una evolución ciega, sino que debemos este maravilloso aparato auditivo a nuestro amoroso Creador Jehová. (Proverbios 20:12.) Los oídos son verdaderas obras maestras de la creación y una expresión de la sabiduría y el amor de nuestro Hacedor. Sin ellos difícilmente habría comunicación con el prójimo. Pero por encima de todo, utilicémoslos para escuchar la sabiduría procedente de la Palabra de Dios, a fin de que podamos aprender de nuestro Padre Jehová Dios.

[Nota a pie de página]

[Diagrama en la página 19]

(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)

OÍDO EXTERNO

Pabellón auditivo u oreja

Conducto auditivo

Tímpano

OÍDO MEDIO

Martillo

Yunque

Estribo

Trompa de Eustaquio

OÍDO INTERNO

Canales semicirculares

Ventana oval

Caracol

[Diagrama en la página 20]

(Para ver el texto en su formato original, consulte la publicación)

Los tres conductos desenrollados

CARACOL

Rampa vestibular

Conducto coclear

Rampa timpánica