Transducción y vías auditivas

En la transducción auditiva, audición se refiere al oído, y la transducción es el proceso por el cual el oído convierte las ondas sonoras en impulsos eléctricos y los envía al cerebro para que podamos interpretarlos como sonido. El propio oído se compone de tres partes: el oído externo, el oído medio y el oído interno, y los tres desempeñan un papel en la audición.

Se puede pensar en el oído como en una casa, con un porche, un salón y un corto pasillo que lleva a dos dormitorios al final. El porche sería el oído externo, formado por el pabellón auricular y el conducto auditivo externo. El oído medio y el interno formarían la verdadera "casa", esculpida dentro del hueso temporal. El oído medio es como un salón, amueblado con los diminutos huesos del oído (llamados martillo, yunque y estribo) que se articulan o tocan entre sí. El oído interno es el resto de la casa, formado por un pasillo y dos habitaciones, donde el pasillo es el vestíbulo, y las dos habitaciones son: la cóclea, que está anterior al vestíbulo, es decir, hacia la parte anterior de nuestra cabeza, y los canales semicirculares, posteriores al vestíbulo, es decir, hacia la parte posterior.

El oído externo, el medio y el interno están conectados funcionalmente entre sí, lo que es crucial para la audición. Entre el oído externo y el medio se encuentra la membrana timpánica (o tímpano), y entre el oído medio y el interno hay dos ventanas: la ventana oval, arriba, y la ventana redonda, abajo. Así, cuando se oye el susurro del viento entre las hojas, las ondas sonoras resultantes las dirige el pabellón auricular hacia el conducto auditivo externo y llegan al tímpano, haciéndolo vibrar. El martillo está unido al tímpano, por lo que las vibraciones se transmiten a lo largo de los pequeños huesos: del martillo al yunque y, después, del yunque al estribo. El pie del estribo se apoya en la ventana oval, y como la ventana oval es unas 20 veces más pequeña que el tímpano, las ondas sonoras se amplifican al vibrar a través de los pequeños huesos. Desde la ventana oval, las vibraciones se transmiten al oído interno. La parte del oído interno que transforma las ondas sonoras en impulsos eléctricos es la cóclea.

Es una estructura en forma de caracol que se enrolla alrededor de un eje óseo llamado columela. La base de la cóclea está contigua al oído medio (a través del vestíbulo) y su punta se adentra en el hueso temporal. La cóclea tiene una envoltura ósea exterior que contiene un líquido llamado perilinfa. En el interior de la cáscara ósea hay un conducto membranoso llamado conducto coclear, que contiene un líquido llamado endolinfa. La cóclea está formada por tres tubos llenos de líquido, dispuestos uno encima del otro. En el centro se encuentra el conducto coclear (o rampa media). Por encima está la rampa vestibular, y, por debajo, la rampa timpánica. El conducto coclear termina justo por debajo de la punta de la cóclea, dejando una abertura llamada helicotrema justo por encima, por lo que la rampa vestibular y la rampa timpánica se comunican entre sí a través del helicotrema. 

Veamos un corte transversal de la cóclea. El conducto coclear tiene forma de triángulo, con el ángulo más agudo orientado hacia la columela. El lado superior de este triángulo es la membrana vestibular, que separa el conducto coclear de la rampa vestibular. La parte inferior es la membrana basilar, que la separa de la rampa timpánica. Y en el lado exterior, opuesto a la columela, tenemos el ligamento espiral. La membrana vestibular es flexible y permite que el movimiento de las ondas sonoras viaje desde la perilinfa y se transmita a la endolinfa. El ligamento espiral está recubierto por un epitelio especializado, denominado estría vascular, que segrega la endolinfa hacia el conducto coclear. También hay unas células llamadas marginales que bombean iones de potasio a la endolinfa, convirtiéndola en un líquido con alta concentración de potasio. Por último, por encima de la membrana basilar se encuentra el órgano de Corti, que es la clave de la transducción auditiva.

Antes de entrar en el funcionamiento del órgano de Corti, hablaremos del sonido. El sonido lo produce un objeto que vibra, como un diapasón o la laringe, y se propaga a través de un medio, que puede ser gaseoso, líquido o sólido. Por ejemplo, digamos que un gatito maúlla a las 6 de la mañana pidiendo comida, aunque su cuenco esté todavía medio lleno. Pues bien, cuando sus cuerdas vocales vibran, eso altera las moléculas de aire, que forman zonas de alta presión (donde las moléculas de aire están más comprimidas) y zonas de baja presión (donde están menos comprimidas). Algo así como lo que ocurre cuando tira una piedra en un estanque tranquilo. Se trata de una serie de compresiones y rarefacciones moleculares. El maullido del gato se propaga por el aire hacia nuestro oído interno, lo que se llama onda sonora. Las ondas sonoras pueden representarse sencillamente como una onda sinusoidal y, como cualquier onda considerable, tienen una frecuencia, una longitud de onda y una amplitud. La frecuencia es el número de ondas por unidad de tiempo, mientras que la longitud de onda se refiere a la distancia entre dos crestas de onda consecutivas. Los sonidos con frecuencias más altas (por lo tanto, más ondas por unidad de tiempo) tienen una longitud de onda más corta y los percibimos como un tono alto, como su voz en helio. Los sonidos con frecuencias más bajas (por tanto, menos ondas por unidad de tiempo) tienen una mayor longitud de onda y los percibimos como un tono bajo, como el canto de una ballena. Por último, está la amplitud, que es la altura de la onda, y la interpretamos como volumen. Una amplitud baja puede ser que su amante le despierte con un susurro, mientras que una amplitud alta puede ser que golpee dos ollas cuando no se ha levantado.

Para ver qué ocurre con las ondas sonoras, examinemos la cóclea. Cuando la base del estribo golpea la ventana oval, esta amplifica y transfiere las ondas sonoras a la rampa vestibular. La amplificación se produce porque la ventana oval es unas 20 veces más pequeña que el tímpano, por lo que las vibraciones se concentran en un espacio menor. Esto es importante, porque es más difícil que las ondas se propaguen en el fluido del oído interno en comparación con el aire. Ahora que las ondas sonoras son lo suficientemente fuertes, transfieren la presión a la perilinfa en la rampa vestibular. La onda sonora viaja hacia el helicotrema y hace vibrar las moléculas de perilinfa por el camino. Sin embargo, para que podamos oír, las ondas sonoras toman un atajo a través del conducto coclear y se transfieren a la rampa timpánica. Este atajo hace que las vibraciones desplacen la membrana basilar hacia la rampa timpánica.