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LECCIÓN 28

La función acústica del oído externo

Año 1
Primer semestre
Fisiología I
Fisiología de la audición
Duración: 10:09

El oído externo no solo recoge el sonido: refuerza ciertas frecuencias y añade información de dirección. En esta lección vemos la resonancia de cuarto de onda del conducto auditivo, la ganancia natural del oído abierto, el aporte de la concha y de la cabeza, las diferencias de tiempo y de nivel en la localización y las claves espectrales del pabellón auricular. También vemos por qué todo esto importa en la adaptación de audífonos.

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Hola, y bienvenidos a la Academia de Audiología AIHEAR.
En esta lección veremos cómo el oído externo modifica el sonido, es decir, su función acústica.
Conoceremos la resonancia del conducto auditivo, cómo el pabellón nos ayuda a localizar el sonido y por qué esto importa al adaptar audífonos.
Toda cavidad y todo tubo tienen una frecuencia natural a la que el aire de su interior vibra con más facilidad.
Los sonidos de esa frecuencia se refuerzan en la cavidad; esto se llama resonancia.
El tono que oímos al soplar sobre la boca de una botella vacía es la frecuencia de resonancia de la botella.
La frecuencia de resonancia depende del tamaño de la cavidad: cuanto más pequeña es, más alta es la frecuencia de resonancia.
El conducto auditivo y las cavidades del pabellón también son cavidades acústicas, cada una con su propia resonancia.
El conducto auditivo se comporta como un tubo abierto en un extremo y cerrado en el otro por la membrana timpánica.
La resonancia más fuerte de un tubo así está en la frecuencia cuyo cuarto de longitud de onda es igual a la longitud del tubo.
Esto se llama resonancia de cuarto de onda.
En el adulto, el conducto mide unos dos centímetros y medio, por lo que esta frecuencia resulta de unos tres mil cuatrocientos hertz.
Sin embargo, en oídos reales la resonancia del conducto suele medirse entre dos mil quinientos y tres mil hertz.
La diferencia se debe a que el conducto no es un tubo recto y a que la concha, en su entrada, se suma a la cavidad.
Podemos medir la resonancia del conducto auditivo en el propio oído de la persona.
En la medición en oído real, se coloca un tubo de sonda fino cerca del tímpano y se compara con un micrófono fuera del oído.
La diferencia entre ambas mediciones es la ganancia natural del oído abierto: la ganancia sin audífono en oído real (REUG).
En el adulto, esta ganancia suele tener su pico entre dos mil quinientos y tres mil hertz, con unos quince a veinte decibeles.
La ganancia no está en una sola frecuencia; es clara en una región amplia, de unos dos mil a cuatro mil hertz.
Estos valores varían entre personas, por lo que la medición se hace por separado en cada oído.
La ganancia del oído externo no proviene de una sola estructura; se suman los aportes de varias estructuras.
El mayor aporte proviene del conducto auditivo, entre dos mil quinientos y tres mil hertz.
La concha añade su propia resonancia y da una ganancia extra cerca de los cinco mil hertz.
La cabeza actúa como una pantalla frente al sonido y eleva la presión del lado cercano en las frecuencias medias y agudas.
Los pliegues del pabellón crean pequeños picos y muescas en los agudos, que cambian según la dirección del sonido.
En conjunto, estos aportes cambian claramente el espectro del sonido que llega a la membrana timpánica.
La región que refuerza la resonancia del conducto es un rango de frecuencias muy importante para el habla.
La energía de muchas consonantes que determinan la inteligibilidad del habla está en esta región de agudos.
Así, el oído externo refuerza de forma natural los sonidos consonánticos débiles y nos ayuda a entender el habla.
La resonancia del oído externo es una de las razones por las que la audición humana es más sensible entre unos dos mil y cinco mil hertz.
Para saber de dónde viene un sonido en el plano horizontal, el cerebro usa sobre todo las diferencias entre los dos oídos.
Un sonido lateral llega primero al oído más cercano; este pequeño retraso se llama diferencia interaural de tiempo.
La diferencia de tiempo es una clave potente sobre todo para los sonidos graves, por debajo de unos mil quinientos hertz.
Con los sonidos agudos, la cabeza actúa como obstáculo y crea una sombra sonora en el oído más alejado.
Por eso, para los sonidos agudos, la diferencia interaural de nivel es la clave más importante.
Este reparto de las dos claves según la frecuencia se llama teoría dúplex.
Las claves binaurales tienen un límite: los sonidos de adelante y de atrás llegan a ambos oídos al mismo tiempo y con el mismo nivel.
El pabellón auricular ayuda a resolver esta ambigüedad.
Los pliegues del pabellón reflejan el sonido; al combinarse el sonido reflejado y el directo, se forman muescas en los agudos según la dirección.
Como el pabellón mira hacia adelante, los agudos frontales llegan algo más fuertes que los de atrás, y eso ayuda a distinguir ambas direcciones.
Estas mismas claves espectrales también son importantes para saber si un sonido viene de arriba o de abajo.
Estas claves también sirven con un solo oído, pero dependen de que el cerebro haya aprendido las características del propio oído.
El efecto conjunto de la cabeza, el torso, el pabellón y el conducto sobre el sonido se llama función de transferencia relacionada con la cabeza.
Conocida como HRTF, esta función describe cómo cambia el espectro que llega al conducto según la dirección de llegada.
Con la experiencia, el cerebro aprende qué cambio espectral corresponde a cada dirección.
Como la forma del pabellón varía de una persona a otra, la HRTF es única en cada persona.
El audio tridimensional para auriculares y algunas funciones de los audífonos aprovechan esta información.
El conducto largo y curvo protege la membrana timpánica de golpes directos y de cuerpos extraños.
La temperatura y la humedad se mantienen bastante estables dentro del conducto, lo que ayuda a conservar la flexibilidad del tímpano.
Los pelos y el cerumen de la porción cartilaginosa impiden que el polvo y los insectos pequeños avancen hacia adentro.
La migración de la piel del conducto de adentro hacia afuera permite que los residuos se eliminen solos.
La acústica del oído externo interviene directamente en la adaptación de audífonos.
Al cerrar el conducto con un molde o un audífono, desaparece el extremo abierto del tubo y se pierde gran parte de la resonancia natural.
Esto se llama pérdida por inserción; la ganancia natural del oído abierto ya no llega al oído.
Por eso, además de la pérdida auditiva de la persona, el audífono también debe reponer esta ganancia natural perdida.
En los audífonos retroauriculares, el micrófono está sobre el pabellón, por lo que no puede aprovechar sus claves de dirección.
En los audífonos con el micrófono en la concha o en el conducto, los efectos naturales del pabellón se conservan en gran parte.
Algunos audífonos retroauriculares imitan el refuerzo del pabellón para los sonidos frontales mediante micrófonos direccionales.
Un vínculo clínico muy discutido de la resonancia del conducto es la hipoacusia inducida por ruido.
En este ejemplo, ambos oídos muestran una muesca clara cerca de los cuatro mil hertz, con recuperación parcial en ocho mil hertz.
En las pérdidas inducidas por ruido, la muesca suele aparecer entre tres mil y seis mil hertz.
Una explicación es que la resonancia del conducto refuerza el ruido de banda ancha entre unos dos mil y tres mil hertz.
El daño coclear es máximo media octava por encima de la frecuencia del estímulo, lo que lleva la muesca a unos cuatro mil hertz.
Se cree que la propia estructura de la cóclea también influye en la muesca; este ejemplo solo muestra el patrón típico.
En el lactante, el conducto es más corto y más estrecho, por lo que su frecuencia de resonancia es más alta que en el adulto.
Como la pared del conducto del lactante es más blanda, sus propiedades acústicas también difieren de las del oído adulto.
A medida que el niño crece, la frecuencia de resonancia baja y se acerca a los valores adultos en los primeros años.
Como un conducto pequeño tiene poco volumen, el mismo audífono produce más presión sonora en el oído de un lactante que en el de un adulto.
Esta diferencia se mide como diferencia oído real-acoplador (RECD) y se incorpora a los ajustes del audífono.
Un consejo de la práctica: en la medición en oído real, la profundidad del tubo de sonda influye directamente en el resultado.
Coloquen el tubo de modo que su punta quede a unos cinco milímetros de la membrana timpánica.
Si el tubo queda poco profundo, las ondas estacionarias del conducto pueden hacer que los agudos se midan más bajos de lo que son.
Comprobar la ubicación con un otoscopio y marcar el tubo para mantener su profundidad hacen la medición más fiable.
El conducto auditivo se comporta como un tubo cerrado en un extremo y presenta una resonancia de cuarto de onda.
En el adulto, la ganancia natural del oído abierto suele tener su pico entre dos mil quinientos y tres mil hertz.
La localización usa las diferencias interaurales de tiempo y de nivel junto con las claves espectrales del pabellón.
Al cerrar el conducto se pierde la resonancia natural; el audífono debe tener en cuenta esta pérdida por inserción.
Pon a prueba lo aprendido: ¿cuál es la frecuencia de resonancia aproximada de un tubo de dos centímetros y medio cerrado en un extremo?
La respuesta correcta es la C: unos tres mil cuatrocientos hertz.
Este valor se obtiene dividiendo la velocidad del sonido entre cuatro veces la longitud del tubo; en oídos reales, el pico es algo más bajo.
En la próxima lección pasamos al oído medio y veremos por qué el sonido del aire no pasa directo a los líquidos del oído interno: la adaptación de impedancias.
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Requisitos previos

LECCIÓN 17 Anatomía del oído externo
LECCIÓN 11 Frecuencia, período y longitud de onda Próximamente

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