E3 Oido Medio: Transmisión y Transformación de Impedancia

Tópico

La presión acústica que llega a la membrana timpánica, ya moldeada por el pabellón auricular y el canal auditivo externo, hace vibrar a la membrana timpánica con una fuerza total que depende de cuánta presión acústica recibe y de cuánta superficie de la membrana timpánica vibra para recibirla. Esa misma fuerza total que recoge la amplia superficie de la membrana timpánica se transmite después a la superficie mucho más pequeña de la ventana oval, donde el estribo, el último de los tres huesecillos de la cadena osicular, empuja directamente a la perilinfa coclear. Concentrar la misma fuerza total sobre una superficie mucho más pequeña aumenta la presión que esa fuerza total ejerce, exactamente igual que empujar con un dedo sobre una superficie pequeña ejerce más presión que empujar con la misma fuerza sobre una superficie grande.

Además de esa diferencia de superficie entre la membrana timpánica y la ventana oval, la propia cadena osicular añade una segunda ganancia de presión gracias a su forma de palanca: el martillo, el primer huesecillo de la cadena osicular, tiene un brazo de palanca más largo que el brazo de palanca del yunque, el segundo huesecillo, con el que está articulado. Cuando un brazo de palanca más largo empuja a un brazo de palanca más corto a través de esa articulación, el brazo de palanca más corto se mueve con menos amplitud pero con más fuerza que el brazo de palanca más largo, así que la cadena osicular entrega al estribo una fuerza mayor que la fuerza con la que el martillo la recibió de la membrana timpánica.

La ganancia de presión que aporta la diferencia de superficie entre la membrana timpánica y la ventana oval y la ganancia de presión que aporta la forma de palanca de la cadena osicular no se suman sino que se multiplican, porque cada una actúa sobre el resultado que ya dejó la anterior: la cadena osicular aplica su propia ganancia de palanca sobre la fuerza que ya llegó concentrada desde la membrana timpánica hasta el martillo. Combinadas, ambas ganancias logran que el oído medio entregue a la perilinfa coclear una presión aproximadamente treinta decibeles más alta que la presión acústica original que había llegado a la membrana timpánica, una ganancia que es justamente lo que le permite al oído medio acoplar la impedancia mucho más baja del aire con la impedancia mucho más alta de la perilinfa coclear, sin que la mayor parte de la presión acústica se pierda por reflexión al llegar al límite entre ambos medios.

La ganancia aproximada de treinta decibeles que logra el oído medio no es igual de fuerte en todas las frecuencias: la relación entre la presión acústica que entra a la membrana timpánica y la presión transmitida que finalmente recibe la perilinfa coclear cambia según la frecuencia del sonido, y a esa relación, frecuencia por frecuencia, se le llama la función de transferencia del oído medio. La función de transferencia del oído medio depende de la masa y la rigidez de la membrana timpánica y de la propia cadena osicular, que responden con más facilidad a unas frecuencias que a otras, de forma parecida a como el canal auditivo externo, por su propia forma, refuerza más unas frecuencias que otras.

Con la ganancia que aporta la diferencia de superficie entre la membrana timpánica y la ventana oval, la ganancia que aporta la forma de palanca de la cadena osicular, y la función de transferencia del oído medio que varía según la frecuencia, este modelo permite calcular la presión transmitida que finalmente le llega a la perilinfa coclear a partir de la presión acústica que originalmente llegó a la membrana timpánica, para cualquier frecuencia del sonido. De esta manera, el modelo mecánico de palanca de la membrana timpánica y la cadena osicular con el que se abre esta descripción deja de ser solo una explicación cualitativa de por qué el oído medio acopla la impedancia del aire con la impedancia de la perilinfa coclear, y se convierte en una herramienta capaz de simular, para cada frecuencia, cuánta presión transmitida efectivamente recibe la perilinfa coclear.

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