El oído es responsable de dos de nuestros sentidos más fundamentales: la audición y el equilibrio, cuyos receptores se encuentran dentro del oído interno. Para ver una animación increíble de cómo funciona la audición, recomiendo este vídeo de YouTube.
Aquí describiré la anatomía del oído y las bases biológicas del sentido de la audición. La siguiente información se puede encontrar en cualquier buen libro de texto de anatomía y fisiología. También puede encontrar una buena discusión sobre este tema en el Capítulo 11 de Su cuerpo diseñado, de Steve Laufmann y Howard Glicksman.
Puede resultar útil consultar la ilustración de la oreja a continuación mientras lee la descripción que sigue.
El oído externo
El oído externo está compuesto por el pabellón auricular y el canal auditivo. La aurícula está compuesta de cartílago cubierto de piel. En los perros (que tienen orejas móviles), el pabellón auricular puede servir como embudo para las ondas sonoras. En los humanos, en cambio, su ausencia no afectaría negativamente a nuestra audición.
La piel que contiene glándulas ceruminosas recubre el canal auditivo (también llamado meato auditivo externo). El canal auditivo es una estructura en forma de tubo que se extiende desde el oído externo hasta el oído medio. Es responsable de dirigir las ondas sonoras hacia el oído, que luego viajan a través del canal auditivo y llegan al tímpano (membrana timpánica) en el oído medio. El tímpano vibra en respuesta a estas ondas sonoras y estas vibraciones se transmiten a los huesos del oído medio.
El oído medio
El oído medio es una cavidad en el hueso temporal que está llena de aire. La membrana timpánica (popularmente llamada tímpano) es una membrana delgada y flexible que separa el oído externo del oído medio y se extiende a lo largo del extremo del canal auditivo. Cuando las ondas sonoras ingresan al canal auditivo, golpean el tímpano y lo hacen vibrar. Detrás del tímpano, hay tres pequeños huesos conocidos como huesecillos, a saber, el martillo, el yunque y el estribo. Los huesecillos forman una cadena y están conectados entre sí. Cuando el tímpano vibra en respuesta a las ondas, hace que el martillo se mueva, lo que, a su vez, mueve el yunque y el estribo. Este enlace mecánico ayuda a amplificar las vibraciones y las transmite desde el tímpano al oído interno.
El oído medio también está conectado a la nasofaringe (parte posterior de la garganta) a través de un tubo llamado trompa de Eustaquio. Este tubo ayuda a igualar la presión del aire en ambos lados del tímpano. Esto es esencial para mantener el equilibrio de la presión del aire entre el oído medio y la presión atmosférica externa, para permitir que el tímpano vibre adecuadamente.
El oído interno
El oído interno también es una cavidad dentro del hueso temporal y también se llama laberinto óseo. Está revestido por una membrana llamada laberinto membranoso. Entre el hueso y la membrana hay un líquido llamado perilinfa, y dentro de las estructuras membranosas del oído interno hay un líquido llamado endolinfa. Tres de estas estructuras (el utrículo, el sáculo y los canales semicirculares) se ocupan del equilibrio. El otro (la cóclea) se relaciona con la audición.
La apariencia de la cóclea es como la del caparazón de un caracol. El interior de la cóclea está dividido en tres canales llenos de líquido. El canal superior se llama escala vestibular y está lleno de perilinfa (un líquido similar al líquido cefalorraquídeo). Las vibraciones del sonido viajan a través de la cóclea y llegan a la rampa timpánica. El canal medio se llama rampa media (también conocido como conducto coclear) y está separado de la rampa vestibular por la membrana de Reissner y de la rampa timpánica por la membrana basilar. La escala media contiene endolinfa y es donde se encuentran las células sensoriales de la cóclea (conocidas como células ciliadas). Por supuesto, estas células ciliadas no son pelo, sino más bien microvellosidades especializadas que se encargan de convertir las vibraciones sonoras en señales eléctricas que el cerebro puede interpretar. Situada encima de las células ciliadas se encuentra la membrana tectorial que, como veremos, es crucial para la audición.
El sentido del oído
El proceso de audición comienza con la producción de ondas sonoras, que son fluctuaciones de presión que se propagan a través del aire. Estas ondas son canalizadas hacia el canal auditivo por el pabellón auricular (la parte externa del oído). El canal auditivo transporta las ondas sonoras al tímpano (membrana timpánica), lo que lo hace vibrar. Estas vibraciones luego se transmiten al martillo, el yunque y el estribo, que amplifican las vibraciones. El estribo está conectado a la ventana ovalada, una abertura cubierta por una membrana que da al oído interno. La vibración del estribo contra la ventana oval crea ondas de presión en la cóclea llena de líquido. A medida que las ondas de presión atraviesan el líquido de la cóclea, provocan vibraciones en la membrana basilar. Esto da como resultado la flexión de las células ciliadas contra la membrana tectorial, lo que a su vez desencadena la liberación de neurotransmisores que convierten las vibraciones mecánicas en señales eléctricas. Estas señales eléctricas se transmiten al cerebro a través del nervio auditivo, donde las áreas auditivas de los lóbulos temporales de la corteza cerebral las interpretan como sonido.
Las fibras del nervio auditivo que transportan información desde un oído se cruzan parcialmente hacia el lado opuesto en una estructura en el tronco del encéfalo, conocida como cuerpo trapezoidal. Esto significa que las señales de ambos oídos se envían a ambos lados del cerebro. Esto juega un papel importante en la localización del sonido y el procesamiento espacial, permitiendo al cerebro comparar el tiempo y la intensidad de las señales de ambos oídos, ayudándonos a determinar la dirección de una fuente de sonido. Los impulsos que llegan de cada oído interno se cuentan y comparan en las áreas auditivas para determinar la dirección de un sonido. Si hay más impulsos provenientes de la cóclea derecha que de la izquierda, el cerebro proyecta el sonido hacia la derecha y viceversa.
Las neuronas de la corteza auditiva están organizadas de manera similar al teclado de un piano: de tono bajo a alto. El cerebro también es capaz de detectar el volumen, el ritmo y el tempo, así como el timbre, que es una cualidad del tono (una guitarra que toca un do central y un piano que toca la misma nota al mismo volumen sonarán diferentes debido a la timbre de cada instrumento).
Obra maestra de la ingeniería
La anatomía de la audición descrita anteriormente es, por supuesto, el sistema que se encuentra en los humanos y otros mamíferos terrestres. Muchos otros organismos tienen sistemas auditivos menos avanzados. Por ejemplo, los peces carecen de oídos externos y tienen estructuras llamadas otolitos que detectan vibraciones y cambios en la presión del agua. Los reptiles, aves y anfibios también suelen carecer de oído externo y tienen un solo hueso del oído medio en lugar de los tres que tienen los mamíferos. Y la mayoría de los invertebrados (como los crustáceos y los moluscos) carecen por completo de oídos y de sentido del oído. Normalmente, las afirmaciones de que el sentido del oído evolucionó por selección natural se centran en éstas como etapas intermedias. Se cree que el yunque, el martillo y el estribo surgieron de tres huesos de reptil asociados con la mandíbula: el hueso cuadrado, el hueso articular y la columela, respectivamente.
Sin embargo, el sentido de la audición de los vertebrados implica varias características anatómicas fundamentales que son comunes a todos los sistemas auditivos de los vertebrados y no pueden eliminarse sin comprometer gravemente (o eliminar por completo) la capacidad de oír. Por ejemplo, la cóclea (que contiene las células ciliadas) es un componente fundamental para transducir vibraciones sonoras en señales eléctricas que el cerebro puede interpretar. De hecho, la principal causa de pérdida auditiva es el daño a las células ciliadas. Además, el nervio auditivo, que transporta señales eléctricas desde las células ciliadas de la cóclea al cerebro, es crucial para transmitir información auditiva al sistema nervioso central. En lesiones o infecciones (como meningitis) donde el nervio auditivo está dañado, el resultado puede ser una pérdida completa y permanente de la audición en ese oído. El tímpano (membrana timpánica), que vibra en respuesta a las ondas sonoras y transmite estas vibraciones a los huesecillos del oído medio, también es un aspecto esencial del sentido de la audición. Si el tímpano se daña o se perfora, la consecuencia puede ser la sordera. Un mínimo de un huesecillo del oído medio también parece ser esencial para la audición. Otra característica crucial del sistema auditivo es la ventana ovalada, la abertura cubierta por una membrana entre el oído medio e interno, ubicada en la base del estribo. Las vibraciones transmitidas por los huesecillos se transfieren al líquido dentro de la cóclea a través de la ventana ovalada.
Por tanto, el sentido del oído de los vertebrados necesita varios componentes estructurales diferentes. Es un desafío a la credulidad suponer que un proceso no guiado de variación aleatoria tamizado por la selección natural podría ensamblar un sistema tan delicadamente organizado. Más bien, apunta a una causa con previsión.
Artículo publicado originalmente en inglés por Jonathan McLatchie en Evolution News & Science Today
