La capacidad de discriminar sonidos que son similares en frecuencias es fundamental para tareas auditivas como la comprensión del habla. En los mamíferos, esta capacidad surge en gran medida de cómo el sonido se convierte en patrones de vibración dentro de la cóclea, la estructura espiral llena de líquido que alberga el órgano de Corti y sus células sensoriales (llamadas células ciliadas internas y externas).
Debido a las propiedades mecánicas de la cóclea, los sonidos de las diferentes frecuencias provocan vibraciones que alcanzan su punto máximo en diferentes lugares a lo largo de ella, con frecuencias bajas vibrando en el vértice de la cóclea y frecuencias altas vibrando en su extremo basal. La amplificación mecánica activa proporcionada por las células ciliadas externas, mejora y agudiza aún más estos patrones de vibración.
Para una localización coclear dada, la estimulación de las células ciliadas internas (las células que se comunican principalmente con el nervio auditivo) se sintoniza con precisión en un rango estrecho de frecuencias. Esto significa que la información sobre los componentes de frecuencias individuales en un sonido es transportada por distintas poblaciones de neuronas, lo que mejora la resolución de frecuencias general del sistema auditivo.
Aunque la sintonización de frecuencia mecánica de la cóclea juega un papel increíblemente importante en la audición, no se puede evaluar directamente en humanos, ya que se necesitan técnicas invasivas para acceder a la cóclea y observar cómo vibran sus estructuras en respuesta al sonido. Si bien se han desarrollado métodos de percepción para inferir la sintonización coclear, estos métodos consumen mucho tiempo y pueden estar fuertemente influenciados por el procesamiento que ocurre en niveles más altos del sistema auditivo.
Dado que se cree que la sintonización de frecuencias coclear suele degradarse en oídos con pérdida auditiva, sería ideal contar con una técnica rápida, objetiva y no invasiva para evaluar la sintonización de frecuencias en un entorno clínico. En este estudio publicado en The Journal of the Association for Research in Otolaryngology en Abril de 2023, demostraron que los sonidos emitidos por el oído, llamados emisiones otoacústicas (OAE), pueden proporcionar una ventana no invasiva de ajuste de frecuencias coclear. Los OAE son un subproducto del proceso de amplificación mediado por células ciliadas externas y, suelen medirse en exámenes clínicos de audición.
(artículo relacionado: Las Otoemisiones Acústicas, sonidos de la cóclea)
Examinaron específicamente las OAE de producto de distorsión (DPOAE), que son provocadas por dos tonos en frecuencias muy próximas entre sí y exhiben un patrón sintonizado en forma de campana cuando la frecuencia de un tono de estímulo se mantiene fija mientras que la del otro varía. Motivados por un vínculo teórico entre este patrón y la nitidez de la sintonización de la frecuencia coclear, comparamos las DPOAE con las vibraciones cocleares medidas directamente en ratones.
Sorprendentemente, encontraron una gran concordancia cuantitativa entre la nitidez del patrón en forma de campana observado en las DPOAE y la sintonización de las vibraciones cocleares. Esta concordancia se conservó en una amplia gama de intensidades de estímulo y en ubicaciones cocleares sintonizadas a frecuencias relativamente bajas o altas. A través de un modelo computacional simple, determinaron que la sintonización de DPOAE resulta de la interferencia constructiva y destructiva de la energía DPOAE a medida que se propaga fuera de la cóclea, y que este patrón de interferencia está controlado por la nitidez de la sintonización de frecuencia coclear.
Si bien es posible que las DPOAE se puedan usar para inferir de manera no invasiva la sintonización de frecuencia coclear en humanos, se necesitan más estudios para validar este enfoque en otras especies. También se necesita trabajo experimental y de modelado adicional para determinar cómo la relación entre DPOAE y la sintonización coclear se ve afectada por diferentes tipos de pérdida auditiva.
Incluso si las DPOAE no se pudieran utilizar para analizar con precisión la sintonización coclear en todas las circunstancias, este trabajo sin duda conducirá a una mejor comprensión de cómo se generan y viajan estas señales hacia el exterior del oído. En última instancia, esto mejorará la utilidad clínica de las mediciones de DPOAE para detectar y diagnosticar la pérdida auditiva.
James Dewey, Ph.D., es profesor asistente de otorrinolaringología: cirugía de cabeza y cuello en la Escuela de Medicina Keck de la Universidad del Sur de California.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10162-023-00892-4
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