Por el Dr. Elio Rivera
En este preciso momento, aunque permanezcamos aparentemente en silencio, nuestros oídos están recibiendo información. El movimiento del aire producido por una voz, el canto de un ave, una puerta que se cierra o una melodía llega hasta nosotros convertido en pequeñas variaciones de presión. Sin embargo, el sonido que experimentamos no llega al cerebro como sonido. Primero debe atravesar una sorprendente cadena de transformaciones.
El oído capta vibraciones del aire, las conduce mediante estructuras mecánicas diminutas, las transmite hacia un líquido, las convierte en señales eléctricas y finalmente las envía al cerebro. Allí esas señales son procesadas hasta que podemos reconocer una voz, identificar una palabra, distinguir una nota musical o determinar aproximadamente de dónde procede un ruido.
El oído interno regula el sistema del equilibrio
Y el oído realiza algo todavía más sorprendente. En su interior también se encuentra gran parte del sistema que nos ayuda a mantener el equilibrio y detectar los movimientos de nuestra cabeza.
Escuchar y mantenernos orientados parecen funciones completamente diferentes, pero ambas dependen de estructuras extraordinariamente pequeñas situadas dentro del hueso temporal.
El sonido comienza con una vibración
Cuando alguien habla, sus cuerdas vocales producen vibraciones que generan cambios de presión en el aire.
Esas ondas viajan hasta alcanzar nuestros oídos.
La frecuencia de la vibración está relacionada con nuestra percepción del tono: determinadas frecuencias se perciben como sonidos más graves y otras como sonidos más agudos.
La amplitud de las variaciones de presión se relaciona con la intensidad física del sonido.
Pero todavía no hemos escuchado nada.
Solamente existe una onda desplazándose por el aire.
El oído externo — recoger el sonido
La parte visible recibe el nombre de pabellón auricular.
Su forma ayuda a recoger y modificar las ondas sonoras antes de conducirlas hacia el canal auditivo. Sus pliegues también proporcionan información que contribuye a localizar sonidos, especialmente respecto de su posición vertical y si proceden de delante o detrás.
Después, las ondas avanzan por el conducto auditivo hasta alcanzar una membrana extremadamente importante:
el tímpano.
Una membrana comienza a vibrar
El tímpano separa el oído externo del oído medio.
Cuando las variaciones de presión producidas por el sonido llegan hasta él, comienza a vibrar.
Una onda que viajaba por el aire acaba de convertirse en movimiento mecánico de una membrana.
Pero detrás del tímpano encontramos algo todavía más extraordinario.
Tres huesos diminutos
Dentro del oído medio existen tres pequeños huesos conocidos como:
martillo, yunque y estribo.
Son los huesecillos del oído.
El martillo se encuentra conectado con el tímpano. Sus movimientos se transmiten al yunque y después al estribo.
El estribo es considerado el hueso más pequeño del cuerpo humano.
Estos diminutos componentes forman una cadena mecánica capaz de transmitir eficientemente las vibraciones hacia el oído interno.
¿Por qué necesitamos esos huesecillos?
Aquí aparece un problema físico fascinante.
El sonido llega inicialmente a través del aire, pero las estructuras sensoriales del oído interno funcionan dentro de líquidos.
Transferir energía directamente del aire al líquido sería poco eficiente.
El oído medio ayuda a resolver ese problema mediante la relación de áreas entre el tímpano y la ventana oval, junto con la acción mecánica de los huesecillos.
Así se facilita la transferencia de energía hacia el oído interno.
Una cadena de tres huesos diminutos participa en la transición entre aire y líquido.
La cóclea — una estructura enrollada llena de líquido
El estribo transmite sus movimientos a una pequeña abertura llamada ventana oval.
Detrás de ella se encuentra la cóclea, una estructura del oído interno cuya forma recuerda a un caracol.
En su interior existen compartimentos llenos de líquido y estructuras especializadas para detectar las vibraciones.
Cuando el estribo mueve la ventana oval, genera ondas de presión dentro de los líquidos cocleares.
La señal ha cambiado nuevamente.
Primero fue movimiento del aire.
Después movimiento del tímpano.
Luego movimiento de huesos.
Ahora es movimiento dentro de un líquido.
Una membrana que separa las frecuencias
Dentro de la cóclea se encuentra la membrana basilar.
Una de sus características más extraordinarias es que diferentes regiones responden preferentemente a distintas frecuencias.
Las regiones cercanas a la base responden mejor a frecuencias altas, mientras regiones más próximas al ápice responden mejor a frecuencias bajas.
De esta manera, la cóclea comienza a realizar una especie de análisis físico de los componentes del sonido.
Una conversación, una canción o el canto de un ave contienen numerosas frecuencias simultáneamente. El oído comienza a separarlas antes de que la información llegue al cerebro.
Las células ciliadas — convertir movimiento en electricidad
Aquí llegamos a uno de los momentos más impresionantes del proceso.
Dentro del órgano de Corti existen células sensoriales especializadas llamadas células ciliadas.
Sobre ellas se encuentran diminutas prolongaciones llamadas estereocilios.
Cuando las vibraciones producen movimientos entre las estructuras de la cóclea, estos estereocilios se desvían.
Ese movimiento abre y cierra canales iónicos sensibles a fuerzas mecánicas.
Como consecuencia cambia el potencial eléctrico de la célula y se produce liberación de neurotransmisores.
Una vibración mecánica acaba de convertirse en una señal electroquímica.
De una vibración a una palabra
Las señales generadas en la cóclea son transmitidas mediante fibras del nervio auditivo hacia diferentes regiones del sistema nervioso.
Allí comienza un procesamiento extraordinariamente complejo.
El cerebro analiza frecuencias.
Intensidades.
Duración.
Cambios temporales.
Diferencias entre ambos oídos.
Patrones.
Finalmente podemos experimentar algo completamente diferente de la vibración original:
una palabra con significado.
Podemos reconocer una voz entre muchas
Imaginemos una habitación llena de personas conversando.
Existen sonidos procedentes de muchas direcciones.
Sin embargo, podemos concentrarnos en una persona determinada y seguir su conversación.
Nuestro sistema auditivo trabaja junto con mecanismos cerebrales de atención para separar parcialmente una señal importante de otras.
No escuchamos simplemente frecuencias.
Organizamos información.
Dos oídos ayudan a encontrar la dirección
¿Por qué tenemos un oído a cada lado de la cabeza?
Entre otras razones, esa separación proporciona información espacial.
Si un sonido procede de nuestra derecha, generalmente alcanza el oído derecho ligeramente antes que el izquierdo y puede hacerlo con diferencias de intensidad dependiendo de la frecuencia y posición.
El sistema nervioso compara diferencias extremadamente pequeñas entre ambos lados.
Gracias a ellas podemos determinar aproximadamente de dónde procede un sonido.
Diferencias de fracciones diminutas de segundo
Para sonidos de ciertas frecuencias, el cerebro utiliza diferencias temporales entre la llegada de la señal a ambos oídos.
Estamos hablando de intervalos extremadamente pequeños.
Sin embargo, circuitos especializados del sistema auditivo pueden aprovechar esta información.
Una diferencia temporal que conscientemente jamás podríamos medir se convierte automáticamente en percepción espacial.
¿Cómo reconocemos una melodía?
Una melodía no depende solamente de sonidos individuales.
Depende de relaciones entre notas, secuencias, ritmos y memoria.
El oído proporciona la información inicial, pero el cerebro organiza esos sonidos a través del tiempo.
Por eso podemos reconocer una canción después de escuchar solamente unas cuantas notas.
La audición trabaja íntimamente relacionada con memoria, emoción y aprendizaje.
Una voz puede producir emociones
Pocas experiencias humanas son tan poderosas como escuchar la voz de alguien que amamos.
Físicamente, solamente llegan ondas de presión.
El tímpano vibra.
Los huesecillos se mueven.
La cóclea transforma esas vibraciones.
El cerebro recibe impulsos.
Pero nuestra experiencia final puede ser alegría, seguridad, nostalgia o consuelo.
Un fenómeno físico termina formando parte de nuestra experiencia emocional.
El oído también protege su delicado sistema
En el conducto auditivo existen glándulas que participan en la producción de cerumen.
Aunque frecuentemente lo consideramos simplemente algo que debe eliminarse, el cerumen cumple funciones protectoras.
Ayuda a atrapar partículas, contribuye al ambiente del conducto y forma parte de sus mecanismos naturales de defensa.
Incluso aquello que parece insignificante cumple una función.
Dos pequeños músculos pueden modificar la transmisión
En el oído medio existen músculos diminutos asociados con los huesecillos.
Entre ellos se encuentran el músculo del estribo y el tensor del tímpano.
Sus reflejos pueden modificar la transmisión de determinados sonidos intensos.
Sin embargo, este mecanismo no constituye una protección completa contra ruidos peligrosos, especialmente sonidos súbitos.
El oído posee mecanismos protectores, pero también tiene límites.
Las células ciliadas son extraordinarias, pero delicadas
La exposición a sonidos demasiado intensos puede dañar estructuras del oído interno.
En los seres humanos, las células ciliadas cocleares dañadas no se regeneran de manera suficiente para restaurar normalmente la audición perdida.
Por eso la exposición repetida a niveles peligrosos de ruido puede producir pérdida auditiva permanente.
Cuidar nuestra audición significa proteger estructuras microscópicas que difícilmente pueden ser reemplazadas.
El oído también participa en el equilibrio
Junto a la cóclea existe otro sistema extraordinario: el aparato vestibular.
Incluye tres canales semicirculares y dos órganos llamados utrículo y sáculo.
Estas estructuras proporcionan información acerca de movimientos y orientación de la cabeza.
Gracias a ellas podemos caminar, girar, correr y mover la cabeza mientras mantenemos una percepción relativamente estable del espacio.
Tres canales colocados en diferentes planos
Los canales semicirculares están orientados aproximadamente en tres planos diferentes.
En su interior existe líquido.
Cuando giramos la cabeza, la inercia del líquido produce desplazamientos relativos que estimulan células sensoriales.
El sistema puede detectar diferentes rotaciones de la cabeza.
Tres pequeñas estructuras funcionan como detectores de movimiento angular.
Pequeños cristales ayudan a detectar gravedad y aceleración
En el utrículo y el sáculo existen diminutos cristales de carbonato de calcio llamados otoconias.
Estos se encuentran asociados con una membrana situada sobre células sensoriales.
Cuando inclinamos la cabeza o experimentamos aceleraciones lineales, la gravedad y la inercia desplazan este sistema y estimulan las células.
Gracias a pequeñas partículas minerales dentro de nuestro oído podemos obtener información acerca de la posición y movimiento de nuestra cabeza.
Oídos y ojos trabajan juntos
Cuando movemos rápidamente la cabeza, nuestros ojos necesitan compensar ese movimiento para mantener relativamente estable la imagen.
Existe un mecanismo conocido como reflejo vestíbulo-ocular.
El sistema vestibular detecta el movimiento de la cabeza y genera respuestas que mueven los ojos en dirección compensatoria.
Gracias a ello podemos mantener la mirada sobre un objeto mientras nuestra cabeza se mueve.
Audición, equilibrio, visión, músculos y cerebro forman sistemas profundamente integrados.
Cuando el sistema vestibular falla
Una alteración del oído interno puede producir vértigo.
La persona puede sentir que ella o el ambiente están girando aunque permanezca físicamente quieta.
Esto demuestra cuánto dependemos de información que normalmente pasa completamente inadvertida.
No sentimos nuestro sistema vestibular funcionando.
Simplemente confiamos en él.
El cerebro recibe información de varios sistemas
Nuestro equilibrio no depende solamente del oído interno.
El cerebro combina información procedente de:
los ojos,
el aparato vestibular,
los músculos,
las articulaciones
y receptores relacionados con la posición corporal.
Después integra esos datos para determinar cómo estamos orientados.
Mantenernos de pie parece sencillo porque un sistema extraordinariamente complejo lo hace parecer sencillo.
El oído humano posee límites específicos
Una persona joven con audición saludable puede detectar aproximadamente frecuencias entre veinte y veinte mil hercios, aunque el rango varía entre individuos y suele disminuir con la edad, especialmente en frecuencias altas.
Otros animales perciben rangos diferentes.
Los perros pueden escuchar frecuencias superiores a muchas que nosotros detectamos.
Los murciélagos utilizan ultrasonidos en numerosas especies.
Los elefantes pueden producir y detectar sonidos de frecuencia muy baja.
El mundo está lleno de sonidos que existen aunque nosotros no podamos escucharlos.
No escuchar algo no significa que no exista
Esta realidad resulta fascinante.
Nuestros sentidos no muestran todo lo que existe.
Solamente detectan determinados rangos de información.
Existen frecuencias demasiado altas para nosotros.
Otras demasiado bajas.
El mundo físico es más amplio que nuestra percepción.
Nuestros sentidos son ventanas hacia la realidad, pero no abarcan toda la realidad.
La Biblia y la maravilla de escuchar
El salmista hizo una pregunta extraordinariamente sencilla:
“El que hizo el oído, ¿no oirá? El que formó el ojo, ¿no verá?”
(Salmo 94:9)
El escritor bíblico no conocía células ciliadas, cócleas, neurotransmisores, membranas basilares ni impulsos nerviosos.
Simplemente conocía algo evidente:
el oído era una estructura extraordinaria.
Hoy podemos observar aquello que él no podía ver.
Y cuanto más profundamente estudiamos el oído, más impresionante resulta su pregunta.
El que plantó el oído
La expresión utilizada por el Salmo 94 resulta especialmente hermosa porque relaciona nuestra capacidad de escuchar con Aquel que nos formó.
El oído no solamente recibe sonido.
Separa frecuencias.
Convierte energía mecánica en señales electroquímicas.
Ayuda a localizar la procedencia de una voz.
Participa en nuestro equilibrio.
Trabaja con nuestros ojos.
Y envía información hacia un cerebro capaz de convertir vibraciones en significado.
Jesús y la importancia de escuchar
Jesús utilizó repetidamente una expresión sencilla:
“El que tiene oídos para oír, oiga.”
(Mateo 11:15)
Naturalmente, Cristo estaba hablando de mucho más que la capacidad física de detectar sonidos.
Una persona puede poseer un oído perfectamente funcional y, sin embargo, no prestar atención a lo que escucha.
La audición física permite recibir palabras.
Pero escuchar verdaderamente implica comprender y responder.
Una cadena extraordinaria de transformaciones
Pensemos nuevamente en lo que sucede cuando alguien pronuncia nuestro nombre.
El aire vibra.
El pabellón recoge parte de esa energía.
El tímpano comienza a moverse.
Tres pequeños huesos transmiten la vibración.
El estribo mueve la ventana oval.
El líquido dentro de la cóclea se desplaza.
La membrana basilar responde.
Los estereocilios se inclinan.
Se abren canales iónicos.
Las células liberan neurotransmisores.
Las neuronas transmiten información.
El cerebro analiza el patrón.
Y finalmente comprendemos:
alguien me está llamando.
Una obra extraordinaria escondida dentro de nuestra cabeza
La Biblia no pretende explicar acústica, mecanotransducción, neurofisiología o funcionamiento vestibular mediante lenguaje científico. Estas preguntas corresponden a la anatomía, fisiología, física y neurociencia.
Sin embargo, conocer estos mecanismos nos permite apreciar de manera mucho más profunda algo que utilizamos todos los días sin pensarlo.
Escuchar una palabra requiere la cooperación de membranas, huesos, líquidos, células sensoriales, canales microscópicos, nervios y numerosas regiones cerebrales. Mantener el equilibrio requiere además detectar movimientos de la cabeza y combinar esa información con la visión y la posición del cuerpo.
Desde la perspectiva bíblica, comprender estos mecanismos aumenta nuestra admiración. El oído nos recuerda que la sabiduría del Creador puede contemplarse incluso en una fracción diminuta del cuerpo humano: un sistema capaz de recibir vibraciones invisibles, convertirlas en información y permitirnos escuchar una voz, disfrutar una melodía, reconocer el peligro y mantenernos en equilibrio mientras caminamos por el mundo que Dios creó.
Referencias
Escrituras consultadas
- Éxodo 4:11.
- Job 33:14-16.
- Salmo 94:9.
- Salmo 139:13-14.
- Proverbios 20:12.
- Mateo 11:15.
- Marcos 4:9.
- Romanos 10:17.
Bibliografía científica
- Guyton, A. C. & Hall, J. E. Textbook of Medical Physiology. Elsevier.
- Kandel, E. R. et al. Principles of Neural Science. McGraw-Hill.
- Purves, D. et al. Neuroscience. Oxford University Press.
- Moore, K. L., Dalley, A. F. & Agur, A. M. R. Clinically Oriented Anatomy. Wolters Kluwer.
- Bear, M. F., Connors, B. W. & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the Brain. Wolters Kluwer.
Temas científicos consultados
- Anatomía del oído externo, medio e interno.
- Membrana timpánica y huesecillos.
- Cóclea y membrana basilar.
- Órgano de Corti y células ciliadas.
- Mecanotransducción auditiva.
- Localización espacial del sonido.
- Aparato vestibular.
- Canales semicirculares, utrículo y sáculo.
- Reflejo vestíbulo-ocular.
- Procesamiento auditivo cerebral.
Organizaciones científicas
- National Institute on Deafness and Other Communication Disorders — audición, equilibrio y trastornos del oído.
- National Institutes of Health — neurociencia y fisiología sensorial.
- American Academy of Otolaryngology–Head and Neck Surgery — anatomía y salud auditiva.
- Acoustical Society of America — acústica, sonido y audición.
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