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Titolo: sensibilià uditiva

Mi sono sempre chiesto se l'incapacità di udire suoni sotto e sopra
una certa frequenza è dovuta a una componente meccanica degli ossicini
e muscoli oppure di conversione del segnale da meccanico a elettrico o
se tutto ciò è possibile a una incapacità di interpretazione della
mente di questi segnali. Qualcuno sa qualcosa a riguardo?


Questo avviene perchè l'INTENSITA'e la FREQUENZA di tali onde sonore non 
sono sufficienti a portare in vibrazione il timpano di un orecchio umano per 
esempio. E se non c'è vibrazione alcuna da parte del timpano, come 
conseguenza logica non vi sarà alcuna trasmissione meccanina attraverso 
l'orecchio medio tramite il martello, l'incudine e la staffa e dunque 
nessuna trasduzione del segnale a livello delle cellule ciliate dell'organo 
del Corti. Se le ciglia non vibrano non saranno innescati quei processi 
cellulari ionici in grado di dare origine a un potenziale post-sinaptico 
eccitatorio, ossia ad un impulso nervoso diretto alle aree della corteccia 
cerebrale uditiva.
Dunque la risposta non è da ricercare direttamente nei nuclei della 
corteccia cerebrale coinvolti nell' "elaborazione del suono", ma nella 
struttura e morfologia del TIMPANO nonchè del suo spessore. Un ruolo 
importante detengono anche tutte quelle strutture atte a convogliare le 
vibrazioni verso la membrana timpanica, ossia le strutture formanti nel 
complesso il padiglione auricolare e il condotto uditivo esterno.
Ti invito infatti a comparagonare la struttura anatomica del padiglione 
auricolare di un uomo con quella di un cane o un gatto o un pipistrello che 
hanno la capacità di percepire gli ultrasuoni.
L'orecchio è un sistema di percezione estremamente perfetto, togli o 
modifica una sola componente e tutto crolla.
Ps: dato il tipo di domanda suppongo che tu conosca, almeno in linee 
generali, i concetti fondamentali della fisiologia dell'udito, perciò non mi 
sono dilungata a descrivere i vari nomi utilizzati. 

"Antonio"
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

 wrote in message
b75d1646-4f67-4ce5...@a7g2000yqk.googlegroups.com...

Le tre cose sono strettamente legate, e sono una
conseguenza diretta del processo di evoluzione
naturale: percepire la banda audio è stato utile
alla sopravvivenza dell'uomo, sentire gli infrasuoni
o gli ultrasuoni evidentemente lo era meno (in effetti
la maggior parte di suoni ricadono in quella banda).
I meccanismi dell'evoluzione statisticametne tendono
a conservare soltanto le caratteristiche strettamente
necessarie, ed a scartare quelle inutili. Grazie a questa
proprietà si ha che le parti e le funzioni del corpo sono
molto ben "dimensionate", ad esempio la densità dei
ricettori ottici sulla retina è in perfetto accordo con la
capacità risolutiva (apertura numerica) del cristallino.
Nello stesso modo, una "perdita" non rilevante della
struttura ossea dell'orecchio ha portato ad una perdita
proporzionale delle capacità risolutive (traduzione
meccanica-elettrica) della coclea, o viceversa.
Probabilmente invece il cervello avrebbe le capacità
per ricevere ed elaborare suoni a più ampio spettro,
grazie alla sua "plasticità".
A.D.

 modifica una sola componente e tutto crolla.
Non esagerare!
La cosa mirabile degli organi di senso e' viceversa il fatto che
riescano a dare risultati cosi' utili pur essendo sistemi che nessun
ingegnere oserebbe proporre come proprio progetto, a causa dei
numerosi difetti intrinseci.
E' il SNC che riesce a utilizzare il tutto, difetti inclusi, in modo
da soddisfare alle necessita' del vivente.
Del resto se non fosse cosi', non si spiegherebbe come questi organi
possano essere il risultato di un processo evolutivo: dovresti
assumere che siano "nati perfetti", che equivale a dire che sono "stati
creati".
Invece e' proprio l'utilita' anche di un organo rozzo e imperfetto che
gli conferisce un vantaggio selettivo e ne spiega la successiva
evoluzione.
BTW: in questi giorni mi sto studiando cio' che si e' capito di
recente sull'evoluzione della sensibilita' visiva tricromatica nei
primati.
Argomento, come vedi, connesso in senso generale con quello di questo
thread.
Forse ne riparleremo.
 
-- 
Elio Fabri

 da soddisfare alle necessita' del vivente.
Quello dà un grossissimo "valore aggiunto"... :-)
A.D.

 grazie alla sua "plasticità".
Vero, ma non molto di più, perché, a parte la struttura anatomica 
dell'orecchio, il collo di bottiglia è la velocità delle reazioni chimiche, 
che devono propagare il segnale fino ai neuroni deputati ad elaborarlo.
Enzo Franchini 

 Elio Fabri
Non ne capisco il nesso logico con l'assenza di vibrazioni timpaniche
sufficienti, correlate agli ultrasuoni, necessarie alla trasduzione del
segnale.
Evidentemente il tuo era un esame impedenziometrico che valuta anche le
vibrazioni degli ossicini e il cosiddetto riflesso stapediale.
Ma non trovo alcuna correlazione con il fatto che gli ultrasuoni non
generino vibrazioni tali da scatenare un potenziale post-sinaptico
eccitatorio a livello delle terminazioni presinaptiche delle cellule ciliate
dell'Organo del Corti.




 primati.
Hai qualche riferimento su internet? La cosa mi è sempre interessata 
molto...
E.

 ...
Due domande:
1) ma tu studi biologia o medicina? Perche' ti esprimi come un medico,
ossia in modo pressoche' incomprensibile :-)
2) Perche' i tuoi post sono sempre doppi?
Per il resto, tentero' di rispondere in seguito, quando avro'
decifrato quello che scrivi...
 
-- 
Elio Fabri

 fino ai neuroni deputati ad elaborarlo.
E invece la "genialata" dell'orecchio sta proprio li! I segnali
vengono trasdotti direttamente nel dominio della frequenza
e ciascuna componente viene trasmessa separatamente e in
parallelo (la coclea fa una specie di FFT...). Questo rende
di fatto indipendente la frequenza audio ed il numero di
frequenze audio percepibili dalla velocità di propagazione
dei segnali nel sistema nervoso. La grandissima gamma
dinamica invece è ottenuta a più livelli: da quello meccanico
a quello connesso alla codifica "a impulsi" tipica del sistema
nervoso...
A.D.

  in direzione latero-mediale,
o latero o mediale.
Che ne dici?
Enzo Franchini

 straordinaria!
Capisco che cosa intendi, ma credo che tutto dipenda proprio dal fatto
che non sono "progettati" e che non esistono "ab origine" per svolgere
una determinata funzione.
Intendo dire che il sistema si e' coevoluto con la funzione e quindi
e' per natura bene adattato a quella funzione.
Il concetto del progetto ingegneristico e' totalmente diverso, ed e'
quindi un proposito errato quello di fare confronti.
L'esempio scontato e' quello cervello/computer: in realta' non
esistono criteri di confronto sensati, e a seconda del criterio che
scegli puoi ricavarne la valutazione che ti pare.
In questi giorni mi sto interessando della visione, e gia' fermandosi
alla retina si vede un casino incredibile, che certo a nessun
ingegnere verrebbe in mente di concepire.
Funziona bene? Funziona male?
La domanda ha poco senso, perche' la retina senza il cervello sarebbe
inutilizzabile (e non a caso i neurologi la considerano una proiezione
periferica del SNC, e non a caso oggigiorno le cliniche oculistiche
fanno parte dei Dip. di Neuroscienze...)
A chi verrebbe in mente, volendo realizzare una visione tricromatica,
di partire da recettori con curve di sensibilita' come quelle dei
coni, dove due tipi sono quasi sovrapponibili?
Eppure funzionano, appunto grazie a quello che c'e' dietro.
Perche' siano cosi', si spiega in base a come si sono evoluti, per
casuali mutazioni genetiche di un unico tipo.
Sostituisci un aminoacido, e la curva di risposta scorre un po'.
Questo da' un vantaggio selettivo alla mutazione, che quindi si fissa.
Altra mutazione causale in un altro aminoacido, e hai un ulteriore
spostamento: ulteriore guadagno.
Capisci che cosa intendevo quando ho scritto che "non sono
progettati"?
Il tentativo piu' vicino a questo, a quanto ne so, sarebbero le reti
neurali, ma non mi sembra che siano andate lontano. In questo caso
credo per l'enorme divario quantitativo in materia di componenti
disponibili e di tempo di sperimentazione.
 
-- 
Elio Fabri

?manu* ha scritto:

Internet no, pero' ho i pdf di alcuni articoli.
(Io li trovo alquanto tosti per uno che non sia biologo...)
Se vuoi te li mando, oppure li metto nel mio sito a disposizione di
chi li vuole.
Giusto oggi ho scoperto un sito che tratta piu' in generale i dati
sulla visione tricromatica, e potrebbe interessarti:
http://cvision.ucsd.edu/index.htm
 
-- 
Elio Fabri

 sta dietro l'orecchio (come si chiama?).
probabilmente ti riferisci al  mastoide
p.s. grazie per il post

 ha scritto nel messaggio 
news:DNaHl.29363$VA5....@tornado.fastwebnet.it...

Con tale domanda deduco che il tuo modo di descrivere la localizzazione e il 
decorso delle componenti anatomiche di un organismo non č dei migliori.
Riprendo il periodo nel quale ho usato tale termine:
"immediatamente dietro il padiglione auricolare, in direzione 
latero-mediale,
si trova la parte timpanica dell'osso temporale"
Il termine latero-mediale sta a intendere che la parte giace anche sul piano 
frontale.
Poi, se proprio devo essere piů precisa, anche una tale descrizione č 
accettabile ma non completa e infatti, se prendi l'osso temporale e proietti 
in esso i piani anatomici mediano e coronale, noti che la parte timpanica ha 
un decorso antero-posteriore, giacente sul piano mediano, e latero-coronale 
(o latero-laterale), perchč giace anche sul piano coronale(frontale).

Elio Fabri ha scritto:

Sì, interessante, ho cominciato a darci un'occhiata. Ma la mia maggiore 
curiosità, che non sono riuscito a soddisfare, è sul come mai 
l'evoluzione ha privilegiato proprio quei tre colori. A leggere sui 
testi di biologia non sembra che ci sia un motivo particolare. Si 
evidenzia il fatto che altri animali hanno recettori su frequenze diverse.
Invece io ho sempre avuto una teoria un po' più "affascinante". Secondo 
me, il VERDE è legato alla clorofilla, il ROSSO all'emoglobina, il BLU 
al colore del cielo. Per esempio, mi pare incredibile che proprio la 
sostanza fondamentale per il ciclo di vita delle piante, cioè quella 
(unica?) sostanza che distingue la vita vegetale, sia proprio 
identificabile da un preciso recettore nell'occhio umano. Lo stesso vale 
per l'emoglobina, che distingue in maniera quasi univoca la vita animale 
(ed è utile per identificare le ferite). La motivazione per il BLU è 
forse più labile, ma potrebbe derivare dall'utilità a orientarsi e 
mantenere l'equilibrio (pare sia molto più difficile orientarsi 
sott'acqua proprio perché il cielo non è visibile).
E.

 le reti neurali, ma non mi sembra che siano andate lontano.
Sono molto usate, ma hanno lo stesso problema che si ha col
cervello: non si riescono a valutare e confrontare facilmente! :-)
Il tentativo più vicino invece sono gli algoritmi evoluzionistici
(genetici, sociali, etc.), che imitano proprio i meccanismi di
evoluzione naturale o alcune strategie sociali spontanee
per cercare soluzioni buone a problemi difficili da risolvere
con i metodi tradizionali. Ad esempio gli algoritmi genetici
sottopongono una popolazione di soluzioni casuali agli stessi
processi evolutivi naturali (selezione, incrocio, mutazione, etc),
riuscendo così a migliorare iterativamente la popolazione, in
riferimento a particolai figure di merito prefissate che svolgono
la funzione dell'ambiente. La cosa bella è che i risultati che si
ottengono sono sorprendenti per qualità, originalità ed efficacia,
proprio come quelli frutto dell'evoluzione naturale.
A.D.

 identificare le ferite).
L'ipotesi è interessante e forse può avere un riscontro
che è stato già trovato senza che lo sappiamo, o almeno
senza che lo sappia io. In alcune specie, penso ai
cefalopodi, al posto dell'atomo di ferro ce n'è uno di
rame e siccome è noto che i composti organometallici - in
questo senso emo/cianoemoglobina potrebbero rientrare
nel termine - possono dare luogo a un sacco di colori
diversi, e considerando l'effetto dell'acqua nel
modificare i colori, si potrebbe controllare quali
colori sono stati "selezionati" per le specie che
interagiscono in ambienti come l'acqua o forse altri ancora.
Mi piacerebbe sapere se qualche studio del
genere è stato fatto e nel caso possa convalidare la tua
ipotesi che trovo comunque "bella" e ingegnosa.
ciao!
Apx.

 è visibile).
Confesso che la tua "teoria" mo comvince poco, e alcuni (pochi) fatti
che conosco sembrano andare contro.
1. Sono noti esempi di pigmenti sensibili a due bande di l. d'onda in
batteri, il che prova se non altro che la sensibilita' cromatica
precede di molto la clorofilla, il sangue e tutto il resto.
2. Tra i vertebrati (ma anche solo tra i mammiferi) e' comune un
fotopigmento con picco di sensibilita' nel blu, ma ci sono forti
variazioni per i pigmenti sensibili a l. d'onda ndel campo
verde-rosso.
3. I vertebrati hanno cominciato a colonizzare la terra emersa
sicuramente *dopo* aver gia' sviluppato la sensibilita' cromatica, e
sott'acqua (come hai detto) il cielo non si vede o si vede poco e male
4. Quelli che chiami "precisi recettori" non sono afatto precisi: la
banda sdi sensibilita' e' sempre molto larga, e poco diversa tra
pigmenti M e L.
Inoltre, come ho gia' scritto - credo - nel post precedente, tra i
mammiferi solo i primati hanno la tricromaticita'.
La visione che mi sembra oggi vada per la maggiore e' la seguente.
I primi mammiferi facevano vita principalmente notturna, quindi
avevano poco vantaggio da una accurata distinzione dei colori.
Che il tricromatiscmo si sia sviluppato solo tra i primati, sarebbe
correlato col fatto che questi sono (tra i mammiferi) i soli
prevalentemente frugivori. E' evidente il vantaggio selettivo
risultante dal saper riconoscere un frutto maturao, rosso o giallo,
tra le foglie verdi, distinguendolo da uno immaturo e quindi verde.
Questo conconrda col fatto che il tri- o quadri-cromatismo sia invece
diffuso tra gli uccelli, tra i quali i frugivori abbondano.
Lunedi' mettero' a disposizione nel mio sito un articolo di rassegna:
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/varie/Nathans-Neuron-1999.pdf
 
-- 
Elio Fabri
Fr

A.D. ha scritto:
 > Parlo per esperienza: per lavoro e per hobby mi capita spesso
 > di acquisire segnali relativi a vibrazioni meccaniche o suoni, sia
 > naturali che artificiali, ed in genere si nota un decadimento che
 > va più o meno come 1/f o 1/f^2 nelle densità spettrali.
Ah ecco, cosi' mi torna molto meglio.
Avevo capito che secondo te non ci fossero neppure le basse
frequenze...
 > Ad esempio gli algoritmi genetici
 > ...
Di questi ho solo sentito parlare, ma non so niente dei risultati.
-- 
Elio Fabri
Fr

Simpatico programmino per testare la frequenza massima udibile:
http://www.programming.de/freeware_windows.php

 
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/varie/Nathans-Neuron-1999.pdf
E.

 evoluti verso questo colore.
Mah, e' tutto piuttosto complicato...
Se la clorofilla e' verde, vuol dire che *non assorbe* nel verde.
Infatti assorbe nel rosso e nel blu.
E non e' troppo chiaro perche' (almeno, io non lo so) visto che il
massimo della radiazione solare si ha nel giallo-verde, e quindi le
piante avrebbero vantaggio a sfruttare soprattutto quella banda.
Tutto compreso, a me sembra che tu mitizzi un po' troppo i _nomi_ dei
colori, e sopravvaluti la relazione tra "colore che si vede" e
distribuzione spettrale.
Leggendo quegli articoli ti accorgerai della spaventosa diversita' che
esiste anche solo tra i primati, che pure sono (quasi tutti) sempre
tricromatici...
Detto in soldoni, sembra che tre pigmenti pressoche' qualsiasi vadano
comunque bene per avere un buon tricromatismo :-)
 
-- 
Elio Fabri

 me, il VERDE � legato alla clorofilla,
Perch� poi la clorofilla � verde e le piante riflettono in questa regione
dello spettro solare dove si concentra la maggiore intensit�?
 In natura esistono pigmenti abili alla fotoconversione di colore differente
dal verde ma sono relegati ad abitat piuttosto particolari e non hanno
dominanza, il sistema di fotosintesi clorofilliano tipico � inoltre composto
di parti che prese separatamente hanno colori differenti dal verde, tuttavia
nel complesso della foglia ci sono componenti carotenoidi che assorbono
effettivamente nel verde. Nel complesso l'assorbimento � circa piatto, in
intensit�, il che comporta che poich� il verde ha intensit� maggiore del blu
e del rosso il sistema complessivo appare verde scuro. Le piante che
crescono a latitudini meno soleggiate hanno foglie tipicamente pi� scure. Da
notare che nel verde c'� la maggiore densit� spettrale solare, densit� in
unit� di frequenza. Le due unit� di clorofilla P700 e P680 assorbono nel blu
e nel rosso, ma non nel verde. Occorre tenere presente che ogni pezzo del
sistema di fotosintesi � composto da centinaia di unit� e che i pigmenti
attivi sono ripetuti in arrangiamenti complessi, inoltre in ognuno dei due
fotosistemi I e II avvengono simultaneamente diversi complessi di reazione,
quindi isolare il momento della fotosintesi in cui viene assorbito il blu,
dal momento in cui viene assorbito il rosso � piuttosto complicato.
Ad ogni modo la singola molecola di clorofilla a separata dal resto del
fotosistema non �, di per s�, troppo complicata e tuttavia � capace di
assorbire nel rosso e nel blu. Ma che funzione hanno il blu ed il rosso e
perch� non hanno ruolo le frequenze intermedie?
Nella singola molecola di clorofilla si possono identificare due bande: Q_xy
che ha assorbimento nel rosso e bande di Soret S_0 -> S_1,2 che d�
assorbimento nel blu. La posizione esatta di queste bande risente sia delle
deformazioni geometriche prima dell'assorbimento che del ruolo delle
deformazioni di fluorescenza nonch� del dicroismo circolare e degli effetti
vibrazionali che danno spostamento raman. Ad ogni modo hanno un ruolo
simultaneo nel mobilitare gli elettroni. Rimane il fatto che nella pi�
importante molecola del sistema fotosintetico il verde non ha alcun ruolo: �
un caso o c'� una ragione funzionale profonda?
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 distribuzione spettrale.
S�, probabilmente hai ragione...
E.