Auzul si echilibrul

Auzul si echilibrul

Urechile

Urechea este un organ foarte important pentru doua simturi: pentru auz si pentru echilibru.

Auzul ne permite sa percepem sunetele si sa le interpretam; echilibrul este simtul cu ajutorul caruia detectam pozitia si acceleratia corpului nostru. Dupa vedere, echilibrul este foarte important pentru un pilot.

Sunetul este definit ca energia pe care o auzim cu ajutorul urchilor. Este deseori util si placut ( muzica, mesajele) dar poate fi daunator si obositor in cazul in care produce leziuni in organul auditiv. Sunetele neregulate, neplacute, nedorite definesc zgomotul.

Semnalele sonore sunt unde de presiune ce se propaga prin aer si sunt receptionate de membranele senzitive - timpanul - care vibreaza. Urechea interna transforma aceste vibratii de presiune in semnale electrice care sunt trimise prin nervul auditiv la creier unde sunt analizate. Semnalele de echilibru si acceleratie sunt transmise de la mecanismul de echilibru din urechea interna sub forma de impulsuri electrice la creier unde sunt interpretate. Interpretarea acestora poate sa fie uneori inselatoare in cazul unui pilot aflat in zbor, deoarece creierul este obisnuit cu pozitia de la sol.

Structura urechii

Urechea este impartita in trei zone: urechea externa, mijlocie si interna.

Urechea externa include:

- urechea externa ( pinna sau auriculul) ;

- canalul exterior prin care trec undele de presiune ;

- timpanul, care vibraza identic cu undele de presiune.

Orice obstructie a canalului extern, cum ar fi dopurile de urechi sau excesul de ceara, poate reduce presiunea undelor care ating timpanul. De asemenea, orice acopera urechea externa diminueaza presiunea undelor care intra in aceasta.

Urechea mijlocie

Aceasta este constituita dintr-o cavitate umpluta cu aer care contine trei oase mici numite "oscioare",

care transforma vibratiile timpanului in miscare mecanica . Aerul din urechea mediana este mentinut la o presiune egala cu cea a mediului exterior cu ajutorul tubului Eustachian care face legatura cu pasajul nazal. Timpanul izoleaza complet urechea madiana, astfel ca egalizarea presiunii se face cu aerul provenit din pasajul nazal prin tubul Eustachian ( de exemplu la urcare si la coborare). Atunci cand contactam o raceala aceasta egalizare este afectata, iar la persoanele in varsta poate avea consecinte grave. Interferenta miscarii celor trei oscioare si conexiunile lor distorsioneaza sau atenueaza sunetul. Cauzele acestor distorsiuni ar putea fi infectiile urechilor, leziuni ale oscioarelor si elementelor de legatura sau o ureche blocata cu aer captiv in urechea mediana ( afectiune numita barotita).

Urechea interna

Contine doua parti importante:

- cochlea pentru auzit ; cea care transforma energia mecanica de la oscioare in semnale electrice care sunt transmise creierului pentru analiza prin nervul auditiv ;

- aparatul vestibular , constituit din organul static si canalele semicirculare; acestea contin lichid si peri foarte mici, care transforma semnalele de gravitatie si acceleratie in semnale electrice, trimise spre creier pentru interpretare. Fluidul din cochlea este miscat de energia mecanica produsa de oscioare si determina un val de miscare a cililor care patrund in lichid. Miscarea este transformata in impulsuri electrice la baza fiecarui firicel de par iar aceste semnale sunt trimise prin nervul auditiv spre creier.

Zgomotul excesiv poate deteriora perii din cochlea iar infectia sau ranirea pot provoca leziuni ale nervului auditiv, inducand uneori o afectiune numita tinnitus.

Urechea nu se inchide niciodata iar zgomotele puternice se aud chiar si in cel mai profund somn. Este interesant faptul ca putem percepe sunete care sunt amestecate pe fundal cu altele, acesta fiind denumit

" efectul de cocktail"

Auzul

Ce este sunetul?

Sunetul este ceea ce auzim iar fiecare sunet poate fi definit ca:

-frecventa : numarul de unde pe secunda (Hz) pe care sunetul le produce. Auzul uman perfect distinge sunete care au frecvente intre 20Hz si 20000Hz. Vocea utilizeaza o frecventa cuprinsa intre 500Hz si 3000Hz ;

- intensitatea: marimea amplitudinii undelor, masurata in decibeli( dB), o scala logaritmica, unde o crestere de 20dB inseamna o crestere de 10 ori in intensitatea sunetului.

- durata: cat de mult dureaza sunetul ( cu cat esti mai mult expus zgomotului, cu atat auzul tau are mai mult de suferit )

Oboseala si leziunile cauzate de zgomot

Sunetele nedorite pot avea efecte nocive asupra noastra. In intreg organismul apare o oboseala din cauza efectului asupra urechilor, fiind astfel afectat intregul organism in cazul in care zgomotul este insotit de vibratii puternice. Zgomotul se interfereaza cu comunicatiile si are efect asupra puterii noastre de concentrare.

___Nivelele_de_zgomot ale sunetelor specifice

130dB____langa un avion cu reactie (zgomt care devine dureros)

120dB ____langa un motor cu piston, zgomotul devine inconfortabil (expunerea zilnica timp de cateva ore pe zi poate conduce la surditate in 3 luni

110dB__maxim recomandat la o expunere de maxim 30 min

100db maxim recomandat timp de 2 ore

90dB expunere maxim recomandata timp de 8 ore

80dB stand langa un utilaj, peste aceasta valoare expunerea indelungata poate duce la surditate temporara sau permanenta

60dB zgomotul puternic al masinilor de pe strada, al camioanelor

50dB conversatia intr-o uzina zgomotoasa

40dB zgomot de birou

30dB conversatie linistita

20dB soptitul

0dB pragul de audibilitate

Pierderea auzului

Din cauza expunerii la zgomot puternic, auzul se poate pierde temporar. De exemplu, zgomotul unui motor poate sa nu mai fie auzit dupa un timp chiar daca acesta exista in continuare. In acest caz, auzul poate reveni dupa cateva zile sau saptamani. Expunerea la nivele inalte de zgomot pentru perioade indelungate poate duce la surditate permanenta, in special in raza de frecventa inalta. Aceasta reprezinta un risc pentru pilotii care sunt expusi unui mediu de lucru cu zgomot pe perioade lungi de timp. Zgomotele bruste, neasteptate, mai mari de 130dB ( ca de exemplu o explozie sau sunetul unui impact ) pot afecta auzul sau pot provoca leziuni ale membranei timpanului .

Pierderea auzului poate sa rezulte din :

- probleme de conductibilitate a sunetului, printr-un canal blocat (ceara), probleme de presiune sau fluid la urechea medie (barotrauma cauzata de raceala) sau deficiente ale scaritei, toate acestea fiind cunoscute ca pierdere conductiva de auz.

- pierderea senzitivitatii cililor din cochlea, prin expunere la zgomot, infectii sau din cauza varstei ( pierdere senzoriala a auzului ).

- presbicutia, o pierdere naturala a auzului, o data cu inaintarea in varsta, in special in zona frecventelor inalte (mai putin de 5% de la 60 ani si 10% la 70 ani).

- alcoolismul sau utilizarea excesiva a medicamentelor.

Prevenirea sau reducerea pierderii auzului

Surditatea poate aparea in timp, fara ca persoana respectiva sa realizeze acest lucru, de aceea, este mai bine sa prevenim dacat sa tratam pierderea auzului. Pilotii au sansa de a fi controlati medical periodic, fiind monitorizati de-a lungul timpului de specialisti, in special in zona frecventelor inalte.

In cabina, este recomandat sa se poarte casti antifonice sau castile de zbor acestea putand reduce zgomotul cu 20dB pana la 40dB. Expunerea neprotejata la zgomotul motoarelor poate afecta si sistemul vestibular din ureche, astfel ca este recomandata protejarea auzului cu ajutorul castilor .

Echilibrul

Senzatia de acceleratie

Corpul uman nu sesizeaza miscarea in linie dreapta la o viteza constanata decat cu mijloacele vizuale, deoarece organele vestibulare din urechea interna nu sesizeaza miscarile neaccelerate. Atunci cand sunteti pasager intr-un tren care se misca in aceeasi directie cu altul, paralel, este dificil de stabilit care tren se misca sau daca se misca amandoua. Deplasarea cu o viteza constanta in linie dreapta reprezinta o miscare neaccelerata de 1g, ca si una stationara, de aceea aparatul vestibular nu sesizeaza miscarea in aceasta situatie.Corpul uman si sistemul vestibular reactioneaza la schimbarile acceleratiei, atat ca viteza cat si directie.Corpul uman reactioneaza si la viteza unghiulara sau la acceleratia unghiulara atunci cand va rotiti. Intr-un viraj de 60 grade de exemplu, acceleratia gravitationala ajunge la 2G astfel ca veti simti ca sunteti de doua ori mai greu.

Cum functioneaza mecanismul de echilibru

Senzatia de acceleratie unghiulara

Urechea interna contine trei canale cu lichid in forma de semicerc, conectate la un sac. Fluidul poate sa se miste prin canale, antrenand materialul gelatinos in care sunt firicelele de par (cilii). Orice miscare a fluidului va misca materialul gelatinos si cilii. Celule mici nervoase aflate la baza cililor transforma aceasta miscare in impuls electric care este trimis la creier pentru interpretare. Cele trei canale sunt dispuse la un unghi de 90 de grade unul fata de celalalt ca directia si stabilizatorul unui avion si poate detecta acceleratii unghiulare (pe cele trei axe: longitudinala, transversala si verticala ). La orice acceleratie unghiulara, fluidul din canalul respectiv ramane in urma miscarii si se deplaseaza in sens contrar miscarii de acceleratie, antrenand si senzorii ciliari care transmit un mesaj de acceleratie unghiulara creierului.

Cand acceleratia unghiulara inceteaza, fiind mentinuta o viteza unghiulara constanta, lichidul se opreste si nu mai exista miscare in canal, de aceea senzorii ciliari nu mai actioneaza. Canalele semicirculare nu mai sesizeaza acceleratia , deoarece nu mai exista acceleratie unghiulara, chiar daca miscarea de rotatie constanta continua.

Senzatia de gravitatie si acceleratii liniare

Acestea sunt detectate de firicelele de par din sac, cunoscut si sub denumirea de organ static. Cilii patrund intr-un material gelatinos numit cupula care contine cristale mici denumite otoliti.

Materialul gelatinos are o pozitionare statica, atunci cand capul este sus. Daca ne miscam capul intr-o directie sau alta, materialul gelatinos se misca sub influenta fortei gravitationale, antrenand cilii, care transmit diferite semnale la creier. Cupula detecteaza directia fortei gravitationale, dar nu si originea ei, caci poate sa existe si o forta centripeta.

Corpul omenesc este conceput pentru miscari lente la suprafata Pamantului, la o forta de gravitatie de 1G exercitatata asupra acestuia, si mai putin pentru fortele tridimensionale din timpul zborului. Organismul nu poate aprecia sensul si acceleratia decat cu ochii deschisi, urmarind aparatele de la bordul aeronavei, care confirma pozitia si sensul acceleratiei.

Cupula detecteaza in organul static si acceleratiile liniare. In timpul unei acceleratii liniare , corpul este accelerat din pozitia lui intiala, iar materialul gelatinos "ramane in urma", determinand miscarea de ramificare a cililor si trimiterea unui semnal la creier. Acestia vor reveni la pozitia initiala cand acceleratia inceteaza.

Comparand cele doua figuri vom vedea ca pozitia relativa a cupulei in timpul unei acceleratii liniare este similara aceleia cand capul este inclinat spre spate. Acest lucru poate conduce spre o iluzie, aceea a caderii pe spate cand , de fapt, este vorba de o accelerare.

Orientarea in spatiu

Orientarea se refera la abilitatea de a determina pozitia corpului in spatiu. Aceasta este dobandita prin combinatia a trei senzori:

- vazul, cel mai puternic simt dintre toate;

- echilibrul, simtul vestibular ( gravitatia, acceleratia ti acceleratia unghiulara);

- simtul proprioceptiv, simtul corpului.

In multe situatii , fiecare dintre aceste simturi il completeaza pe celalalt, dar nu si in cazul zborului. Fiecare din aceste simturi poate avea mesajul propriu pe care creierul il interpreteaza eronat, de aceea trebuie sa fim atenti in aceasta privinta. Necunoasterea sau imposibilitatea stabilirii pozitiei in spatiu se numeste dezorientare spatiala. De multe ori simtul pe care ne putem baza este vederea, iar aparatele de bord trebuie urmarite cu atentie pentru a ne confirma pozitia.

Iluzii vestibulare implicand inclinarea (tonoul)

Iluzia in timpul unui viraj constant la acelasi nivel de zbor

Canalele semicirculare pot trimite semnale corecte catre creier, in timp ce avionul face un tonou la o rata rezonabila de rotire, in timpul oricarei acceleratii unghiulare. Insa, intr-o miscare constanta, actiunea fluidului se opreste iar semnalele inceteaza. Astfel, senzatia de rotatie inceteaza. Organul static detecteaza directia fortelor G, nu numai gravitatia, iar creierul interpreteaza aceasta directie ca fiind ascensionala, ceea ce ar putea fi o interpretare eronata. Intr-o rotatie constanta sau un viraj constant, aparatul vestibular poate sa indice fals "mai sus". Va aflati intr-un viraj constant dar aparatul vestibular nu transmite semnale despre schimbarea pozitiei. Pentru a evita acest tip de iluzie, folositi-va ochii, avand ca punct de referinta atat orizontul natural sau aparatura de la bord pentru zbor instrumental (ceea ce ar putea fi dificil pentru un pilot neexperimentat in zboruri instrumentale).

O alta iluzie a nivelului de zbor poate surveni cand aeronava se inclina usor, in timp ce pilotul are alta preocupare, de exemplu cititul hartii de navigatie. Viteza de inclinare este foarte mica, de aceea fluidul din canalele semicirculare nu se misca, deci nu rezulta nici o impresie de acceleratie unghiulara si nici o impresie de acceleratie sau de intrare in viraj.

Iluzia de inclinare

Exista iluzia de inclinare, desi avionul este la orizontala. Aceasta se accentueaza daca pilotul nu are repere vizuale. Procesul prin care se produce aceasta iluzie este urmatorul:

Un avion a efectuat un viraj constant, timp de 15 sec, timp suficient ca miscarea intiala a fluidului in canalele semicirculare sa inceteze iar aparatul vestibular sa uite ca se afla intr-un viraj. Avionul s-a inclinat usor iar pilotul poate sa nu-si dea seama. Oricum, daca avionul este in viraj, aparatul vestibular nu transmite nici un semnal la nivelul creierului pentru a indica acest lucru.

Aparatul vestibular sesizeaza ca avionul este la orizontala, desi avionul este inclinat , sa zicem, pe partea stanga. In acest moment pilotul inclina spre dreapta pentru a pune avionul la orizontala. Aparatul vestibular inregistreaza aceasta miscare de inclinare pe dreapta, dar din pozitia presupusa orizontala si nu din pozitia reala de inclinare pe partea stanga. Acum, aparatul vestibular da senzatia de inclinare pe dreapta, chiar daca, in realitate, aripile sunt la orzontala. Aceasta este iluzia care apare frecvent. .

Tendinta pilotului este de a simti ca avionul intra intr-un viraj nedorit , spre dreapta, si aceea de a corecta miscarea avionului dand comanda in directia opusa, incercand sa aduca avionul la orizontala. Daca lucrurile scapa de sub control, urmarea poate fi intrarea in vrie sau alta evolutie greu controlabila. Din nou, ochii ar trebui sa va salveze din aceasta situatie! Verificati orizontul natural sau orizontul artificial indicat de aparatura de la bord.

In mod constant, doua iluzii apar in orice viraj ( rotatie in jurul axei longitudinale)

- iluzia de a fi la orizontala, desi avionul este in viraj de 10-15 sec ;

- iluzia de inclinare, desi avionul este la orizontala, cu tendinta de a corecta in sens opus pozitia avionului.

Aceste iluzii pot fi prevenite privind aparatele de la bord sau orizontul natural.

Tineti-va capul drept

Iluziile create de miscarea celor trei canale semicirculare in afara planului lor normal de rotatie sunt cunoscute sub denumirea de iluzii Coriolis. Metoda de evitare a oricarei iluzii de acest tip se refera la mentinerea dreapta a capului si evitatarea miscarilor acestuia, controland elementele virajului (bila la mijloc).

Vertijul

Vertijul este, in general, senzatia de rotatie, cand aceasta nu exista ( sau invers ) .

Este cauzata de:

- boli, diverse afectiuni ;

- acceleratii care perturba echilibrul fragil al mecanismelor din urechea interna ;

- schimbari bruste de presiune la nivelul urechii interne, cum ar fi suflatul puternic al nasului, stranutul, care produc modificari violente de presiune, si determina o posibila ameteala.

Vertijul poate sa apara si din cauza luminilor intermitente, a luminii stroboscopice, a luminii soarelui care se reflecta palelel elicei in miscare (in special la elicoptere) - acesta este vertijul intermitent.

Daca vreti sa simtiti vertijul pe sol, va rotiti de 20 de ori pe loc, aplecati inainte, dupa care va ridicati si incercati sa mergeti drept . Aceleasi lucru se intampla cu organismul cand avionul evolueaza, in special cand, la un viraj strans, apar G-uri mari, tonouri, coborari in spirala. Vertijul poate sa apara mai ales daca nu exista repere pentru orizont.

Acesta este motivul din cauza caruia pilotii care nu sunt calificati pentru zborul instrumental sunt chestionati daca au avut dificultati la intrarea intr-un nor, pierzand avantajul reperelor vizuale de la orizont. O forma de vertij, cunoscuta ca vertij de presiune, poate sa rezulte ca urmare a deteriorarii aparatului vestibular, a timpanelor nefunctionale sau din cauza blocarii tubului Eustachian. Acest lucru se poate intampla atunci cand suntem raciti sau cand avem o infectie similara si zburam iar presiunea din afara se schimba , in timpul unei coborari rapide, iar in ureche nu se mai egalizeaza presiunea.

Iluziile vestibulare si proprioceptive cauzate de acceleratii si forta-G

Iluzia de urcare cand suntem in viraj

Cand executam un viraj, forta G exercita asupra corpului o acceleratie mai mare de 1G care este normala pentru zborul la orizontala aparand o senzatie asemanatoare cu cea cand avionul urca din pozitia orizontala.

In timpul virajului, din cauza fortei G suntem presati in scaun, ceea ce induce aparatului vestibular o falsa senzatie de urcare in viraj. De asemenea, trebuie urmarite orizontul natural si aparatele de bord pentru a se evita tendinta de a impinge de mansa , punand astfel avionul intr-un viraj descendent.

Iluzia de de coborare dupa executarea unui viraj la orizontala

Dupa ce s-a efectuat un viraj constant la orizontala, iar pilotul a fost supus acceleratiilor gravitationale, imediat dupa incetarea acestora si revenirea la orizontala, aparatul vestibular induce senzatia de reducere a fortelor sub 1G, senzatie similara intrarii avionului in coborare. Si in acest caz este necesara urmarirea atenta a aparatelor de bord .

Iluzia "caderii pe spate" datorita accelaratiei liniare puternice

Daca in timpul zborului la orizontala, in cazul unei viteze constante, apare o acceleratie liniara puternica in directia de zbor, fortele rezultante vor da o iluzie de urcare, de intrare in panta de urcare. Senzatia rezultata este una falsa, de modificare a pozitiei corpului , inclinat pe spate. Tendinta pilotului este aceea de a corecta pozitia dand comenzi de coborare. Aceasta iluzie este cunoscuta si sub denumirea de iluzie oculografica, sau iluzie somatografica. Aceasta poate fi prevenita urmarind indicatiile aparatelor de bord.

Iluzia "inclinarii in fata" din cauza decelaratiei liniare puternice

Este cazul invers celui precedent. In zborul la orizontala, la viteza mare, se produce o decelaratie puternica, corpul este impins inainte, centura de siguranta exercitand o presiune asupra acestuia iar in combinatie cu forta G rezultanta , apare senzatia falsa de inclinare in fata, ca si cum s-ar initia o coborare. Tendinta pilotului este de a trage de mansa pentru a corecta pozitia avionului, dar, de fapt acesta este pus in panta de urcare. Prevenirea si corectarea acestei iluzii de inclinare se face urmarind indicatiile aparatelor de bord.

Raul de miscare

Acesta este consecinta acceleratiilor continue care suprastimuleaza aparatul vestibular din urechea interna. Poate fi provocat de catre turbulente puternice, viraje stranse, rotiri, tonouri si alte manevre in care se depaseste cu mult 1G.

Aspectele fiziologice au un rol important in producerea senzatiei de rau de miscare ( de exemplu teama de zbor, de a privi orizontul din diferite unghiuri). Senzatia de rau de miscare poate fi cauzata de lipsa semnalelor de la aparatul vestibular si de la ochi. De exemplu, un pilot experimentat in zborurile instrumentale poate acuza rau de miscare pentru ca simtul vizual este diferit de semnalele vestibulare primite de la ureche.

Aparatul vestibular nu transmite semnale de viraj, ci semnale corespunzatoare pozitiei reale a pilotului in cabina simulatorului ( de 1G ).

Multi piloti au avut sanzatia de rau de miscare la inceputul carierei lor, si mai putin ulterior, sau unii mai experimentati au avut de a face cu acesta in anumite evolutii, de aceea nu trebuie sa va descurajati cand il experimentati ocazional.

Pentru a evita aceasta senzatie neplacuta tineti cont de urmatoarele:

- pilotati aeronava in mod corespunzator si coordonat ;

- evitati manevrele care implica acceleratii (G -uri) neobisnuite, mari ;

- evitati zonele de turbulenta;

- ventilati cabina cu aer proaspat ;

- in cazul acestei senzatii , implicati-va ca pasager, chiar daca pentru aceasta va trebui sa priviti in afara si la distanta (pentru ca ajuta la identificarea reperelor de la sol)

- inclinati scaunul pentru a reduce efectul acceleratiilor verticale si pastrati, la indemana, o punga speciala pentru raul de miscare;

- aterizati cat de repede posibil, daca este necesar.

Acum completati exercitiul 3- Auzul si echilibrul