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Service de Physique de l’Etat Condensé (SPEC)
Département de Recherche sur l’Etat Condensé, les Atomes et les Molécules
Direction des Sciences de la Matière
Commissariat à l’Energie Atomique
Séminaire du SPEC
Mercredi 2 février 2005, 11h00
Bt. 774 - Salle Claude ITZYKSON
Centre d’Etudes de Saclay, Orme des Merisiers
91191 Gif-sur-Yvette
Comment l’oreille écoute pour entendre
Pascal MARTIN
Laboratoire Physico-Chimie Curie (UMR 168)
Institut Curie/CNRS, 26 rue d’Ulm, F-75248 Paris cedex 05
Les sens de l’audition et de l’équilibre des vertébrés reposent sur quelques dizaines de milliers de cellules
mécano-sensorielles - les cellules ciliées situées au cœur de l’oreille interne. En amplifiant le stimulus mécanique
auquel elles sont soumises, l’oreille acquiert une sensibilité et une sélectivité fréquentielle stupéfiantes, lui permettant de ressentir des vibrations dont l’amplitude n’est que d’une fraction de nanomètre et de distinguer des
sons dont les fréquences ne diffèrent que d’une fraction de 1%. Nos résultats suggèrent qu’un mécanisme d’amplification pourrait résulter d’un mouvement actif de la touffe de stéréocils, l’organelle mécanosensible de la
cellule ciliée. Les cellules ciliées du saccule de la grenouille taureau (Rana catesbeiana) présentent des oscillations spontanées de leurs touffes ciliaires. En manipulant une touffe ciliaire oscillante à l’aide d’une micro-fibre
de verre flexible, nous avons montré que la cellule ciliée peut mettre à profit les mouvements actifs de sa touffe
ciliaire pour amplifier de minuscules stimuli sinusoı̈daux, avec des forces appliquées de l’ordre du piconewton
et des déplacements imposés à la fibre de l’ordre du nanomètre. De plus, la réponse d’une cellule ciliée à des
stimuli d’intensité croissante est non linéaire : la cellule est plus sensible aux faibles stimuli qu’aux stimuli plus
intenses. Nos mesures mécaniques à l’échelle de la cellule unique nous ont permis de mettre en évidence un
mécanisme d’amplification faisant intervenir les canaux ioniques mécanosensibles qui sont responsables de la
transduction mécano-électrique et un moteur moléculaire de type myosine, par ailleurs impliqué dans l’adaptation mécanique de ce système sensoriel aux stimuli statiques. En modélisant la touffe ciliaire comme un système
dynamique opérant au voisinage d’une instabilité oscillatoire une bifurcation de Hopf - nous avons pu interpréter
les propriétés de l’amplificateur ciliaire et en particulier décrire l’effet des fluctuations qui deviennent importantes aux stimuli les plus faibles. Cette étude suggère que la touffe ciliaire opère au voisinage d’un optimum de
mécano-sensibilité.
Invitant : DAUCHOT Olivier, 0169087247, [email protected]
Organisateurs séminaires :
Olivier DAUCHOT tel : 01 6908 8242 email : [email protected]
François L ADIEU tel : 01 6908 7249 email : [email protected]
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