L`audition et la sensibilité vestibulaire
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Neurobiologie Mr Grammont L’audition et la sensibilité vestibulaire I. Les caractéristiques physiques du son : déplacement de l’air = son Le son ne passer pas dans le vide. Dans l’espace, il n’y a pas de son. Il y a des particules dans l’air. Il y a des compressions et détente de l’air. L’air est plus ou moins comprimé. Cela fait que le son apparaît plus ou moins fort. Le son n’est qu’une variation de pression de l’air. La vitesse du son = 343m/s. la vitesse de la lumière : 300 000 Km/s. Les caractéristiques du son : Les molécules d’air sont comprimées. La longueur d’onde (fréquence) : combien de cycle peut-on avoir en 1 sec ? L’amplitude ou fréquence peuvent varier indépendamment l’une de l’autre. Les variations d’amplitude ou d’intensité sont mesurées en décibel. Les variations de fréquences sont mesurées en hertz. Le la = 440 hertz = 440 cycles par secondes. La gamme humaine : fréquence que l’œil humain peut percevoir varie entre 20 hertz et 20 Khertz (20 000 hertz). 25 hertz = 2 pouces au niveau des oreilles et on contracte le poing. La perception auditive peut varier selon les gens. Les fréquences : Un son est rarement pur. Il y a des sons qui se superposent les uns aux autres. Un son pur = une variation de fréquence.on entend le plus souvent des sons complexes. Le son pur = son blanc. Il ne se trouve pas dans la nature. L’intensité du son : Elle se mesure en décibels. Il y a les décibels a, b, c … Chez l’humain, on parle de décibels a = perception humaine. Les décibels Db sont représentés sur une échelle logarithmique : 60 + 60 = 63. Il double tous les 3 Db. 3 Db de différence est en fait énorme. L’échelle n’est pas linéaire. Il y a un effet de masque : un son fort masque un son faible à condition qu’il y ait au moins 10 Db entre les 2 sons. 60 + 70 = 70. 1 Neurobiologie Mr Grammont Une tronçonneuse = 100 Db Un enfant de 5ème sur 2 a une perte auditive dans les aigus. Au-delà de 110 Db, on provoque des dommages. II. Anatomie fonctionnelle de l’oreille et transduction du son Il y a l’oreille externe : va du pavillon jusqu’au tympan. Il y a l’oreille moyenne : du tympan jusqu’à la membrane de la fenêtre ovale. Ces 2 sont dans l’air. Il y a l’oreille interne : cochlée (en forme d’escargot). La cochlée est remplie de liquide. L’oreille externe : L’onde est captée par le pavillon. Elle passe dans le canal auditif et fait vibrer le tympan (= membrane élastique qui reçoit les variations de pression dans l’air). Dans l’oreille moyenne, il y a des osselets (3) qui transmettent les vibrations du tympan jusqu’à ce que la vibration soit transmise au niveau de la membrane de la fenêtre ovale qui se met à vibrer. Ça provoque dans la cochlée une vibration du fluide. Dans la cochlée, il y a des cellules réceptrices = cellules ciliées qui permettent la transduction du signal mécanique (= sonore) en signal nerveux. La pression de l’eau pousse sur le tympan. La trompe d’Eustache est en liaison avec la cloison nasale. L’air qui est soufflé le nez bouché permet de réguler la pression sur le tympan. L’oreille moyenne : Les vibrations de l’air sont captées par le pavillon. Le 1er osselet = le marteau Le 2ème osselet = l’enclume Le 3ème osselet = l’étrier Ils sont soutenus par des fibres musculaires. Quand le tympan bouge, ça déplace le marteau, l’enclume, l’étrier qui déplace la membrane de la fenêtre ovale, ça permet d’amplifier le son. 2 Neurobiologie - - Mr Grammont amplification de la pression x 20 Mécanisme de levier fait par les osselets. Ça permet de décupler la pression qui était forte au niveau du tympan. On a une fenêtre ovale plus petite que le tympan. Une force exercée sur une plus petite surface fait une force décuplée au mm². atténuation du signal (entre 50 et 100 ms après le début du son) : les muscles qui soutiennent les basses fréquences telles que le son de notre voix. Il y a un muscle attaché au marteau et un à l’enclume. Les 3 osselets permettent d’amplifier le signal. L’oreille interne : 3 Neurobiologie Mr Grammont C’est au niveau de la cochlée que se fait la transduction du signal sonore. Il y a 3 canaux principaux : (vu à la section de la cochlée) : - la rampe vestibulaire communique. Ils sont remplis de périlymphe. - la rampe tympanique - le canal cochléaire : on y trouve l’organe de Corti où il y a les cellules qui permettent la transduction du son. Ces 3 parties sont remplies de périlymphe. Au niveau du canal cochléaire, il y a un liquide endolymphe. Il y a plusieurs membranes de Corti. La membrane basilaire (à la base). On déroule la cochlée : L’étrier appuie sur la membrane de la fenêtre ovale : provoque une vague de périlymphe dans la rampe vestibulaire. Ça va à la base de l’apex qui est au bout de la cochlée. Ça repart dans l’autre sens au niveau de la membrane tympanique et ça va au niveau de la fenêtre ronde : amortisseur. Le diamètre à la base de la cochlée est plus important que celui de l’apex. Pour la membrane basilaire, c’est le contraire, elle est étroite et rigide à la base et large et souple au niveau de l’apex. La membrane basilaire est dans la cochlée. A la base, on détecte les hautes fréquences = vague de périlymphe rapide. 4 Neurobiologie Mr Grammont L’organe de Corti et les cellules ciliées : Il y a les cellules qui permettent la transduction du signal. La membrane tectoriale et la membrane réticulaire, membrane tectoriale. Il y a les cellules ciliées internes et externes : 2 types de cellules : - cellules externes (20 000) - cellules internes (3 500) Elles ont des rôles différents. Elles ont des cils qui s’attachent au niveau de la membrane tectoriale. La lame réticulaire tient les cellules elles-mêmes. Le mouvement sur les cils permet de détecter la vibration. Il y a un déplacement de stéréocils, ce qui provoque une dépolarisation. Ce sont les cellules internes qui permettent la transduction. Les stéréocils sont étirés entre la membrane basilaire et tectoriale. La membrane basilaire bouge et ça crée un déplacement des cils. 5 Neurobiologie Mr Grammont La transduction du signal sonore : - 70mv : il y a une dépolarisation très importante après. Les différents cils sont reliés les uns aux autres par les filaments élastiques. Quand ils changent de position, ça ouvre la porte en tirant sur les filaments. Les K+ rentrent et provoquent la dépolarisation. Puis, la dépolarisation provoque l’ouverture des canaux Ca2+. Ce sont des canaux à seuil. L’entrée de Ca2+ provoque l’exocytose. L’amplification cochléaire : 6 Neurobiologie Mr Grammont Mécanisme de levier au niveau des osselets + transmission sur une petite surface. Les cellules ciliées externes jouent un rôle dans la régulation de l’amplitude du son. Elles ont des protéines motrices et vont pouvoir réguler la déformation de la mémoire basilaire et l’amplification de la vibration qui vont capter les cellules ciliées internes. Transmission neuronale du signal sonore : Les cellules du ganglion spiral : c’est la que sont regroupés tous les corps cellulaires. 95% des connections vont vers les cellules ciliées internes et 5% vers les externes. La connectivité : 1er relais au niveau du ganglion spiral. Une cellule ciliée se connecte à 10 cellules du ganglion spiral. Les axones des cellules du ganglion spiral constituent le nerf auditif. Taux de décharge au niveau du nerf auditif : Le taux de décharge est le potentiel d’action en fonction de la fréquence envoyée. On enregistre un neurone. Un neurone a une décharge maximum pour une fréquence du son donné. Il y a une fréquence préférée par le neurone qui décharge au maximum. Plus on s’éloigne de la fréquence, moins il y a de décharge. Quand on augmente le son, on augmente le taux de décharge pour une même fréquence. 7 Neurobiologie Mr Grammont Les neurones ont 2 façons de traduire un signal : - un PA par cycle : décharge en phase (1/cycle) - décharge par exemple tous les 6/7 cycles : traduit une fréquence de signal sonore : c’est important. Permet de suivre les hautes fréquences sans dépasser le taux de décharge. Produit un PA tous les n cycles. Le cerveau doit s’y retrouver : corrélation en phase : la tonotopie. Les voies du traitement auditif : Le ganglion spiral : - étape 1 : passe par le noyau cochléaire dorsal (tronc cérébral) - étape 2 : un nouveau neurone se projette de manière bilatérale au niveau de l’olive : 2 hémisphères - étape 3 : niveau du colliculus inférieur (pour la vision c’est le supérieur) (mésencéphale) - étape 4 : relais au niveau des corps genouillés médian CGM - étape 5 : arrive au cortex auditif (cortex) Il y a donc 5 neurones. Il y a plusieurs voies afférentes jusqu’à colliculus inférieur. Il y a des voies efférentes de rétro contrôle. 8 Neurobiologie Mr Grammont Localisation horizontale de la source sonore : On peut le faire car le son arrive avec des délais si le son vient par exemple de droite. Il faut plus de temps pour aller à gauche. Le délai interaural permet de localiser la source sonore. III. Intégration cérébrale IV. Langage et musique V. Anatomie fonctionnelle du système vestibulaire, au niveau de l’oreille interne 9
