L`oreille numérique, avenir de l`audition

Dossier>L'oreillenumérique,avenirdel'audition Futura-Sciences
Source:http://www.futura-sciences.com/magazines/sante/infos/dossiers/d/corps-humain-oreille-
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L'oreillenumérique,avenirdel'audition
L'auditionreposesurunprocessusencorebienmystérieux.Commentlemessagesonoreest-ilcaptéet
codéavantd'êtretransmisànotrecerveau?Lenumériquepeut-iljouerunrôledanscefonctionnement
?Lesréponsesdansnotredossierconsacréàl'oreillenumérique.
Page1/13-L'oreillenumérique,avenirdel'audition
Commententendons-nous?Lacochlée(oulimaçon),cetétrangeorganeenformed'escargot,n'est-elle
qu'unbanalmicrophoneoupermet-elled'analyserlessonsquinousagressent?Lenumériquepourrait
bien nous permettre de mieux comprendre le fonctionnement de notre oreille et de la perception des
sons.
Jusqu'àcejouraprévalul'idéequel'oreilleeffectuaituneanalysedessonscomplexes,commesurunpiano,mais
cepostulatrencontretellementd'objectionsqu'ilestindispensabledeconcevoirunautremodèle.
Les structures de l'oreille et la physiologie des fibres nerveuses sont pourtant particulièrement bien adaptées à
l'analyseetàlatransmissiondesinformationssonoresparl'interventiond'unéchantillonnagedesformesimprimées
parlessonsauxmembranesélastiquesdelacochlée.
Commentl'oreilleperçoit-ellelessons?Quelrôlelenumériquepeut-iljouer?©EDPSciences
Les théories modernes de l'information et de la communication viennent fort heureusement à notre secours et
éclairent d'un jour nouveau les multiples énigmes relevées dans les domaines de la psycho-acoustique, de la
physiologie de l'audition et évidemment destroubles de l'audition. Comment, par exemple, interpréter les dégâts
provoquésparuntraumatismesonore,lasurvenueobsédanted'acouphènes,oulesdifficultésduesàlaprothèse
auditive?Parailleurs,lamusiqueouencorelebruitetseseffetscomportentencoreleurpartdemystère.
Ce dossier, de par son originalité, ne manquera certainement pas d'intéresser les professionnels de l'audition
(acousticiens,ORL,audioprothésistes,orthophonistes,etc.)maisaussitousceuxquisesententconcernésparles
sonsetlaperceptiondumondesonore.
19/11/2015-Par
RolandCarrat,MédecinORL

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Le thème abordé dans ce document concerne essentiellement la présentation d’un modèle innovant du
fonctionnementdel’oreilleinterneinterne(oucochlée),plusprécisémentdumoded’analysedessons,envuede
leurtransmissioncodéeausystèmenerveuxcentral.
Page2/13-L'oreilleinterne:anatomieetphysiologie
Destroispartiesconstituantesdel’oreille,l’oreilleexterne(pavillon,conduitauditif,tympan)etl’oreille
moyenne (osselets, muscles, trompe d’eustache) ne font que transmettre après adaptation les
vibrationsacoustiques.Latroisièmepartie,l’oreilleinterne,estlapartienobledusystèmeauditif.
L'oreilleinterneestchargéed’unepartdelafonctiond’équilibrationetd’autrepartdelafonctionauditive(cochlée
ou limaçon et voies nerveuses auditives) dont le rôle essentiel est de traduire et de coder les messages
acoustiquesdestinésauxcentrescérébraux.Ellejoueunrôleessentieldanslefonctionnementdel'audition.
Coupeanatomiquetransversaleetreprésentationschématiquedel'oreille.©DP
Lacochlée,lamembranebasilaireetlamembranedeReissner
Lacochlée se présente souslaformed’unecavité osseuseenrouléeen spiraleautourd’uncônevirtuel sur deux
tours et demi de spires. Cette cavité est subdvisée en deux parties d’une part dans sa portion interne par une
lame osseuse également enroulée en spirale, et dans sa portion externe par une membrane élastique appelée
membranebasilaire(saufàsonextrémitédistalelaissantunorificeausommetdulimaçon(l’hélicotrema).
Lesdeuxvolumesainsidélimitésparlamembranebasilaire(MB)portentlenomderampes:
l’unestferméparlaplatinedel’étrier(rampevestibulaire);
l’autreaboutitàlafenêtrerondeferméeparunemembraneélastiqueoutympansecondaire(rampe
tympanique).Ilssontremplisd’unliquideditpérilymphatique.
Cette cavité osseuse spiralée est elle-même subdivisée par une autre membrane élastique (la membrane de
Reissner) délimitant ainsi un canal spiralé – le limaçon membraneux encore appelé canal cochléaire, également
remplid’unliquidedecompositiondifférente(l’endolymphe).Danscettemembraneélastiquebaignentleséléments
noblesdel’audition.

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Lelimaçonmembraneux.©DP
Ainsi,lecanalcochléairereposeàlafoissurlaMBetsurlalamespiraleosseuse.Ilestentièrementclos.Onvoit
doncsurunecoupequelacochléecomportetroiscanaux:larampetympanique,larampevestibulaireetlecanal
cochléaire.
Coupeschématiséedelacochlée.©DP
LescellulessensoriellesauditivesdeCorti
Lesprocessusintimesdel’auditionsedéroulentàl'intérieurducanalcochléaire.Trèsschématiquementonpeutles
résumer en considérant que la membrane élastique (dite basilaire) est le siège d’ondulations d’origine vibratoire,
qu’ellesupportelescellulessensoriellesauditivesdeCortidontlerôleestdeconvertirleurdéplacementrelatifen
unevariationdeleurpotentieldesurface,lui-mêmeàl’originedesinfluxnerveuxdunerfauditif.

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Coupeschématiquedel’organedeCorti.©DP
Les cellules sensorielles auditives de Corti, externes et internes, sont soumises à des déplacements relatifs par
rapportàlamembranetectoriale (fixe). Cesdéplacementsprovoquent uneflexiondescils situésà leursommet,
elle-mêmeàl’origined’unedépolarisationdesurfacecellulaire.
Page3/13-Histoiredel'acoustique:deFourieràHelmholtz
Lavéritablehistoiredel’otologien’apudémarrerqu’àlasuitedestravauxenmathématiqueseffectués
au XIXe siècle par Jean-Baptiste Fourier et à l’énoncé de ses fameuses séries, dites de Fourier, qui
jouèrentunrôleprimordialenphysiquemathématiqueetdanssesapplicationsenacoustique.
Bien qu’entrevue par le musicien Jean Rameau (1683-1768), Ernst Chladni ou Jules-Antoine Lissajous, la
contribution essentielle fut apportée par von Helmholtz (1821-1894) qui, en s’appuyant sur les recherches de
Fourieretenmontrantqu’unsoncomplexepouvait êtredécomposé enunefréquence fondamentaleetunesérie
d’harmoniques,imprimauneétapedécisivedansl’histoiredel’acoustique.
Théoriedelarésonanceettonotopie
Parlasuite,toutentenantcomptedelaloiphysiologiqued’Ohm(surlaperceptiondesonsdecombinaison)etdu
phénomènephysiquedelarésonance,vonHelmholtzaassimilél’oreilleàunebatteriederésonateurs.Depuiscette
époque,malgrélesréservesexpriméespardenombreuxauteurs,etnondesmoindres,dontBouasse,onn’acessé
de vouloir prouver le bien fondé de ce modèle. Cette théorie de larésonance s’est d’emblée heurtée à une
impossibilitéphysiquemajeure,celledeconcilierl’importancedel’amortissementdesrésonateurscochléairesavec
la(fine)sélectivitédel’oreille.

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Leconceptbékésiendelatonotopie.Selonlesthéoriesclassiquesdel'audition,aufuretàmesurequela
fréquences'élève,lemaximumdel'élongationmembranairesedéplaceverslabasedelacochlée.(a)basses
fréquences,(b)fréquencesélevées.Lacochléeeffectueunedécompositiondessonscomplexes(d'après
LoebG.,1985).©DP
C’est ainsi que perdure depuis plus de 80 ans le dogme de la décomposition des sons complexes et de la
localisationdesfréquencessonoressurlamembranebasilairedelacochlée.Àl’imageduclavier d’unpiano,pour
chaquefréquencerésulteraitdelapropagationplusoumoinsétendued’uneondeditepropagée.C’estleconcept
ditdelatonotopie.
Page4/13-Latonotopie,unethéorieerronée:incertitudesetparadoxes
Tous les travaux entrepris depuis lors collent encore au modèle de la tonotopie (voir page 3 de ce
dossier), malgré ses incohérences tant en psycho-acoustique, en électrophysiologie que dans le
domainephysio-pathologique.Lesnombreuxajustementsproposésàlathéoriedepuislorsn’ontenrien
contribuéàleurrésolution.
Iln’est paspossiblededresser une listeexhaustive decesdiscordancestant elles sontnombreuses.Citons par
exemple:
Enpsycho-acoustique