L`oreille interne - Université Paris 8

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Université Paris 8 - Master Technologie et Handicap
Neurosciences
V- L’audition
Jérôme Dupire [email protected]
Plan général
1 – Anatomie du système nerveux
2 – Concept de neurone
3 – Bases cellulaires de la communication (1)
4 – Bases cellulaires de la communication (2)
5 – Vision
6 – Audition
7 – Motricité (1)
8 – Motricité (2)
Plan du jour
6 – L’audition
-
Le son
Structure de l’appareil auditif
Oreille moyenne
Oreille interne
Localisation du son
Mécanismes centraux
Le son
Le son résulte des variations de pression
du milieu
Ces variations sont produites par des
déplacements d’objets
air
corde vocale, haut parleur, instrument…
Elles se propagent à la vitesse de 350 m/s
dans l’air.
Le son
Le son
Le son
C’est la combinaison simultanée d’intensités et de fréquences
différentes
qui donne la tonalité (ou couleur sonore, timbre, empreinte, etc.)
particulière à une voix, à un instrument, etc.
Anatomie de l’appareil auditif
L’oreille externe
La partie visible est constituée du pavillon (cartilages)
sert de concentrateur,
permettant de canaliser les sons à l’intérieur de la tête
au travers du canal auditif (sur environ 2,5 cm).
Il joue un rôle important dans la localisation des sons.
Le pavillon est fixe chez l’homme,
certains animaux peuvent l’orienter pour localiser la source
sonore.
Anatomie de l’appareil auditif
L’oreille moyenne
Le tympan marque la séparation
entre l’oreille externe et l’oreille moyenne.
Cette membrane est en contact avec une structure osseuse
composée, par les osselets : l’enclume, le marteau, l’étrier
dont le dernier élément est en contact avec une autre membrane
la fenêtre ovale
Anatomie de l’appareil auditif
L’oreille interne
La cochlée
est en charge de transformer les
informations sonores en messages
électriques
Potentiels d’action
L’oreille moyenne
C’est une cavité remplie d’air.
Elle commence par la membrane tympanique
de forme pseudo-conique
entrante dans la cavité.
Elle est en contact avec le marteau
qui est solidaire, à son autre extrémité, de l’enclume.
L’enclume forme une articulation souple avec l’étrier.
Le repose-pied (partie plate de l’étrier) est en contact avec la
membrane de la fenêtre ovale.
Ses mouvements sont comparables à ceux d’un piston.
L’oreille moyenne
Les osselets jouent un rôle d’amplificateur sonore.
Sans leur action, l’air extérieur serait directement en contact
avec la membrane de la fenêtre ovale
Il n’aurait pas une force suffisante pour la faire vibrer.
Ils fonctionnent comme un système de leviers
avec un rapport final de 1 pour 20.
L’oreille moyenne
L’oreille moyenne
Le réflexe d’atténuation
Deux muscles, le tenseur du tympan et le staepedius,
Réduit la réponse à des stimuli trop puissants
permettent de rigidifier la chaine osseuse de l’oreille interne.
préserve l’intégrité du système.
Problème: latence de 50 à 100 ms
Participerait à l’adaptation de la plage de réponse par rapport
à des fréquences d’entrée trop élevées
transposition
L’oreille moyenne
Le réflexe d’atténuation
Les basses fréquences sont les premières
touchées
Permet de discerner plus facilement les
hautes fréquences en environnement bruité
conversation avec bruit de fond par exemple
Ce réflexe nous permettrait de ne pas
entendre de manière trop importante notre
voix lorsque nous parlons.
L’oreille interne
On y trouve la cochlée et le labyrinthe
Tous ses constituants ne concernent pas l’audition :
La cochlée présente la structure d’un tube creux enroulé en
spirale,
la cochlée, oui,
le labyrinthe, non.
autour d’une structure osseuse conique.
A sa base se trouvent deux orifices fermés par des
membranes
la fenêtre ovale
la fenêtre ronde.
L’oreille interne
L’oreille interne
L’oreille interne
Une coupe transversale du tube de la cochlée montre une
division en 3 compartiments :
la rampe vestibulaire (en regard de la fenêtre ovale)
la rampe tympanique (en regard de la fenêtre ronde)
le canal cochléaire
Les membranes séparant les 3 compartiments sont :
la membrane de Reissner
la membrane basilaire
L’oreille interne
L’oreille interne
L’appareil de Corti est le siège des neurones
auditifs
dans le canal cochléaire.
La membrane tectoriale se place au dessus
de l’appareil de Corti.
A l’apex de la cochlée, le canal cochléaire se
referme
Alors que les rampes vestibulaire et tympanique
communiquent entre elles
L’oreille interne
Les rampes contiennent un liquide, appelé périlymphe
A cause des différences de concentrations ioniques et de la
perméabilité de la membrane de Reissner, il existe un
potentiel endocochléaire
alors que le canal cochléaire contient l’endolymphe.
le potentiel de l’endolymphe est supérieur d’environ 80mV à celui
du périlymphe.
Ce potentiel joue un rôle important dans la transduction
auditive.
L’oreille interne
La cochlée se trouve dans une cavité osseuse rigide
mais les membranes à l’intérieur sont assez souples.
Une pression exercée sur la fenêtre ovale (par l’intermédiaire
des osselets) va provoquer
une déformation de la fenêtre ronde
dans la direction opposée
le périlymphe est incompressible
les deux rampes communiquent par l’hélicotrème
Les membranes internes étant souples
elles se déforment en fonction des déplacements du liquide
L’oreille interne
La membrane basilaire est sensible aux sons au travers de 2
propriétés :
elle est plus large à l’apex qu’à la base
elle est plus rigide à la base qu’à l’apex
rapport de 1 à 5
rapport de 1 à 100
comparable à une palme de plongeur
L’onde provoquée par le déplacement de la fenêtre ovale va
se propager, au travers de la membrane de Reissner, à
l’endolymphe et à la membrane basilaire.
L’oreille interne
C’est la propagation de l’onde sur la membrane basilaire qui
va permettre de coder l’information sonore.
Les hautes fréquences la font vibrer très vite à la base
Les basses fréquences se propagent plus loin
en dépensant beaucoup d’énergie
mais ne se propagent pas loin vers l’apex.
avant d’avoir épuisé toute leur énergie.
On obtient donc un codage des fréquences par la distance
parcourue par l’onde.
L’étape suivant permet de transformer le codage mécanique
en codage électrique.
L’oreille interne
L’oreille interne
L’organe de Corti est constitué
Ce sont les cellules ciliées qui transforment la déformation
mécanique en signal électrique
par l’inclinaison des stéréocils qu’elles portent.
Les cellules ciliées sont prises en étau entre
des cellules ciliées
des piliers de Corti
de cellules structurelles.
la membrane basiliaire
la lame réticulaire.
Les piliers de Corti servent de soutien
en se dressant d’une membrane à l’autre.
L’oreille interne
Deux types de cellules ciliées existent :
internes (3500 environ)
externes (15 à 20000)
situées au-delà des piliers.
Les stéréocils prolongent les cellules
situées entre l’axe de la cochlée et les piliers
occupant un espace situé entre la lame réticulaire et la membrane
tectoriale.
Quand la membrane basiliaire est déformée et remonte vers le
haut
la lame réticulaire se déplace vers le haut et l’intérieur
provoquant un déplacement des stéréocils vers l’extérieur
L’oreille interne
L’oreille interne
En fonction du sens de déplacement des stéréocils
les cellules ciliées sont dépolarisées ou hyperpolarisées
par l’action des canaux potassiques
sensibles aux stimulations mécaniques.
Le nerf auditif est constitué de neurones dont le corps
cellulaire est situé dans le ganglion spiral (bi-polaires).
C’est le premier intermédiaire générateur de PA sur la chaine
de transmission de l’information auditive.
Le ganglion est formé de 35 à 50000 neurones
dont 95% communiquent avec le petit nombre de cellules ciliées
internes.
L’oreille interne
L’oreille interne
L’oreille interne
Une fibre du ganglion spiral reçoit l’information d’une seule
cellule ciliée interne.
A l’inverse, elle peut former des synapses avec plusieurs
cellules ciliées externes.
La plus grande partie de l’information est fournie par les
cellules ciliées internes
les cellules ciliées externes jouant un rôle d’amplificateur.
L’oreille interne
L’oreille interne
les cellules ciliées externes possèdent une propriété
particulière de « motricité ».
Elles sont capables de modifier leur taille
provoquant ainsi une amplification de la déformation mécanique
de l’onde
par le rapprochement des membranes
La conséquence est un déplacement plus important des
stéréocils des cellules internes.
L’oreille interne
Localisation des sons
La localisation des sons dans les plans horizontal et vertical
semble dépendre de mécanismes distincts.
Dans le premier cas, la localisation repose sur deux
mécanismes mettant en œuvre une comparaison des sons
atteignant chacune des 2 oreilles:
Le temps
le délai interaural représente le temps mis par un même onde
sonore pour arriver d’une oreille à l’autre.
L’intensité
la différence d’intensité interaurale est la prise en compte de
l’obstacle créé par la tête dans la propagation du son.
Localisation des sons
Localisation des sons
La localisation d’un son
dans le plan vertical
repose sur les propriétés
du pavillon.
C’est l’évaluation des
délais entre la perception
par la voie directe et par
la voie réfléchie qui
permet de déterminer sa
position dans un plan
vertical.
Mécanismes centraux de l’audition
Cheminement de
l’information vers le cortex :
Ganglion spiral
Noyau cochléaire ventral
Olive supérieure
Colliculus inférieur
Corps Genouillé Médian
(CGM)
Cortex auditif
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