Comment ça marche ?

Oreille externe Oreille moyenne Oreille interne

Nerf auditif

Fonctionnement simple

L'oreille externe L'oreille externe est à la fois une structure de protection et de résonance ; elle comprend le pavillon (ou conque auriculaire) et le conduit auditif (1), aboutissant à la membrane du tympan(2).

Le pavillon capte et concentre les ondes sonores, tout en amortissant la brutalité du passage de l'air libre à l'air enclos du conduit auditif. Puis, ces ondes acoustiques passent à travers le conduit auditif, en se comportant comme des ondes rectilignes sur une longueur d'environ deux à trois centimètres, avant de rencontrer la membrane du tympan. Celui-ci se met alors à osciller sous l'effet des fluctuations de l'onde acoustique dans le conduit.

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L'oreille moyenne

Le rôle de l'oreille moyenne est double : elle doit à la fois protéger l'oreille interne et transformer les vibrations aériennes arrivant de l'oreille externe en vibrations solidiennes (analysables par l'oreille interne). L'oreille moyenne est composée d'une chambre contenant de l'air, appelée caisse du tympan, qui contient un système de transmission solidienne, la chaîne tympano-ossiculaire, composée de trois osselets : le marteau (3), l'enclume (4) et l'étrier (5). La caisse du tympan (6) est fermée sur l'oreille externe par la membrane du tympan, et sur l'oreille interne par l'intermédiaire des fenêtres ronde et ovale(7) . De plus, elle communique avec le pharynx par la trompe d'Eustache.

La transmission solidienne permet de limiter là perte d'énergie inhérente à la transmission de vibrations d'un milieu gazeux vers un milieu liquide, comme c'est le cas ici entre l'air de la caisse tympanique et les liquides labyrinthiques de l'oreille interne. La transformation (et l'amplification) des vibrations aériennes en vibrations solidiennes se fait par l'intermédiaire des osselets : les vibrations du tympan entraînent successivement celles du bloc marteau-enclume, puis celles de l'étrier, qui les transmet à l'oreille interne via la fenêtre ovale. Le rapport de levier effectif entre le marteau et l'enclume (de l'ordre de 20), d'une part, et le rapport de surfaces entre le tympan (60 mm2) et la platine de l'étrier (3 mm2) d'autre part font du système tympano-ossiculaire un véritable transformateur-adaptateur d'impédances qui assure une bonne amplification permettant à l'énergie sonore d'être transmise presque intégralement à l'oreille interne.

A partir de 80 décibels (dB), un réflexe protecteur (réflexe stapédien) est mis en place afin de réduire la transmission des pressions vers l'oreille interne, par l'intermédiaire des osselets et des muscles qui rattachent le marteau et l'étrier aux parois de la caisse du tympan.

Cependant, ce dispositif n'est efficace ni pour les sons très intenses, ni pour les composantes de fréquence aiguës, ni pour les sons impulsionnels et il a une durée d'action limitée...

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L'oreille interne L'oreille interne, ou labyrinthe, est composée de plusieurs (parties voir figure) vestibule (9), canaux semi-circulaires (8), cochlée (ou limaçon) (11) , seule cette dernière joue un rôle dans l'audition, les autres contenant les organes de l'équilibration.

La cochlée, dont la forme rappelle celle d'une coquille d'escargot, est un tube d'environ 35 mm de long enroulé autour d'un axe creux qui contient le nerf auditif (10). Elle forme deux tours et demi depuis sa base. proche de la fenêtre ovale, jusqu'à son sommet, et elle comprend deux rampes séparées par le canal cochléaire, remplies d'un liquide appelé périlymphe : la rampe vestibulaire, et la rampe tympanique.

Le canal cochléaire est formé de trois parois à l'intérieur desquelles est contenu un liquide, l'endolymphe. La paroi basilaire de ce canal est la plus épaisse car elle renferme l'organe sensoriel auditif, ou organe de Corti. Celui-ci, élément sensible de l'ouïe, comprend environ 14000 cellules ciliées au contact desquelles prennent naissance les fibres du nerf auditif. Ces cellules ciliées se déploient sur quatre rangées : trois rangées de cellules ciliées externes (environ 10500 C.C.E.). et une rangée de cellules ciliées internes (environ 3500 C.C.I.). Ces rangées s'étendent sur toute la longueur de la membrane basilaire (35 mm), de la base au sommet (apex) de la cochlée. Sous l'effet du son, la fenêtre ovale bouge, faisant se déplacer la membrane basilaire : les cellules ciliées internes, solidaires de la membrane basilaire, s'inclinent en rentrant en contact avec la membrane tectoriale au travers de laquelle transitent les informations destinées au cerveau. Cependant, ce mécanisme ne fonctionne que pour un niveau sonore supérieur à 50 dB. Pour des sons inférieurs à 50 dB, la membrane basilaire se déforme mais pas suffisamment pour incliner les cellules ciliées internes ; ce sont alors les cellules ciliées externes qui se contractent (car elles sont munies de mécanismes contractifs actifs contrairement aux C.C.I.), ce qui a pour effet de déplacer la membrane t5ectoriale : elle entre alors en contact avec les cellules ciliées internes, d'où la transmission des informations au cerveau pour des sons inférieurs à 50 dB (application du principe des signaux afférents et déférents).

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Le message nerveux auditif Constitué par les impulsions nerveuses qui parcourent les voies auditives depuis l'organe de Corti jusqu'à l'écorce cérébrale, le message nerveux auditif transmet les informations relatives à la fréquence, à l'intensité et à la composition des vibrations, ainsi que celles qui se rapportent à la position de la source sonore dans l'espace.

Le nerf auditif (1) contient un ensemble de 35.000 fibres (10 par cellule ciliée interne) qui transmettent au cerveau des informations identiques entre elles. Il pénètre dans le tronc cérébral au niveau du bulbe rachidien. Après plusieurs relais, les fibres auditives parviennent à l'écorce cérébrale ; elles sont alors 100 fois plus nombreuses car le nombre de neurones disponibles augmente à chaque relais. Il faut moins de 20 millisecondes pour que les ondes sonores soient transmises au cerveau sous la forme de stimuli nerveux. Le traitement simultané de l'information sensorielle par le cortex auditif permet de garder au message sa globalité et son intelligibilité initiale.

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1) Nerf auditifNerf vestibulaire

Nerf cochléaire

Pour en savoir plus sur l’oreille

Les vibrations sonores sont

4 enclume4 marteau 4 étrier

5 cochlée

1 pavillon

2 conduit auditif externe

3 membrane tympanique

Fin

Le pavillon est formé de reliefs et de creux sculptant cette oreille de façon harmonieuse contrairement aux oreilles animales sans relief (ex: éléphant ). Cette forme en cornet va permettre d'amplifier les sons de 10 à 15 dB sur les fréquences 155/7000 Hz avec une résonance à 2000 Hz.

- en périphérie : l'hélix formant un bourrelet s'élargissant en bas pour former le lobule. Ensuite un relief concentrique, l'anthélix.

- au centre, la conque ou coquillage qui recueille les sons comme un entonnoir pour les transmettre au conduit qui lui succède.

- en bas, le lobule normalement appendu au pavillon (morceau de chair sans cartilage) lieu d'élection des bouches d'oreilles.

hélix

anthélix

conque

lobule

Le pavillon

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La chaîne d’osselets de l’oreille moyenne

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Les osselets aux nombres de 3 s'articulent mécaniquement pour transmettre le son depuis le tympan jusqu'à l'oreille interne. Le marteau est enchâssé dans la membrane tympanique en faisant corps avec elle au niveau de la longue apophyse ; sa tête est articulée  avec l'enclume qui lui fait suite (osselet intermédiaire). La branche descendante de l'enclume est reliée à la tête de l'étrier qui va séparer la vibration sonore en 2 parties au niveau de la latine fixée au pourtour de la fenêtre ovale par un ligament annulaire qui assure l'étanchéité avec les liquides endolymphatiques en réalisant un interface air/eau.  Le marteau et l'étrier, osselets liés (marteau avec tympan et étrier avec fenêtre ovale) sont conditionnés par 2 muscles antagonistes lors de la propagation des sons : le muscle du marteau est tenseur du tympan en augmentant la pression de l'oreille interne et le muscle de l'étrier agit à l'inverse en diminuant la pression intra-cochléaire (réflexe stapédien : rôle des protections de l'oreille interne lors de la perception de sons forts). Cette forge auriculaire où la vibration sonore aérienne conditionnée va venir stimuler la cochlée liquidienne permet en outre une amplification de l'amplitude de l'ordre de 40 dB par le jeu du montage columellaire.

marteau étrier

enclume

La cochlée

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Répartition de la perception des fréquences dans le cochlée

Vue en coupe

Suite

1)

3)

2)

6)4)

La cochlée (cochlea = limaçon) est une cavité osseuse spiralée et conique deux fois plus petite qu’un pois cassé. Elle naît de la partie antérieure du vestibule, puis elle décrit environ deux tours et demi autour d’un pilier osseux appelé columelle.

Le conduit cochléaire membraneux serpente au centre de la cochlée et se termine en cul de sac à son sommet. Il abrite l’organe spiral (ou organe de Corti), le récepteur de l’audition

La cochlée est en communication avec l’oreille moyenne par l’intermédiaire de l’étrier qui a un mouvement de piston d’avant en arrière dans la fenêtre ovale et va donc produire des vibrations dans les liquides contenus dans la cochlée.

La cochlée est divisée en trois cavités distinctes. Ces cavités sont, de haut en bas :

·         La rampe vestibulaire, unie au vestibule et contiguë à la fenêtre ovale (1)

·        * Le conduit cochléaire proprement dit (2)

·        * La rampe tympanique, qui se termine à la fenêtre de la cochlée (3)

·        Les deux rampes communiquent au sommet de la cochlée (apex) dans une région appelée hélicotrème (= ouverture dans la spirale).

Quand l’étrier vibre, il avance d’avant en arrière (fréquence : 16 à 20.000 Hz) ce qui entraîne des vibrations dans les liquides qui vont arriver à faire vibrer les différentes membranes. La membrane basilaire monte et descend et fait à son tour osciller la partie basale du conduit cochléaire.

Selon la fréquence des sons envoyés à l’oreille, ce n’est pas le même endroit sur la membrane basilaire qui va vibrer.

Quand la vibration arrive dans la fenêtre ovale, si ce sont des sons aigus, ils font vibrer les parties proches de la fenêtre ovale. Plus les sons sont graves, et plus la vibration se réalise vers l’apex.

Sur la membrane basilaire sont disposées les cellules nerveuses du récepteur auditif qui détectent les vibrations et vont envoyer les messages vers le cerveau.

Si le son est très important, les cellules nerveuses ne tiennent pas le coup : il y a alors surdité dans une zone plus ou moins importante, surdité pour des fréquences bien précises.

La cochlée est composée de plusieurs unités identiques. Sur la membrane basilaire, il existe des cellules de support et des cellules nerveuses situées de part et d’autre d’une structure de support. Les cellules nerveuses sont chargées de détecter les vibrations. On trouve des cellules ciliées sensorielles externes et des cellules ciliées sensorielles internes, dont la base est entourée par les neurofibres afférentes du nerf cochléaire. Leur rôle est différent.

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 4) L'organe de corti est celui de la perception auditive est constitué de cellules sensorielles (cellules ciliées  internes ou CCI sur une rangée) et de cellules de soutien (cellules ciliées externes ou CCE disposées sur 3 rangées en forme de V).

5) La lame des contours ou axe osseux de la spirale qui en coupe, détermine 3 compartiments : la rampe tympanique, la rampe vestibulaire et le canal cochléaire entre les 2 contenants l'organe de corti.

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Le conduit auditif externe

Le conduit auditif externe est un tuyau faisant suite au pavillon qui va diriger les sons en flux laminaire vers le tympan venant obturer le fond. De direction oblique en avant et souvent vers le haut, il mesure environ 3 cm de long et est constitué d'un tissu fibro-cartilagineux dans sa partie externe (siège des eczémas) et osseux dans sa partie interne. C'est cette région frontière qui est à l'origine des ostéomes du conduit finissant par obstruer le tuyau.  

Pavillon Tympan

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Le tympan est une fine membrane de 0.1 mm  d'épaisseur, convexe en dedans et constituée de 3 couches : cutanée externe, fibreuse moyenne et muqueuse interne. Il sépare l'Oreille Externe de l'Oreille Moyenne avec un interface air/air. C'est lui qui va réagir aux modifications de pression entre l'air atmosphérique extérieur et l'air intérieur clos mais renouvelé par la trompe d'Eustache reliant cette caisse au cavum (arrière des fosses nasales où se trouve les reliquats adénoïdiens du système immunitaire de l'enfant). Différents reliefs sont mis en évidence sur cette membrane avec l'ombilic central et le triangle lumineux provoqué par la réflexion d'un rayon lumineux lors d'une otoscopie.  Son absence signifie une modification de la qualité tympanique notamment une rigidité avec une inversion de courbure et par conséquent un obscurcissement de l'écoute. 

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Le tympan