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Le Système Auditif

Pauline Neveu, PhD

cours Neurophysiologie

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Plan

1-Les ondes sonores

2-Localisation et structure

3-Transduction

4-Voies auditives

5-Troubles auditifs

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1-Les ondes sonores

Une onde sonore est une onde de pression générée par les vibrations des molécules d’air

Le mot « son » est ambigu; il désigne à la fois:

-un phénomène physique: l’onde de pression (onde sonore)

-un phénomène biologique: la perception auditive

1.1-Définition

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1-Les ondes sonores

Ex: le diapason

immobile, les particules d’air sont distribuées de façon

homogène

frappé, sa branche oscille

1.1-Définition

Les ondes liées aux changements de pression des molécules d’air

correspondent aux ondes sonores

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1-Les ondes sonores

Trois caractéristiques:

1.2-Propriétés

-la fréquence

-l’amplitude

-la complexité

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1-Les ondes sonores

1.2.1-La fréquence1.2-Propriétés

nombre de cycles de l’onde par seconde

s’exprime en Hertz

-de basse fréquence est perçue comme un son grave

-de haute fréquence est perçue comme un son aigu

la fréquence correspond à la perception de hauteur tonale, ainsi, une onde sonore:

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1-Les ondes sonores

Les humains perçoivent les sons compris entre 20 Hz et 20 000 Hz

1.2-Propriétés1.2.1-La fréquence

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1-Les ondes sonores1.2-Propriétés1.2.2-L’amplitude

amplitude d’oscillation des particules d’air par rapport à leur position de repos

reflète la quantité d’énergie de l’onde

l’amplitude correspond à la perception de l’intensité sonore, habituellement mesurée en décibels (dB) , ainsi, une onde sonore:

-de faible amplitude est perçue comme un son faible

-de forte amplitude est perçue comme un son fort

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1-Les ondes sonores1.2-Propriétés1.2.2-L’amplitude

Attention, les décibels sont logarithmiques!

nombre dB=20log(Px/Pseuil)→prise en compte de la perception de l'oreille humaine (Pression seuil=0.0002.10-5N/cm²)

Murmure :0.002.10-5N/cm²20dBAvion :200.10-5N/cm²120dBRapport pression:100 000Rapport dB :6

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1-Les ondes sonores1.2-Propriétés1.2.3-La complexité

Un son peut être:

-pur: composé d’une seule fréquence

-complexe: composé de plusieurs fréquences

La complexité correspond à la perception de timbre

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1-Les ondes sonores1.3-La perception du son

La tâche du système auditif consiste à convertir les changements de pression de l’air associés aux ondes sonores en activité nerveuse

Cette activité nerveuse est véhiculée jusqu’au cerveau qui la convertit en sons

Sans cerveau, il n’y a pas de son…

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2-Localisation et structure2.1-L’oreille

L’oreille comprend trois parties:-l’oreille externe:

-pavillon-conduit auditif

-l’oreille moyenne (caisse tympanique): trois osselets:-marteau-enclume-étrier

-l’oreille interne ou labyrinthe:-la cochlée ou limaçon, c’est l’oreille auditive-le système vestibulaire, c’est l’oreille de l’équilibre

séparées par le

tympan

(accroît l’efficacité de certains sons; rôle localisation sonore et thermorégulation)

(25mm de long pour 8mm de diamètre)

(transmettent les vibrations, en les amplifiant)

(des muscles peuvent moduler leur position et diminuer la transmission des vibrations)

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2-Localisation et structure2.1-L’oreille

L’oreille interne est située au sein de l’os

temporal

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2-Localisation et structure2.1-L’oreille

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2-Localisation et structure2.1-L’oreille

L’oreille interne, ou labyrinthe, est constituée:

-d’une coque osseuse: le labyrinthe osseux

-d’une structure creuse membraneuse: le labyrinthe membraneux

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2-Localisation et structure2.2-La cochlée

la cochlée a la taille d’un petit pois

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2-Localisation et structure2.2-La cochléeLa cochlée est une sorte de tube creux enroulé

on comprend mieux sa structure si on l’imagine déroulée

Trois canaux:

-canal vestibulaire

-canal tympanique

-canal cochléaire entre les deux précédents:

-clos-contient l’organe de l’audition, organe de Corti ou spiral

en communication par l’hélicotrème

Deux trous recouverts d’une membrane:

-fenêtre ovale où s’appuie l’étrier

-fenêtre ronde

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2-Localisation et structure2.2-La cochlée

Trois canaux:

-canal vestibulaire

-canal cochléaire

-canal tympanique

membrane vestibulaire

membrane basilaire

-organe de corti ‘sens strict’ avec ses cellules sensorielles ciliées

-membrane tectoriale

-membrane basilaire

Organe de Corti comprenant:

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2-Localisation et structure2.3-Les récepteurs des ondes sonores

cellules ciliées

Deux types de cils:

-un unique kinocil de grande taille

-une multitude de stéréocils rangés par ordre de taille

kinocil

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Fonctionnement des cellules ciliées:

-les cellules ciliées au repos, cils non inclinés, ont une activité spontanée: fréquence de décharge de repos

-lorsque les cils s’inclinent, l’activité se modifie:

une inclinaison à l’opposé du kinocil entraîne une diminution de l’activité: la fréquence de décharge diminue

une inclinaison vers le kinocil entraîne une augmentation de l’activité: la fréquence de décharge augmente

terminaison nerveuse

2-Localisation et structure2.3-Les récepteurs des ondes sonores

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Deux types de cellules ciliées:-3500 cellules ciliées internes

2-Localisation et structure2.3-Les récepteurs des ondes sonores

-12000 cellules ciliées externes

cils libres

cils enchâssés dans la membrane tectoriale

modulent la réception auditive

récepteurs auditifs

une rangée

trois rangées

une fibre sensorielle contacte plusieurs cellules

une fibre sensorielle contacte une celluleet une cellule reçoit plusieurs fibres

Membranetectoriale

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les ondes sonores sont captées par le pavillon et concentrées dans le conduit auditif

3-Transduction

mise en vibration du tympan qui entraîne la mise en mouvement des osselets

les osselets amplifient l’onde et l’étrier frappe la fenêtre ovale

la fenêtre ovale appuie sur le liquide de la cochlée qui est incompressible

le liquide est poussé dans le canal vestibulaire, l’hélicotrème et le canal tympanique

le liquide entraîne des déformations de la membrane basilaire

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3-Transduction

le corps des cellules ciliées situé dans la membrane basilaire bouge tandis que les cils sont enchâssés dans la membrane tectoriale: les cils bougent, un message nerveux se forme

Explication simplifiée :

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3-Transduction

basse fréquence

haute fréquence

Selon la fréquence de l’onde sonore, une partie de la membrane basilaire se déforme davantage

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4-Voies auditives

Noyaux cochléaires

Myélencéphale: olives supérieures médiales: localisation sonore basée sur la différence temporelle

Myélencéphale: olives supérieures latérales et corps trapézoïdes: localisation sonore basée sur la différence d’intensité

Métencéphale: noyau du lemnisque latéral du pont: traitement de l’aspect temporel des sons + réflexe ossiculaire

Mésencéphale: colliculi inférieurs: représentation spatiale de l’espace sonore; coordinations des mouvements des yeux et de la tête; identification des sons impliqués dans la communication intraspécifique

Diencéphale: corps genouillés médiaux: « centre de tri » avant envoi au cortex cérébral auditif

Télencéphale: cortex pariétal postérieur: contrôle et direction du mouvement par les sons

Télencéphale: cortex auditif secondaire (planum temporal/Wernicke à gauche): analyse des sons complexes

Cochlées

Télencéphale: cortex auditif primaire = gyrus de Heschl: identification des stimuli auditifs

nerf VIIIcochléo-vestibulaire

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4-Voies auditivesCortex auditif

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5-Troubles auditifs

Trois types de troubles de l’audition:

-surdité de transmission:

-surdité neuro-sensorielle:

oreille externe

oreille moyenne

cochlée notamment perte de cellules ciliées

nerf auditif

-surdité centrale:

voies et centres auditifs

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5-Troubles auditifs

Implant cochléaire

repère les zones en vibration de la membrane basilaire et stimule directement les fibres nerveuses

Audioprothèses

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5-Troubles auditifs

Détection précoce de la surdité:

recherche des oto-émissions acoustiques spontanées, sons continus de bas niveau à une ou plusieurs fréquences qui témoignent de la bonne sensibilité auditive