Audition
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Introduction

L'audition est le fruit d'un mécanisme complexe assuré principalement par les deux oreilles (pour permettre la perception binaurale stéréophonie)et les voies centrales avec notamment un rétro-contrôle permanent du cerveau.

Pour qu’on puisse entendre, plusieurs transformations se produisent dans l'oreille (L'oreille est l'organe qui sert à capter le son et est donc le siège du sens de l'ouïe, mais elle joue également un rôle...).

Galerie anatomie

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Organes de l'audition

L'oreille externe (OE)

L'oreille externe est constituée du pavillon et du conduit auditif externe. Le pavillon, capte les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) acoustiques, il les transmet vers le conduit auditif externe. Le pavillon, par sa géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace de dimension 3 (géométrie euclidienne) et, depuis le XVIIIe siècle, les figures d'autres types d'espaces...), permet d'avoir une audition pourvue de directivité. C'est une sorte d'antenne acoustique (L’acoustique est une branche de la physique dont l’objet est l’étude des sons et des ondes mécaniques. Elle fait appel aux...), qui nous permet de localiser un évènement sonore, un bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.). Le pavillon amplifie de quelques décibels les fréquences voisines de 5 kHz, le conduit auditif externe amplifie d'une dizaine de décibels celles autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) de 2,5 KHz et 4 KHz. L'effet total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le total des dettes". En physique le total n'est pas...) du corps (épaules, tête) et de l'oreille externe engendre globalement une amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) qui va de 5 à 20 décibels entre 2000 et 7000 Hz.

En avançant en âge, deux paramètres vont se modifier. Le premier est le seuil d'audition qui passe d'environ 15 dBA (bruit "brun" - globalement un bruit extérieur perçu dans un local calme) à 35 dBA. Le deuxième est la qualité du filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) qui passe de 20000 Hz (env) à 12000 Hz (vers 60 ans).

L'oreille moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...)

Elle est située dans une cavité osseuse du crâne (Le crâne est une structure osseuse ou cartilagineuse de la tête, caractéristique des crâniates (dont font partie les vertébrés). Le rôle principal du crâne est de protéger le système...) (toujours en milieu aérien) côtoyant l'oreille interne (L'oreille interne est une des parties de l'oreille, qui contient non seulement l'organe de l'ouïe, la cochlée ou limaçon, mais aussi le Système vestibulaire, organe de...), et sa pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) relative est équilibrée par rapport à la face externe du tympan grâce à la trompe d'Eustache communicant avec le nasopharynx.

Composée du tympan, de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) d'osselets, son rôle est de transmettre l'information sonore en provenance de l'oreille externe pour l'acheminer vers l'oreille interne, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en accomplissant l'adaptation d'impédance (Le terme Impédance est utilisé dans plusieurs domaines:) nécessitée par le milieu liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) de cette dernière ; l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) des mouvements est diminuée, leur force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) amplifiée. En premier lieu, saisissant les déplacements du tympan, le marteau (marteau peut faire référence à :) transmet son énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) à l'enclume qui, en second lieu réalise une démultiplication des mouvements qui seront appliqués à l'étrier.

L'oreille moyenne a la capacité de modifier l'amplitude d'entrée des sons par deux muscles antagonistes

  • Le muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types majeurs de tissus, les autres étant le tissu épithélial, le tissu conjonctif, le tissu nerveux. Ce tissu forme, avec le tissu...) du marteau a un rôle d'amplification, en impactant la chaine des osselet dans l'oreille interne.
  • Le muscle de l'étrier va au contraire désengager la chaîne des osselets. Il est le vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication...) d'un réflexe (Le réflexe d'une façon générale fait intervenir des propriétés intégratrices d'un centre nerveux. Il résulte d'un réflexe des activités musculaires en réponse à un stimulus. Ces...) précieux, le réflexe stapédien qui a une fonction de protection très importante. L'atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...) reste relativement faible (environ 10 à 15dB, variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...) selon les fréquences).

L'oreille interne (OI)

Logée dans le labyrinthe osseux, elle renferme deux organes indissociables : L'organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est généralement...) vestibulaire et la cochlée

L'organe vestibulaire

Cet organe est apparu avant la cochlée au cours de l'évolution, et lui est resté intimement associé, bien qu'il n'ait a priori aucun rôle dans l'audition. Le vestibule est l'organe responsable de notre perception de l'équilibre. Il est composé de l'utricule, qui permet la détection des mouvements (accélérations) linéaires horizontale ; le saccule qui nous assure la perception mouvements (accélérations) linéaires verticaux (la pesanteur)(en position de référence) et des canaux semi-circulaires, qui assurent la perception des mouvements de rotation (accélérations angulaires).

la cochlée

C'est l'organe de l'audition. Le limaçon (Initialement, « limaçon » est un diminutif de « limace ». Tout d'abord, de manière naturelle, ce mot est parfois utilisé pour désigner de petites limaces. Il serait imprudent de dire...) est un long cône enroulé en spirale (En mathématiques, une spirale est une courbe qui commence en un point central puis s'en éloigne de plus en plus, en même temps qu'elle tourne autour.) et divisé en trois parties dans l'axe de sa longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est...): la rampe vestibulaire, la rampe tympanique, et le canal cochléaire.

La rampe vestibulaire (scala vestibuli)

Remplie de périlymphe, cette rampe est séparée du canal cochléaire par la membrane de Reissner. On trouve à sa base la fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) ovale (Dans le sens étymologique, un ovale est une forme d'œuf. En mathématiques, et plus particulièrement en géométrie, le terme « ovale » désigne une courbe plane fermée qui a deux axes de...) sur laquelle est appliquée la platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) de l'étrier. C'est par cette mince paroi souple qu'entrent les vibrations dans le périlymphe, se propageant de la base (le vestibule) vers le sommet (apex).

La rampe tympanique (scala tympani)

Séparée du canal cochléaire par la membrane basilaire, la rampe tympanique contient également de la périlymphe, et se trouve reliée à la rampe vestibulaire par l'helicotréma à l'apex de la cochlée. Les vibrations provenant de la rampe vestibulaire passent dans la rampe tympanique par l'hélicotréma puis se propagent jusqu'à la base de la cochlée, où elles stimulent la fenêtre ronde, qui subit des déformations opposées à celles imposées par l'étrier à la fenêtre ovale.

Le canal cochléaire (scala media)

C'est la rampe centrale de la cochlée, comprise entre les rampes tympanique et vestibulaire. Le canal cochléaire est rempli d'endolymphe, et séparé des rampes vestibulaire et tympanique respectivement par la membrane de Reissner et la membrane basilaire. Le canal cochléaire contient l'organe de Corti, l'élément sensoriel de l'audition, qui est stimulé mécaniquement par les vibrations se propageant à l'intérieur des rampes cochléaires. (Plus précisément ce sont les différences de pression entre les rampes vestibulaire et tympanique qui agissent sur l'organe de Corti.)

L'organe de Corti

L'élément sensoriel de l'audition est l'organe de Corti. Cet organe est enfermé dans le canal cochléaire, et baigne dans l'endolymphe. Supporté par la membrane basiliaire, l'organe de Corti s'étend tout le long de la cochlée et contient des milliers de cellules sensorielles ciliées (24000 par oreille) reliées à des fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) nerveuses provenant du nerf (En neuroanatomie, au sein du système nerveux , périphérique et central, un nerf désigne un regroupement d'axones, myélinisés ou non, issus de cellules nerveuses...) auditif. Les cellules ciliées possèdent une organisation (Une organisation est) spatiale remarquablement élaborée en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.), rendue possible par un arrangement (La notion d'arrangement est utilisée en probabilités, et notamment pour les dénombrements en analyse combinatoire.) spécialisé de cellules de soutiens et de membranes.

On distingue deux types de cellules sensorielles ciliées :

  • Les cellules ciliées internes (CCI), reliées principalement à des fibres nerveuses afférentes, ont un rôle de détection et communiquent au cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle...) la présence de vibrations dans l'organe de Corti en réponse à des stimulations sonores.
  • Les cellules ciliées externes (CCE, environ trois fois plus nombreuses que les cellules internes), reliées à des fibres efférentes, sont impliquées dans un mécanisme de rétrocontrôle actif ayant pour fonction d'amplifier les vibrations détectées par les cellules ciliées internes. Les CCEs sont essentielles pour la sensibilité de l'oreille et son pouvoir de discrimination en fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de...).

On compte le long de la cochlée humaine environ 3500 cellules ciliées internes et 12500 cellules ciliées externes, qui sont reliées à environ 35000 fibres nerveuses.

Une propriété de base de l'organe de Corti est qu'il effectue une analyse en fréquence des stimulations sonores. En réponse à une fréquence donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement, etc.), les différentes portions de l'organe le long de la cochlée vibrent avec des amplitudes différentes. Les régions basales répondent aux fréquences élevées (dans les aigus), tandis que les régions proches de l'apex répondent aux basses fréquences (dans les graves). Il y a une gradation continue de la fréquence de réponse de la base vers l'apex; c'est ainsi la position d'une cellule ciliée le long de la cochlée qui détermine la fréquence à laquelle cette cellule montre une sensibilité maximale. On parle de l'« organisation tonotopique » de la cochlée.

Le principal mode de stimulation (Une stimulation est un événement physique ou chimique qui active une ou plusieurs cellules réceptrices de l'organisme. La cellule traduit la stimulation par un potentiel d'action, qui est transmis par les nerfs vers les...) de l'organe de Corti en réponse au son met en jeu les vibrations de la membrane tympanique qui sont transmises à l'endolymphe du canal cochléaire par la chaîne des ossicules de l'oreille moyenne. Ces vibrations mettent en mouvement la membrane basiliaire, puis les cellules ciliées par l'intermédiaire des cellules de soutien. D'autres modes de stimulation sont cependant possibles, le plus notable étant la perception auditive par conduction osseuse, où les cellules ciliées sont stimulées directement par les vibrations de l'os crânien.

Les sons détectés par l'oreille interne sont transmis au cerveau sous la forme d'impulsions nerveuses. L'intensité du son perçu est fonction de la vitesse (On distingue :) de répétitions des impulsions, tandis que sa fréquence implique l'identification des fibres nerveuses qui transmettent les impulsions.

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