Anatomie et physiologie du système auditif Flashcards
Quelle est la dichotomie entre le système visuel et le système auditif?
Vision = spatiale, infos provient de tous les côtés
Auditif = traitement temporel et séquentiel, un son après l’autre
Qu’est-ce que le son?
Force physique qui fait déplacer des molécules dans l’air et selon la fréquence sonore, nous allons avoir une compression +/- grande, directement lié à notre perception.
Quelles sont les fonctions de la perception auditive?
1) orientation dans l’environnement
2) communication
De quoi dépend la perception sonore?
Vibration des objets
Qu’est-ce que le signal acoustique?
Onde mécanique de compression et d’extension de particules, plus lente que l’onde visuelle (lumière).
Lorsqu’on est sourd, est-ce qu’on peut percevoir les sons?
Pas les sons directement mais les vibrations.
Pourquoi le son voyage plus vite dans l’eau que dans l’air?
À cause de la densité des molécules dans l’eau (1500 m/s) VS dans l’air (340 m/s).
Quelles sont les deux outils utilisés pour représenter le signal acoustique?
- spectrogramme
- oscillogramme
Quelles sont les caractéristiques physiques du son?
- amplitude/intensité
- fréquence
- composition harmonique
Quelle est l’expérience perceptive de l’amplitude?
Sonie ou volume sonore
Quelle est l’expérience perceptive de la fréquence?
Tonie, hauteur, tonale, tonalité, pitch
Quelle est la perception de :
- amplitude
- fréquence
- composition harmonique
amplitude : fort ou faible
fréquence : aigu ou grave
composition harmonique : clair, doux, chaud
Qu’est-ce qu’un son complexe?
Synthèses ondes sinusoïdales, i.e. de sons purs
- rare que l’on trouve un son pur dans la vie.
Qu’est-ce que la fréquence fondamentale?
La plus basse fréquence (plus petit multiple commun) d’un son complexe.
Qu’est-ce qu’une harmonique?
C’est un multiple de la fréquence fondamentale.
Plus il y a d’harmonique à un son complexe…
plus on a une couleur et une perception de timbre.
Qu’est-ce que le théorème de Fourier?
Un signal complexe peut être décomposé en composantes spectrales simples d’amplitude différentes.
Cela ressemble aux courbes de sensibilité aux contrastes.
Qu’est-ce qu’un octave?
Intervalle dont la fréquence (aigu-grave) est obtenue en doublant la fréquence fondamentale.
Un octave est divisé comment?
En 12 demi-tons
Quelle est la différence entre l’intervalle harmonique et l’intervalle mélodique?
Intervalle harmonique : distance entre deux sons simultanés
Intervalle mélodique : distance entre deux sons entendus successivement.
Qu’est-ce que le “close harmony”?
Technique de chant dans laquelle toutes les voix, sauf la basse, sont très proches et restent confinées dans un seul octave.
Quels sont les deux facteurs essentiels pour l’oreille absolue?
- prédisposition génétique
- formation musicale très hâtive
La fondamentale est cruciale pour quoi?
Perception de la tonalité (pitch)
Comment appelle-t-on le fait que la fréquence fondamentale soit inférée à partir des harmoniques?
L’effet de la fondamentale manquante.
Est-ce que les premières harmoniques sont importantes pour percevoir la tonalité?
Oui surtout 1-2-3
Pourquoi la perception de la tonalité est possible malgré la transmission limité d’une mauvaise radio ou d’un téléphone?
Le cerveau est un analyseur de fréquence, même si nous enlevons la fondamentale qui est cruciale pour percevoir la tonalité, puisque la 2-3-4e harmonique demeure, le cerveau a assez d’infos pour déduire qu’il y avait par exemple un 440 au début. Constance perceptive.
Que se passe-t-il si la fondamentale est manquante et que j’ajoute une fréquence qui n’est pas une harmonique de la fondamentale?
Le cerveau sera en conflit et il perdra l’effet de la fondamentale manquante.
Penchant auditif de l’escalier impossible, comment est créer l’illusion que le son monte continuellement (Mario Bros qui monte les marches)?
Un son base dont l’octave est doublé à chaque fois.
Si l’intervalle est une octave entre deux notes, nous avons tendance à relier les deux notes car cela nous semble plus similaire que s’il y a plus d’un octave entre deux notes.
Comment sont crées les sons binauraux (son apparent)?
En présentant à l’oreille droite un son de 500 Hz et à l’oreille gauche un son de 510 Hz, donne l’impression que le son est un battement.
Que se passe-t-il lors de la création des sons binauraux?
Le cerveau va produire un phénomène perçu comme des pulsations de basses fréquences
Qu’est-ce qu’un décibel?
L’unité de mesure de l’amplitude
Pourquoi est-ce qu’on utilise un rapport logarithmique pour mesurer l’intensité du son?
Des sons extrêmes vont devenir moins extrêmes sur une échelle de log.
De quelle nature peut être les dommages causés aux oreilles suite au bruit?
- morphologiques (cellules ciliées)
- fonctionnels.
Pour 8h d’écoute, l’intensité ne devrait pas dépasser…
90 dB
Les hautes fréquences sont les premières dont on perd la perception. Pourquoi?
Parce que les cellules ciliées sont les premières à mourir et elles s’occupent des hautes fréquences.
À 100 dB, cela prends combien de temps pour avoir des dommages?
15 minutes
La consommation d’alcool et l’usage de drogues peuvent affecter quoi?
Le réflexe de protection acoustique.
Quel est le réflexe de protection acoustique?
Si un son très fort, soudain arrive à l’oreille, ce réflexe va inhiber la transmission des osselets sur le tympan et cela protège l’oreille.
Qu’est-ce que l’enveloppe ou le spectre?
Attribut du stimulus auditif sur lequel un auditeur peut juger 2 stimuli différentes bien que leur tonalité et leur intensité peut être la même.
Le spectre/enveloppe est déterminé par quoi?
Les composantes spectro-temporelles du signal acoustique
Qu’est-ce que le spectre harmonique?
Ensemble de fréquences autres que la fondamentale (harmoniques et fractions d’harmonique)
Quelles sont les 3 composantes de l’enveloppe temporelle?
- attaque ou montée
- plateau
- chute ou descente
Quel est l’équivalent au sens large, au plan auditif, de la courbe de sensibilité aux contrastes?
Courbe d’audibilité
Quelle est la plage spectrale de sensibilité auditive de l’humain?
20 à 20 000 Hz.
À quoi sert le pavillon de l’oreille?
- Capter les ondes sonores
- Diriger les ondes sonores dans le canal auditif
- Amplifier les sons
- Fonction dans la localisation et la direction des sons
À quoi sert le canal?
- À amplifier les sons par résonnance.
- Acheminer le son vers le tympan
À quoi servent les osselets?
- Fonction précise pour la perception auditive
- Servent à amplifier les vibrations (principe de levier et concentration de la force vers la fenêtre ovale car milieu liquide de la cochlée plus dense que l’air)
Qu’est-ce que la conduction osseuse (ostéophonie)?
Transmission par les os du crâne des basses fréquences
Meilleur que l’air
Quelle est la chaine de transmission du son au cerveau? (7 étapes)
- Transmission du son dans le canal auditif
- Résonnance dans le canal auditif et amplification (1 à 6 kMz)
- Vibration du tympan
- Amplification par la chaine d’osselets (nécessaire car passage du son de l’air à un milieu liquide atténue le signal acoustique)
- Vibration de la fenêtre ovale
- Vibration de la membrane basilaire de la cochlée
- Transduction par les cellules ciliées
Que se passe-t-il lors de la transduction par les cellules ciliées?
Conversion de l’onde mécanique (pression) en influx nerveux donc transduction
Quelles sont les deux types de cellules ciliées?
- Internes
- Externes
À quoi sert l’oreille interne?
Transforme l’énergie physique en influx nerveux (pour ensuite se rendre au cerveau)
À quoi sert la cochlée?
- Remplie de liquide
- Siège de la transduction
- Certaines cellules dans la cochlée vont émettre des potentiels d’action
Quel est l’équivalent de la rétine dans le système auditif?
La cochlée
À quoi servent les cellules ciliées internes?
Reliée principalement à des fibres nerveuses afférentes (vers le cerveau)
Rôle de détection et communication avec le cerveau la présence de vibrations dans l’organe de Corti en réponse à des stimulations sonores.
À quoi servent les cellules ciliées externes?
- 3 fois plus nombreuses que les CCI
- reliées à fibres efférentes (vers les muscles)
- impliquées mécanisme de rétrocontrôle actif ayant pour but d’amplifier les vibrations détectées par les CCI
- influence du TOP Down, contrairement au système visuel.
Est-ce que l’attention a une influence sur la perception auditive?
Oui contrairement au système visuel
Cellules ciliées qui sont dépendantes du niveau d’attention.
Quel est le premier site d’intégration binaurale?
Olive supérieure.
Comment fonctionne l’olive supérieure?
Elle va analyser la différence que ça prends pour que l’influx nerveux gauche vs droit et l’olive supérieure calcule la différence entre les deux oreilles et donne des indices de localisation temporelle.
Quelle est la séquence de transmission dans le système auditif?
Récepteurs auditifs de la cochlée (cellules ciliées)
vers Neurones du tronc cérébral
vers corps genouillé médian
vers cortex auditif
Dans le système auditif, quelles projections sont les plus importantes entre controlatéral et ipsilatérales?
Controlatérales aussi des projections ipsilatérales mais c’est davantage bilatéral.
Quel est l’organisation hiérarchique du système auditif?
- cortex auditif primaire (A1, belt, parabelt) == traitement de son purs
- cortex auditif associatif (belt, parabelt) == traitement de sons complexes
Est-ce vrai d’inférer qu’il y a des endroits différents dans le cerveau qui s’occupe de fonctions différentes?
Oui, pensons aux deux patients avec lésions différentes, l’un était bon pour la reconnaissance sonore et l’autre était bon pour la localisation sonore.
Quelles zones sont impliquées dans les tâches de reconnaissance sonore?
Core
Belt antérieur
Projection frontale
Quelles zones sont impliquées dans les tâches de localisation sonore?
Core
Belt postérieur
Projection pariéto-frontale
Les deux hémisphères travaillent ensemble pour identifier les sons mais chaque hémisphère est spécialisé dans quoi?
Gauche : spécialisés composantes temporelles du stimulus auditif ex. parole
Droite : spécialisés composantes spectrales du stimulus auditif, ex. timbre.
Comment le stimulus auditif est représenté dans le cerveau, par quelles stratégies?
- codage neuronal temporel
- codage neuronal spatial
L’APEX et BASE correspondent à quoi?
APEX = basses fréquences
BASE = hautes fréquences
Il est possible pour les gens atteint de surdité congénitale de mieux entendre grâce à un implant cochléaire. Comment cela fonctionne-t-il?
- Insère réseau électrodes dans la cochlée
- Sons sont captés par microphone du processeur et numérisés par le processeur
- Ces infos codées sont envoyées à l’implant via l’antenne.
- l’implant transforme les infos codées en signaux électrique + les envoie aux électrodes.
- Chaque électrode correspond à une bande de fréquences du signal sonore et va délivrer des impulsions électriques au nerf auditif comme le feraient les cellules ciliées
- Les infos sont transmises au cerveau par le nerf auditif
- Ces infos sont interprétées par le cerveau
Qu’est-ce que la localisation sonore?
Capacité à détecter un son dans l’espace.
Nommez et décrivez les trois champs de localisation sonore.
- azimut : de droite à gauche
- élévation : de haut en bas
- distance : devant par rapport à moi
La localisation horizontale de la source sonore nécessite la disparité binaurale, lesquelles?
- différences intéraurales de temps (delta de temps)
- différences intéraurales d’intensité (delta d’intensité)
Les différences intéraurales de temps sont efficaces pour quels types de fréquences?
Basses fréquences (moins de 1 500 Hz)
Les différences intéraurales d’intensité sont efficaces pour quels types de fréquences?
Hautes fréquences (plus de 1 500 Hz)
Quel est le principe “acoustic shadow”?
Ombre acoustique de la tête : tête qui atténue l’amplitude, qui bloque le son.
Quelle est la grande force du système auditif?
Capable de discriminer des variations temporelles extrêmement fines (micro-secondes)
Dans le plan horizontale, la plus grande différence temporelle intéraurale est causée par quoi?
Des sons générés juste en face de l’une des deux oreilles.
Pour calculer la différence temporelle, il faut considérer deux éléments, lesquels?
- vitesse de propagation du son dans l’air (env. 340 m/s)
- largeur de la tête (distance que le son doit parcourir pour parvenir à l’autre oreille)
Si la largeur moyenne de la tête est de 20 cm, cette différence intéraurale sera égale à quoi?
À la largeur de la tête divisée par la vitesse du son dans l’air.
Des études psychophysiques montrent que l’EH est capable de détecter des différences temporelles intéraurales de quelle amplitude?
Aussi petites que 10 microsecondes.
Si le son provient de la gauche, l’intensité du son sera plus grand ou plus petit à droite?
Un peu plus faible à droite, un peu plus grande à gauche.
Pour savoir si le son vient d’en haut ou d’en bas, ai-je besoin d’un delta?
Non car mes deux oreilles vont l’entendre en même temps.
De quoi la localisation spatiale de la source sonore en élévation relève-t-elle?
Des indices spectraux ( indices monauraux)
En élévation, qu’est-ce qui nous donne des indices de localisation du signal acoustique entendu?
Le pavillon grâce à sa morphologie.
À quoi sert le pavillon?
- transforme les sons complexes grâce à sa morphologie;
- il fait réfléchir certaines parties du spectre, i.e. les hautes fréquences
Est-ce que la morphologie du pavillon est utile les basses fréquences?
Non car il y a peu d’information fréquentielle (harmonique) qui vont être affecté par l’oreille.
Est-il possible de localiser des sons de basses fréquences en élévation?
C’est presqu’impossible puisque la fréquence sera faible et le cycle ne sera pas affecté par l’oreille.
Lorsque le son en élévation est devant moi, pas de différence d’intensité (amplitude) et jamais de…
différence de temps
Qu’est-ce qui est fondamental pour l’orientation des sons?
Le pavillon de l’oreille
La localisation spatiale de la source sonore en distance relève des indices suivants, lesquels?
- atténuation de l’intensité (pression) du son émis par la source
- modulation spectrale du son émis par la source
- réverbération
- effet dopler
Qu’est-ce-que le réverbération?
Source sonore contient à la fois des sons parvenant directement à l’oreille et d’autres parvenant après réverbération sur des obstacles.
La multiplication des échos est proportionnel à la distance de la source.
Qu’est-ce que l’effet doppler?
Compression et décompression de l’onde sonore émise par une source en mouvement, ce qui génère une perception plus aigüe lorsque la source se rapproche et plus grave lorsqu’elle est loin.
Le nombre de Mach est-il un nombre fixe?
Non il dépend des conditions locales
Que se passe-t-il lorsque la vitesse de déplacement de la source sonore dépasse la vitesse du son dans l’air?
L’objet sonique compresse l’air et va plus vite que le son
Lorsqu’on perce le mur du son, c’est là que survient le BOUM supersonique.
visuel - déplacement d’air supersonique
auditif - bruit de tonnerre.
Quelles sont les deux ondes de choc lorsqu’on passe le mur du son?
- principalement au niveau de la queue
- 2e au niveau du cockpit
Quelles sont les deux stratégies de codage neuronal utilisées pour encoder l’information auditive?
- stratégie de codage neuronal TEMPOREL
- stratégie de codage neuronal SPATIAL
Expliquez-moi le fonctionnement de la stratégie de codage neuronal temporel.
Puis que la fréquence maximale d’un neurone est de 500 impulsion par seconde, cela suppose donc une coopération entre les fibres nerveuses= principe de la volée ou de la salve.
Après avoir répondue, un fibre a besoin d’un temps de récupération et c’est une autre fibre qui prends le relais.
C’est donc le regroupement de l’activité sur un ensemble de fibres qui permet de saisir l’ensemble des cycles d’une onde sonore donnée. = action combinée de plus d’une fibre pour chaque cycle de l’onde.
La stratégie de codage neuronal temporel permet la perception de quoi?
De la tonie (fréquence, hauteur ou ton)
De la sonie (volume sonore donc amplitude (intensité) du son
Qu’est-ce que le principe de “phase locking”?
Synchronisation entre le changement de pression occasionné par un stimulus et le moment du déclenchement de l’activité nerveuse.
En résumé un neurone déclenche son activité toujours au même point du cycle mais pas nécessairement à chaque cycle.
Quand le codage temporel est moins efficace?
Il est moins fiable pour les fréquences en haut de 1000 Hz et inutile pour les fréquences au-delà de 5000 Hz.
La stratégie de codage neuronal spatial est basé sur quel principe?
Celui de la tonotopie : certaines fréquences sont traitées à certains endroits sur la membrane basilaire donc il y aurait une organisation tonotopique des cellules ciliées sur l’organe de Corti.
Les ondes de différentes fréquences agiront donc sur différentes parties de la membrane basilaire et les fibres du nerf auditif spécifiquement stimulées achemineront l’info au cortex auditif.
Quelle stratégie est utilisée pour les basses fréquences?
Codage temporel
Quelle stratégie est utilisée pour les hautes fréquences?
Codage spatial
Qu’est-ce que la stratégie de codage neuronal temporelle?
Stratégie temporelle: Jusqu’à 500 Hz, les cellules ciliées déchargent (envoient des potentiels d’action) en même temps que les ondes du son (à la même fréquence et à la même amplitude (donc une réponse de plus grande amplitude quand le son a une amplitude plus grande). Entre 500 Hz et 5kHz, étant donné qu’une seule cellule ne peut pas décharger à plus que 500Hz, c’est un principe de salve (successions de décharges de neurones différents) qui permet d’atteindre la même fréquence que l’onde sonore.Passé 5kHz, la stratégie temporelle ne permet plus d’encoder les sons, seule la stratégie spatiale prend le relais.
Qu’est-ce que la stratégie de codage neuronal spatiale?
Stratégie spatiale:Les cellules ciliées de la base de la cochlée déchargent aux fréquences les plus élevées, tandis que celles de l’apex de la cochlée déchargent aux fréquences les plus basses. Les sons sont donc répartis géographiquement sur la cochlée selon leur fréquence (tonotopie). Cette tonotopie est la même dans le noyau cochléaire et dans le cortex auditif primaire (les régions antérieures des deux structures reçoivent les signaux de basse fréquence (envoyés par les cellules de l’apex) et les régions postérieures reçoivent ceux de haute fréquence (envoyés par les cellules de la base de la cochlée)).
