Audition Flashcards
1
Q
Donnez une définition d’un son
A
Vibration physique d’un objet matériel.
Partie audible du spectre des vibrations acoustiques.
2
Q
De quoi dépend la transmission d’un son? Expliquez
A
- Besoin d’un milieu: il faut de l’air pour les molécules puissent se déplacer et créer un son.
La densité du milieu fait varier la vitesse de transmission du son, sa célérité: + c’est dense, + c’est rapide. - Dépend de la température :+c’est chaud , + plus se propage rapidement.
3
Q
Comment se fait la transmission d’un son ?
A
La transmission d’un son se fait grâce au déplacement des molécules. Sa propagation correspond à l’alternance de phases de compression et de phases de raréfaction des molécules d’air en un point donné de l’espace observé pendant un temps donné.
4
Q
Comment expliquez vous que pendant l’orage , on voit d’abord l’éclair puis on entend le tonnerre ?
A
La vitesse de la lumière est plus rapide que la vitesse du son dans l’air : 300 000 km/s contre 332m/s dans l’air à 0 degré C.
5
Q
A quoi font référence les phases de compression et de raréfaction des molécules d’air?
A
- phase de Compression : densité des molécules d’air augmente=> Pression augmente
- phase de Raréfaction (de détente) : densité des molécules d’air diminue => Pression diminue
La différence entre ces 2 phases correspond à l’AMPLITUDE des variations de pression= la «pression sonore»
6
Q
Combien de paramètres caractérisent un son ? Quels sont ils?
A
3 : la fréquence, l’amplitude et la phase de départ caractérisent une sinusoïde d’un son
7
Q
Donnez la définition de la fréquence d’un son. Quelle est l’unité employée pour la fréquence (nom
complet et nom abrégé) ? Quel est le corrélat perceptif de la fréquence d’un son ? Quelles sont les limites inférieures et supérieures des fréquences audibles chez l’humain ? Comment s’appellent les sons situés en dessous de cette limite ? Comment s’appellent les sons situés au-dessus de cette limite ?
A
- Définition : nombre de cycle sinusoïdal par seconde.
- Unité : Hertz (Hz)
- Corrélat perceptif de la fréquence d’un son: hauteur du son. Fréquence élevée = son aigüe
- limites perceptives humaines : 20hz - 20 000 hz
- sons < 20hz : infrason
- sons > 20 000hz : ultrason
8
Q
Pour repérer leurs proies, les chauves-souris émettent des ultra-sons.
Qu’est-ce que cela signifie ?
A
Cela signifie que les sons que les chauves-souris émettent ne sont pas perceptibles par l’homme car ils ont une fréquence supérieure à 20 000hz
9
Q
Donnez la définition de l’amplitude d’un son. Quel est le corrélat perceptif de l’amplitude d’un son ? Quelle est son unité (nom complet et nom abrégé) ? Dans quelle gamme d’intensité un humain
peut-il entendre ?
A
- Définition : différence entre le maximum de compression et le maximum de raréfaction des molécules d’air. Exprime l’ Intensité du son, c’est le volume sonore = pression ou force sonore
- corrélat perceptif de l’amplitude : volume :+ intensité est élevée ,+ son fort
- Unité: Décibel (dB)
- limites de perception humaine : 0 dB ( 20Micron PA)= seuil absolu d’audition/ 120 dB ( 20x10 puissance 6 micron PA) = seuil de douleur
10
Q
Qui était Heinrich Hertz ?
A
Heinrich Hertz ( 1857-1894) est un physicien allemand qui a été le premier à décrire la fréquence d’un son
11
Q
Qui était Alexander Graham Bell ?
A
Alexander Graham Bell (1847-1932) : invente le téléphone en 1876, l’oreille artificielle z’en1974 . Premier à décrire la relation entre amplitude et pression sonore
12
Q
Donnez la définition de la phase de départ d’un son.
A
correspond à la position de l’objet au moment où il commence à vibrer. Elle s’exprime en
degrés d’angle (de 0° à 360°)
13
Q
Qu’est-ce qu’un son pur ?
Sont-ils fréquents dans la nature ?
Quels exemples de sons purs naturels pouvez-vous donner ?
A
Les sons purs ne comportent qu’une seule fréquence (i.e. un nombre de cycle par seconde).
Ils sont généralement artificiels car ils n’existent pas (ou peu) dans la nature.
Parmi les rares sons purs naturels, on peut citer le son du diapason (le fameux « la » – 440 Hz).
14
Q
Qu’est-ce qu’un son complexe ?
Sont-ils fréquents dans la nature ?
Quels exemples de sons complexes pouvez-vous donner ?
A
Les sons naturels sont donc des sons complexes formés par plusieurs sinusoïdes. Pour pouvoir décrire un son complexe, il faut alors le décomposer en plusieurs sinosoïdes.
L’environnement naturel de l’humain est essentiellement constitué de sons complexes tels que la
parole, la musique et toutes les stimulations produites par la nature et les machines.
15
Q
Qu’est-ce qui caractérise un son complexe ?
Qu’est-ce que permet une telle caractéristique ?
A
la vibration complexe peut être décomposée en plusieurs vibrations sinusoïdales.
Quand on décompose un son complexe en ses composantes sinusoïdales, on obtient trois sortes de renseignements :
1) la fréquence des ondes sinusoïdales composantes ;
2) l’amplitude de chacune des fréquences ;
3) la phase de départ de chacune des fréquences.
16
Q
Que permet le théorème de Fourier ? Expliquez.
A
Le théorème de Fourier spécifie que n’importe quelle vibration est la somme de n vibrations particulières dites vibrations sinusoïdales
Aussi, lorsque nous sommes en présence d’un son complexe, nous cherchons à identifier les différentes vibrations sinusoïdales qui composent ce son.
Dans ce cas, nous faisons une « analyse de Fourier » (= dérivation des sinusoïdes composant le son complexe).
Dans la suite logique de ce théorème, en faisant la somme des vibrations sinusoïdales, c’est-à-dire en faisant une « série de Fourier », nous retrouvons la vibration complexe de départ .
17
Q
Que signifie « modulation de fréquence et d’amplitude » ?
Expliquez.
A
Les sons naturels (tels que ceux présents dans la parole ou dans la musique) ne sont jamais constants.
Ils changent continuellement de fréquence et d’amplitude au cours du temps.
C’est pour cela que l’on parle de modulation de fréquence et d’amplitude.
Aussi, l’expression « modulation de fréquence et d’amplitude » permet-elle de rendre compte du fait que l’amplitude et la fréquence d’un son donné peuvent varier au cours du temps et ne restent pas forcément constantes
18
Q
Après avoir rappelé la définition de la période, calculez celle d’un son dont la fréquence est de 1 500 Hz.
A
La periode représente la durée d’un cycle sonore.
La fréquence est l’inverse de la période.
On exprime cette relation par la formule : F = 1/N.
Donc pour fréquence de 1500 hz, la période est 1500 = 1/N donc 1500xN =1 donc N= 1/1500
= 0,00066
19
Q
Soit une vibration sinusoïdale, dont la période est de 0,4 ms. Calculez la fréquence de cette vibration.
A
La fréquence est calculée en par unité de temps de secondes.
0,4 ms = 0,0004seconde
F= 1/0,0004= 2500 hz
20
Q
En combien de parties décomposez-vous le système auditif humain ? Citez-les.
A
6:
4 pour le système auditif périphérique :
- l’oreiller externe
- l’oreille moyenne
- l’oreille interne
- le nerf auditif
2 pour le système auditif central
- les voies auditives situées dans le tronc cérébral
- le cortex auditif situé dans le cortex temporal
21
Q
On a pour habitude de décomposer le système auditif en un système périphérique et un système central.
Quelles sont les différentes parties appartenant au système périphérique et celles appartenant au système central ?
A
le système auditif périphérique : - l’oreiller externe - l’oreille moyenne - l’oreille interne - le nerf auditif le système auditif central : - les voies auditives situées dans le tronc cérébral - le cortex auditif situé dans le cortex temporal
22
Q
De quoi se compose l’oreille externe ?
Pourquoi et en quoi la conformation de l’oreille externe est- elle importante ?
A
L’oreille externe se compose de :
- du pavillon
- du conduit auditif externe
La configuration de ces éléments a pour conséquence une AMPLIFICATION SÉLECTIVE des pressions sonores de 30 à 100 fois, pour les fréquences comprises entre 1 000 Hz et 4 000 Hz (fréquences les plus utilisées dans la parole et dans la musique.)
Cette amplification rend l’humain plus sensible à ces fréquences et explique aussi pourquoi il est particulièrement sujet à des lésions acoustiques et à des pertes d’audition aux alentours de ces fréquences.
23
Q
Quelles sont les structures principales qui composent l’oreille moyenne ?
A
L’oreille moyenne est composée de :
- la membrane interne de tympan
- les 3 osselets ( marteau, enclume, étrier)
- la trompe d’eustache
24
Q
Quels sont les deux principaux muscles de l’oreille moyenne ?
Lequel des deux est le plus important chez l’humain ? Expliquez pourquoi.
A
- muscle du marteau,
- muscle de l’étrier= muscle stapédien
Le muscle du marteau (=tenseur du tympan) joue un rôle faible chez l’humain.
Le muscle stapédien joue un rôle important: sous l’effet de l’audition de sons intenses, il effectue une contraction réflexe= RÉFLEXE STAPEDIEN = réflexe d’atténuation = réflexe ossiculaire : quand le muscle stapédien se contracte, => rigidifie la chaîne des trois osselets => atténue l’amplitude des vibrations de l’étrier.
25
Comment s’appelle la contraction réflexe que présente le muscle de l’étrier ? Donnez les trois noms
que peut prendre cette contraction réflexe.
RÉFLEXE STAPEDIEN = réflexe d’atténuation = réflexe ossiculaire
26
La contraction réflexe du muscle de l’étrier est-elle une protection à toute épreuve chez l’humain ?
Expliquez.
ce réflexe
- 1) ne se déclenche que si le son atteint une certaine intensité (+ 80 dB SL, i.e. 80 dB au-dessus du seuil de l’individu) ;
- 2) n’est efficace que pour les basses fréquences, i.e. inférieures à 1 000 Hz =>bonne atténuation des sons de 10 à 15 dB .
Si les sons sont supérieurs à 1 000 Hz, il n’y a pas d’atténuation.
- 3) ce réflexe n’est pas efficace pour les sons à caractère IMPULSIONNEL (son qui ont un temps d’établissement très court < 150ms parfois moins de 35 ms : explosions, armes à feu). Car il existe un temps d’établissement du réflexe pour le muscle stapédien.
= un temps de LATENCE minimum est nécessaire avant que le réflexe se déclenche. Environ 150 ms.= pas de protection contre les sons violents intempestifs ;
une lésion peut alors survenir avant que les muscles stapédiens se contractent. C’est pourquoi, malgré la protection du réflexe stapédien, une explosion violente (ou la musique d’un baladeur écoutée à fort volume) peut entraîner des lésions irréversibles de l’oreille interne, au niveau de la cochlée.
27
Expliquez comment il est possible de montrer que le muscle de l’étrier modifie la force d’un son.
les vibrations de l’air sont transformées par l’étrier , qui vient alors se coller à la membrane de la fenêtre ovale , en vibrations mécaniques et sont amplifiées.
Il est possible de le montrer en mesurant l’intensité du son au niveau de l’oreille externe puis au niveau de l’oreille interne . On constatera que la force du son a été modifiée entre temps . On peut expliquer ce phénomène par le fait que la surface de la platine de l’étrier est beaucoup plus petite que celle de la membrane du tympan. Ceci a pour conséquences que la pression sonore exercée au niveau de la membrane de la fenêtre ovale (derrière l’étrier) est alors considérablement plus grande que celle exercée au niveau de la membrane tympanique (15 à 20 fois plus).
28
Pourquoi le muscle de l’étrier est-il important chez l’humain ? Expliquez.
Le muscle de l’étrier ou muscle stapédien est important
- du fait de son rôle joué dans la transmission du son: cette transmission se fait grâce aux pressions réalisées par le plat de l’étrier sur la fenêtre ovale.
- du fait de l’existence du réflexe stapedien qui permet de protéger l’oreille interne des sons trop fort ( surtout graves , inférieures à 1 000 Hz ) : d’une part , le muscle se contracte pour réduire la transmission de la pression d’un son externe , d’autre part, le réflexe stapédien est déclenché par anticipation, quand une personne va parler, afin que sa parole ne submerge pas le système auditif.
29
Expliquez les limites de fonctionnement du muscle de l’étrier.
1. Le réflexe stapédien n’apporte une protection que pour les sons graves inférieurs à 1000hz.
2. Par ailleurs , en présence d’un son , le muscle de l’étrier ne va se déclencher qu’avec un temps de latence de 150 ms.
3. Enfin, il ne se déclenche que si le son atteint une certaine intensité (+ 80 dB SL, i.e. 80 dB au-dessus du seuil de l’individu)
Ainsi, le réflexe stapédien ne protége pas
- des sons aigus
- des sons impulsionnels dont la caractéristique est d’avoir un temps d’émission de moins de 150ms. 35ms pour certains sons;
- des sons inférieurs à 80 dB
30
Pourquoi dit-on que le réflexe stapédien est bilatéral ?
Ce réflexe fonctionne toujours dans les deux oreilles en même temps :
quand on envoie un son sur une seule oreille, le réflexe a lieu sur les deux oreilles.
31
Quelle transformation subissent les vibrations arrivant dans l’oreille moyenne ?
1. Les vibrations de l’air sont transformées en vibrations mécaniques ;
2. pour les fréquences supérieures à 1 000 Hz , l’intensité des vibrations est amplifiée.
32
Quelles sont les deux principales structures anatomiques de l’oreille interne ?
Quelles sont les fonctions de ces deux structures ?
- la colchée . Fonction : audition
| - le vestibule . Fonction : équilibration
33
Quels sont les deux labyrinthes de l’oreille interne ?
- le labyrinthe osseux
| - le labyrinthe membraneux
34
De quoi se compose le labyrinthe membraneux contenu dans l’oreille interne ?
3 canaux semi-circulaires :
- le canal antérieur
- le canal postérieur
- et le canal latéral
L’utricule et le saccule du labyrinthe membraneux sont tous les deux contenus dans le vestibule du labyrinthe osseux.
35
De quoi se compose le labyrinthe osseux contenu dans l’oreille interne ?
3 canaux semi-circulaires :
- le canal antérieur
- le canal postérieur
- et le canal latéral
L’utricule et le saccule du labyrinthe membraneux sont tous les deux contenus dans le vestibule du labyrinthe osseux.
36
D’où vient le nom de cochlée ?
vient du grec « kochlos » qui signifie escargot.
37
Citez les trois rampes (canaux) de la cochlée.
Présentez-les.
- le canal cochléaire
- la rampe (ou canal) vestibulaire
- et la rampe (ou canal) tympanique
1) La rampe vestibulaire aboutit au vestibule et à la fenêtre ovale. Elle est remplie d’un liquide, la périlymphe.
2) La rampe tympanique se termine à la fenêtre ronde et est également remplie du même liquide que la rampe vestibulaire : la périlymphe.
3) le canal cochléaire (ou rampe cochléaire) sépare la rampe vestibulaire de la rampe tympanique.
Mais cette séparation est incomplète puisque ces deux rampes communiquent à l’apex de la cochlée par un orifice appelé hélicotréma . Le canal cochléaire est lui aussi rempli d’un liquide, mais différent de celui de la rampe vestibulaire et de la rampe tympanique. Ce liquide est appelé endolymphe.
38
Quelles sont les structures essentielles du canal cochléaire ?
a) la membrane de Reissner isole le canal cochléaire de la rampe vestibulaire ;
b) la membrane basilaire :isole le canal cochléaire de la rampe tympanique ; elle est supportée sur les côtés par le ligament spiral d’une part et la strie vasculaire d’autre part ;
c) l’organe de Corti repose sur la membrane basilaire et contient les récepteurs auditifs proprement dits ;
d) la membrane tectoriale repose sur l’organe de Corti. Toutes ces membranes sont importantes car elles servent à maintenir intact le contenu du canal cochléaire.
39
Quel liquide est contenu dans la rampe vestibulaire ?
Quel liquide est contenu dans la rampe tympanique ?
Quel liquide est contenu dans le canal cochléaire ?
En quoi ces différents liquides diffèrent-ils ?
Expliquez.
Rampe vestibulaire et rampe tympanique : liquide : périlymphe
Rampe cochléaire : liquide : endolymphe
La concentration ionique en potassium (K+) et en sodium (Na2+) dans les différentes rampes est très particulière. Ce n’est pas la même pour la périlymphe et l’endolymphe. Il y a un maintien de cette différence de concentration ionique entre les différents compartiments. Cette différence ionique a une importance pour la transduction électrique au niveau de la cochlée
40
Donnez la composition ionique du compartiment endolymphatique d’une part et celle du
compartiment périlymphatique d’autre part. En quoi et pourquoi cette répartition est-elle
importante ?
Composition de la périlymphe et de l’endolymphe:
Périlymphe Endolymphe
Na = 150nM/l Na = 1nM/l
K = 7nM/l K = 150nM/l
Cl = 110 nM/l Cl = 130 nM/l
Protéines = 1 g/l Protéines = 0,3 g/l
Les mouvements relatifs entre la membrane tectoriale et la membrane basilaire, qui vibrent autour de deux axes décalés, soumettent les cils des cellules externes à des contraintes qui tirent les kinociliums vers l’extérieur , ce qui ouvre les canaux potassiques et permet l’entrée de K+ du fait de la forte concentration de K+ dans le canal cochléaire. Ceci dépolarise la cellule et entraîne une entrée de Ca++ qui active les filaments d’actine des cils. Ces contractions font entrer la membrane tectoriale en résonance, accentuent la vibration de cette portion de la membrane basilaire, et excitent enfin les cellules ciliées internes qui envoient alors des potentiels d’action sur le nerf auditif . Le K+ sort, suivi par le Ca++ et le processus s’arrête.
41
Où se trouve l’organe de Corti ?
l’organe de Corti est situé dans le canal cochléaire.
Il repose sur la membrane basilaire et est soutenu par deux grandes cellules en forme de bâtonnets, les piliers de Corti appuyés sur la membrane basilaire.
De part et d’autre de l’arcade formée par les piliers de Corti se situent les cellules ciliées auditives qui sont les récepteurs auditifs.
42
Combien de structures dénombrez-vous dans l’organe de Corti ?
Citez-les.
Les piliers de Corti
Le tunnel de Corti
L’organe de Corti est constitué
- de cellules sensorielles :
cellules ciliées internes ou CCI
cellules ciliées externes CCE
-et de cellules de soutien :cellule de Deiters
1. Cellule ciliée interne (CCI)
2. Cellules ciliées externes
(CCEs)
3. Tunnel de Corti
4. Membrane basilaire
5. Habenula perforata
6. Membrane tectoriale
7. Cellules de Deiters
8. Espaces de Nuel
9. Cellules de Hensen
10. Sillon spiral interne
43
Quelles sont les structures principales de l’organe de Corti ?
Pourquoi sont-elles principales ?
Les cellules ciliées internes et externes sont les structures principales : ce sont des mécanorécepteurs :
Elles captent les vibrations sonores et les transforment en signal électrique transmis au cerveau par le nerf auditif.
Elles permettent la transduction des vibrations en signal électrique (processus par lequel une cellule convertit un type de signal ou de stimuli en un autre.)
Les cellules ciliées convertissent l’énergie mécanique en énergie électrique en modifiant la polarisation de la membrane. Au-dessus des cils des cellules ciliées, on localise la membrane tectoriale
44
Qui est Alfonso Corti ?
l’anatomiste italien qui identifia le premier l’organe de Corti (1822-1876)
45
À qui doit-on le modèle de la cochlée déroulée ?
modèle imaginé dans les années 1950 par Georg von Békésy (biophysicien américano-hongrois, 1899-1972), pour lequel il a obtenu le Prix Nobel de physiologie en 1961
46
Pourquoi appelle-t-on les cellules de l’oreille interne, cellules ciliées ?
Ces cellules sont dites ciliées parce qu’elles portent, dans leur partie supérieure, des stéréocils (stéréocils vient du grec « stereos » qui signifie solide et du latin « cilium » qui signifie cils).
47
À quoi sont reliées, dans leur partie basale, les cellules ciliées ?
Les cellules ciliales sont reliées aux fibres nerveuses du nerf auditif:
- aux cellules sensorielles secondaires, centripètes, dont les corps cellulaires constituent le ganglion spiral (ou ganglion de corti) (synapses glutamatergiques)
- aux cellules externes via des fibres centrifuges qui traversent le tunnel de Corti (synapses cholinergiques)
48
À quoi sont reliées, dans leur partie apicale, les cellules ciliées ?
Les cellules ciliées externes sont rattachées, par le biais des cils externes les plus long, à la membrane tectoriale.
Par ailleurs, l'extrémité de chaque cil est rattaché par un filament au cil qui lui est externe.
49
Quelles sont les principales différences entre les cellules ciliées externes et les cellules ciliées internes
1. les cellules internes (3500) sont moins nombreuses que les cellules externes (15000 - 25000)
2. les cellules ciliées internes sont disposées sur une seule rangée alors que les cellules ciliées externes sont disposées sur 3 rangées.
3. les cellules ciliées internes sont plus grandes que les cellules ciliées externes, avec une forme plus arrondie et un noyau central.
4. les cellules ciliées internes portent moins de cils à leur extrémité que les cellules ciliées externes : il y a 40 à 60 cils par cellule ciliée interne et environ une centaine par cellule ciliée externe.
50
Où sont situés les corps cellulaires des fibres nerveuses afférentes des cellules ciliées
dans le ganglion de Corti (ganglion spiral)
51
À quelle paire de nerfs crâniens appartient le nerf auditif ?
Donnez son nom.
Expliquez sa double dénomination
Le nerf auditif appartient à la 8eme paire de nerfs crâniens.
Elle est appelée nerf stato-acoustique ou nerf cochléo-vestibulaire.
Car le nerf auditif est accolé au nerf vestibulaire
52
Quelle transformation subissent les vibrations provenant de l’oreille moyenne dans l’oreille interne.
Pourquoi ?
Les vibrations mécaniques créées par l’oreille moyenne à partir des vibrations de l’air sont ensuite transmises par le fluide de la cochlée.
L’oreille interne transforme ces vibrations en réponses électriques
Cette transformation va permettre la stimulation du nerf auditif qui transporte le message nerveux jusqu’au SNC
53
Decrivez avec précision la propagation d’un son depuis la source jusqu’à l’oreille interne
les vibrations sonores sont capturées par le pavillon de l’oreille externe et sont acheminées par le conduit auditif externe jusqu’à la membrane du tympan qui se met à vibrer. La vibration de la membrane du tympan fait à son tour vibrer la chaîne des trois osselets, d’abord le marteau, puis l’enclume et enfin l’étrier qui transforme les vibrations de l’air en vibrations mécaniques. L’étrier vient alors se coller sur la membrane de la fenêtre ovale, qui se met à son tour à vibrer. Cette vibration est transmise par la suite au fluide contenu dans la cochlée.
54
Pourquoi la pression sonore exercée au niveau de la fenêtre ovale est-elle plus grande que celle qui est exercée au niveau tympanique ?
Quelle en est la conséquence ?
Parce la surface de la platine de l’étrier est beaucoup plus petite que celle de la membrane du tympan. Or la pression est une force par unité de surface.
Ainsi La pression sonore exercée au niveau de la membrane de la fenêtre ovale (derrière l’étrier) est considérablement plus grande que celle exercée au niveau de la membrane tympanique (de 15 à 20 fois plus).
Ainsi, la chaîne des 3 osselets se comporte-t-elle comme un véritable amplificateur des pressions sonores.
Si ce mécanisme n’existait pas, très peu de puissance acoustique serait recueillie par l’oreille interne.
Cependant, ce gain n’est efficace que pour les fréquences supérieures à 1 000 Hz. C’est pourquoi l’oreille est moins sensible aux basses fréquences. Ceci est dû aux caractéristiques mécaniques de l’oreille moyenne.
55
On dit que la vibration des osselets est optimale lorsque la pression à l’oreille moyenne est égale à la pression atmosphérique.
Comment cette égalité des pressions est-elle possible ?
Cette égalité de pression est possible grâce à la trompe d’Eustache qui relie l’oreille moyenne au pharynx.
56
Expliquez le modèle de la cochlée déroulée. À qui doit-on ce modèle ?
Georg von Békésy (biophysicien américano-hongrois, 1899-1972)
Dans ce modèle, le canal cochléaire est réduit à la membrane basilaire, parce que les propriétés mécaniques de ce canal sont pour leur plus grande part déterminées par les propriétés structurales de la membrane basilaire.
Quand l’étrier appuie sur la membrane de la fenêtre ovale, une onde de pression se propage le long de la membrane basilaire qui entraîne un déplacement de la périlymphe, mais aussi un déplacement de l’endolymphe contenu dans le canal cochléaire.
Du fait des caractéristiques structurales de la membrane basilaire, la distance que l’onde sonore parcourt le long de la membrane basilaire (l’amplitude des déplacements de la membrane basilaire) dépend de la fréquence du son.
CE modèle permet de présenter une carte des distributions des amplitudes des déplacements de la membrane basilaire en fonction des fréquences des sons.
57
Quelles sont les deux propriétés structurales de la membrane basilaire ? Expliquez-les.
1. sa Largeur. Elle croit de la base (peu large) à l’apex (très large). Elle est plus large à l’apex qu’à la base, d’un facteur 5 environ.
2. Sa Rigidité qui diminue vers l’apex : plus on va vers l’apex, moins la membrane basilaire est raide. Elle est 100 fois moins raide à l’apex qu’à la base
membrane basilaire = palme d’un nageur
la propagation d’une vibration se fait toujours de la région à rigidité maximale vers la région à rigidité minimale, i.e. de la base vers l’apex.
58
Comment se déplace une onde de pression le long de la membrane basilaire ?
la propagation d’une vibration se fait toujours de la région à rigidité maximale vers la région à rigidité minimale:
la base => l’apex.
1/ sons de basses fréquences (50 Hz par exemple : la membrane basilaire vibre sur toute sa longueur . l’amplitude maximale = vers l’apex de la cochlée
2/ sons de fréquences moyennes (1 600 Hz par exemple) : la membrane basilaire ne vibre, à partir de la base de la cochlée, que sur une partie de sa longueur . l’amplitude maximale de la vibration est situé entre la base et l’apex de la cochlée pour les fréquences moyennes.
3/ sons de hautes fréquences (3 000 Hz par exemple: , seule la base de la membrane basilaire vibre et l’amplitude maximale de la vibration est située à proximité de la base de la cochlée (– régions adjacentes aux fenêtres ronde et ovale).
59
Présentez succinctement la structure de la cochlée. Décrivez les phénomènes mécaniques
cochléaires.
La cochlée est une sorte de tube conique enroulé de 22 mm de long.
En sa base supérieure , La fenêtre Ovale, sur laquelle s’appuie l’étrier
En sa base inférieur ,la fenêtre Ronde.
Entre les 2, la membrane basilaire sépare le cône dans sa longueur en 1/une rampe Vestibulaire ( sup) qui part de la fenêtre OVale, et 2/ une rampe Tympanique (inf) sur laquelle s’ouvre la fenêtre ronde
La membrane basilaire supporte l’organe de Corti qui ds le Canal Cochléaire.
Le canal Cochléaire est fermé en haut par la membrane vestibulaire de Reissner.
Les 2 rampes communiquent a l’apex de la cochlée par un trou : l’Hélicotrème.
Phénomènes mécaniques : l’étrier appuie sur membrane fenêtre Ronde= Surpression => pousse vers le bas la membrane basilaire => Surpression ds rampe Tympanique .=> fait bomber membrane fenêtre ronde.
Vibrations => membrane basilaire vibre +ou- en fo de l’amplitude du son.
=> vibration dans rampe vestibulaire => hélicotrème=> rampe tympanique et meurent à la fenêtre Ronde ( qui vibre en opposition avec fenêtre ovale).
Ces vibrations sont notamment transmises par les liquides pérylimphe ( rampes vest et tymp) et endolymphe ( canal cochléaire)
Les vibrations du canal cochléaire =>déplacement la membrane basilaire/ membrane tectoriale l’une par rapport à l’autre. =>Les cils des cellules ciliées externes et internes : soumis à des forces de cisaillement qui provoquent la courbure des cils .
les cellules ciliées externes entrent en résonance avec le son stimulant en se contractant => déplacement des membranes basilaire et tectoriale,=> mouvements d’endolymphe => l’activation des cellules ciliées internes par l’inclinaison de leurs stéréocils.
60
Présentez et expliquez les fonctions des cellules ciliées internes et des cellules ciliées externes de la
cochlée.
Rôle
cellules ciliées interne = Transduction
Car 95% des neurones du ganglion spiral (30 000 à 50 000)communique avec cel interne.
cellules ciliées externe = Amplification
Le fo des cel int necessite la mise en jeu des cel ext car cel int très peu sensibles/ cel ext très sensibles .
Amplification mécanique grâce aux protéines motrices dans membrane des cel ext.
Protéines => modif longueur des cils ext=> déplacement des membranes basilaire et tectoriale=> déplacement du liquide endolymphe=> activation des cellules internes => potentiel d’action ds nerf auditif
MÉCANISME DE RÉTRO-CONTROLE ACTIF. Effet moteur
61
Après avoir défini la hauteur et l’intensité d’un son, expliquez le codage de ces deux paramètres
hauteur : fréquence Hz: haute fréquence = son aigue / basse fréquences = son grave
codage de la FRÉQUENCE :
codage SPATIAL ou TONOTOPIQUE - theorie de la PLACE : chaque fibre a une « fréquence caractéristique » qui provoque une réponse max de la fibre (i.e.intensité minimum d’une Hz pour laqelle la fibre est activée= Hz pour laquelle la fibre est la plus sensible ) courbe en V de la sensibilité de la fibre: faible intensité : réponse que pour un pt nbre de Hz.
Cette tonotopie est préservée dans le nerf auditif et le noyau cochléaire. : dans noyau, partie Antérieure = fréquence caractéristique basse/ partie Postérieure = hz caractéristiques élevées. Idem, le cortex auditif primaire a orga tonotopique.
Zone de membrane bas=> excitation de CCI particulière => activation de neurones particuliers => activation de certaines regions ds LES NOYAUX RELAIS du nerf auditif et au niveau cortical= théorie de La PLACE
Attention: pas de carte tonotopique pour Hz< 500Hz
codage TEMPOREL - théorie de la VOLEE :
Phénomène de synchronisation des PA sur les cycles de pression( période)= aspect des décharges d’1 fibre révèle la HZ. Qd Hz change=> changement de forme des décharges neuronales.
Pour les 20Hz< Hz< 500Hz: codage avec 1 seule fibre(periode >2ms). Codage temporel à chaque cycle de pression
Pour 500Hz< Hz < 5000hz: pl fibres nécessaires et synchronisation collective des fibres: chaq fibre répond a un cycle. = principe de la volée afférente
Pour Hz> 5000Hz : pas de codage temporel car PA généré au hasard sans lien avec phase de l’onde sonore.
RESUME CODAGE FRÉQUENCE :
Le codage de la fréquence sonore au niveau des fibres du nerf auditif dépend des caractéristiques de la vibration de la membrane basilaire, la représentation des différentes fréquences se faisant de la manière suivante : 1) le codage des fréquences inférieures à 500 Hz se fait uniquement sur la base de corrélations de phase ; seul le codage temporel intervient (rappel : aucune carte tonotopique inférieure à 500 Hz n’a pu être observée) ; 2) le codage des fréquences comprises entre 500 Hz et 5 000 Hz est associé d’une part à la tonotopie et d’autre part à des corrélations de phase impliquant des populations de neurones ; les deux modes de codage – tonotopique et temporel – sont donc présents simultanément ; enfin, 3) pour les fréquences supérieures à 5 000 Hz, la synchronisation des PA sur les cycles de pression n’ayant jamais pu être observée, seule la tonotopie peut traduire la fréquence sonore. Ainsi, la meilleure explication contemporaine de la perception de la fréquence incorpore les deux théories, que l’on appelle théorie duplex (qui implique le codage tonotopique d’une part et le codage temporel d’autre part).
Avec la théorie duplex, la fréquence d’un son peut être codée dans les voies auditives en termes 1)de distribution de l’excitation parmi les cellules, c’est-à-dire en codage de place ou de représentation TONOTOPIQUE ; et 2) d’organisation temporelle (volée) des décharges des cellules allant du nerf auditif jusqu’au cortex auditif ; c’est la théorie de la volée.
intensité : amplitude ( volume) dB. Fort/ faible
codage de l’INTENSITE:
1/ intensité forte=> vibration sur 1 plus gde surface de la membrane bas=> activation d’un + gd nbre de CCI
Vibration à amplitude + gde=> décharges nerveuses + fortes
= qd intensité augmente => freq de décharges des neurones augmente ( pour son intervalles de 30dB)
2/ + intensité augmente, + nbre de neurones voisins accordés sur même fréquence entre en action
son >30dB :
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Expliquez la théorie de la place et la théorie de la volée proposées pour le système auditif
Ce sont 2 théories qui se complètent pour expliquer le codage des son de l’ensemble du spectre audible des sons
codage SPATIAL ou TONOTOPIQUE - theorie de la PLACE : chaque fibre a une « fréquence caractéristique » qui provoque une réponse max de la fibre (i.e.intensité minimum d’une Hz pour laqelle la fibre est activée= Hz pour laquelle la fibre est la plus sensible ) courbe en V de la sensibilité de la fibre: faible intensité : réponse que pour un pt nbre de Hz.
Cette tonotopie est préservée dans le nerf auditif et le noyau cochléaire. : dans noyau, partie Antérieure = fréquence caractéristique basse/ partie Postérieure = hz caractéristiques élevées. Idem, le cortex auditif primaire a orga tonotopique.
Zone de membrane bas=> excitation de CCI particulière => activation de neurones particuliers => activation de certaines regions ds LES NOYAUX RELAIS du nerf auditif et au niveau cortical= théorie de La PLACE
Attention: pas de carte tonotopique pour Hz< 500Hz
codage TEMPOREL - théorie de la VOLEE :
Phénomène de synchronisation des PA sur les cycles de pression( période)= aspect des décharges d’1 fibre révèle la HZ. Qd Hz change=> changement de forme des décharges neuronales.
Pour les 20Hz< Hz< 500Hz: codage avec 1 seule fibre(periode >2ms). Codage temporel à chaque cycle de pression
Pour 500Hz< Hz < 5000hz: pl fibres nécessaires et synchronisation collective des fibres: chaq fibre répond a un cycle. = principe de la volée afférente
Pour Hz> 5000Hz : pas de codage temporel car PA généré au hasard sans lien avec phase de l’onde sonore.
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Pourquoi le codage des sons dont les fréquences sont comprises entre 500 Hz et 5 000 Hz est-il à la fois tonotopique et temporel ? Vous devez répondre à cette question en 5 lignes maximum.
les deux modes de codage – tonotopique et temporel – sont présents simultanément pour ces fréquences car
1/ il existe une carte de distribution tonotopique de ces fréquences en fonction des fibres: dans cet intervalle de fréquence, il y a des fibres qui ont une sensibilité max à une fréquence
2/ les CCI étant reliées à 10 fibres minimum, c’est une population de neurones qui permet le codage temporel des fréquences, chaque fibre prouvant répondre à un cycle sonore de manière synchronisée avec les autres
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À quoi renvoie la théorie double de la localisation des sons ? Expliquez.
La théorie de la double localisation des sons renvoie à l’existence de deux processus de localisation d’un son dans le plan horizontal :
- 1) pour des fréquences comprises entre 20 Hz et 2 000 Hz, le processus repose sur la différence de temps interaurale ;
- 2) pour des fréquences comprises entre 2 000 Hz et 20 000 Hz, c’est la différence d’intensité interaurale qui est prise en compte.
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Pourquoi le système auditif humain utilise-t-il
- la différence de TEMPS interaurale pour la localisation
des sons dont les fréquences sonores sont comprises entre 20 Hz et 2 000 Hz et
- la différence d’INTENSITE interaurale pour la localisation des sons dont les fréquences sonores sont supérieures à 2 000 Hz ?
-Pour :20Hz 2000hz ,
tête bloque / fait écran à la diffusion du son: les longueurs d’ondes sont trop courtes pour la contourner=> l’oreillede l’autre côté du son est dans une « ombre acoustique » : « phénomène d’ombre portée acoustique »
=> différence d’intensité interaurale entre les2 oreilles
Cette différence est détectée par les neurones de l’OLIVE SUP LATÉRALE et permet de localiser l’origine du son car il existe 1 rel entre l’origine du son et l’ETENDUE de l’ombre portée sur l’onde sonore par la tête
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Quelle est la structure responsable du codage de la localisation de sons dont les fréquences sont inférieures à 2 000 Hz ?
L’olive supérieure médiane
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Quelle est la structure responsable du codage de la localisation de sons dont les fréquences sont supérieures à 2 000 Hz ?
L’olive supérieure Latérale
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Expliquez le mécanisme de transduction au niveau des cellules ciliées internes.
1/ Les contractions des CCE font entrer la membrane tectoriale en résonance, accentuent la vibration de cette portion de la membrane basilaire, et excitent enfin les cellules CCI qui envoient alors des potentiels d’action sur le nerf auditif.
2/Une fois excitées, les CCI envoient leurs messages en libérant du glutamate via les dendrites (fibres myélinisées, donc de conduction rapide) des cellules secondaires se trouvant dans le ganglion spiral vers le noyau cochléaire.
3/ En retour, des fibres inhiBitrices viennent du noyau cochléaire sur les CCE, les hyperpolarisent, et donc arrêtent le processus amplificateur de façon réflexe.
La sensibilité de la réponse des CCI est modulable par des afférences centrales (noyau ventromédian du corps trapézoïde) inhibitrices acétylcholinergiques, par l’intermédiaire de fibres nerveuses agissant principalement sur les CCE .
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Pourquoi ne peut-on déterminer la fréquence d’un son SEULEMENT en fonction de la localisation de la
déformation maximale d’une partie de la membrane basilaire ?
le codage tonotopique ne suffit pas à lui seul pour expliquer le codage de la fréquence des sons pour 2 raisons essentielles:
1/ sur le cortex auditif, on ne trouve pas de cartes tonotopiques permettant de représenter des sons ayant de très basses fréquences sonores caractéristiques, hz < à 500 Hz. De ce fait, il en résulte que le site d’activation maximale pourrait être le même pour des fréquences allant de 20 Hz à 500 Hz. Or, il faut qu’une distinction soit possible puisque notre système auditif nous permet d’entendre aussi bien des sons de 50 Hz, que des sons de 70 Hz, de 100 Hz ou encore de 200 Hz par exemple.
2/ la déformation maximale d’une partie de la membrane basilaire dépend non seulement de la fréquence sonore , mais également de l’INTENSITE. Pour une fréquence sonore donnée, un son plus intense provoque une déformation maximale en un point plus éloigné de la base de la membrane basilaire qu’un son moins intense .
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Pourquoi une atteinte unilatérale du colliculus inférieur ou du CGM ne cause-t-elle pas la surdité
d’une oreille ?
Car les voies qui projettent dans le colliculus inférieur ou le corps genouillé mediant (CGM ) du thalamus sont des voies binaurales. Convergence des afférences binaurales au niveau de mésencéphale.
???????
C’EST peut-être parce que des fibres provenant de chacune des oreilles convergent dans ces relais
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Comment expliquez-vous que seules les atteintes bilatérales entraînent des surdités importantes ?
Vous devez répondre à cette question en 8 lignes maximum.
Car les voies auditives sont bilateralisées.
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Pourquoi la surdité consécutive à la prise d’antibiotiques est la conséquence d’une atteinte des
cellules ciliées externes ?
Les CCE sont intoxiquées par certains antibiotiques :
- les sétérocils fusionnent ou forment des cils geants
- les CCE meurent par apoptose
En l’absence des CCE, les CCI ne sont pas suffisamment sensibles pour s’activer par le seul déplacement de la membrane basilaire ( role d’amplificateur essentiel des CCE)
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Qu’est-ce que la conduction aérienne ?
C’est la conduction du son par le passage des vibrations d’air dans l’oreille externe ( conduit auditif externe -> membrane tympanique) puis dans l’oreille moyenne.
Un examen auditif comporte notamment la mesure de cette conduction aérienne par un audiomètre pour évaluer une surdité
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Qu’est-ce que la conduction osseuse ?
La conduction osseuse est une activation directe de la membrane basilaire produite par les vibrations des os du crâne.
( sans passage par oreilles externe et moyenne)
.
Cette conduction osseuse a une efficacité très réduite .
Elle intervient principalement pour entendre sa propre parole : vibrations des cordes vocales => vibration du crâne => activation de membrane basilaire
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Avec quel appareil teste-t-on la conduction aérienne ? La conduction osseuse ?
L’audiomètre permet de présenter des fréquences à l’individu.
C’est une méthode subjective qui permet de dessiner un audiogramme correspondant aux réponses de l’individu au stimuli auditifs
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Qu’est-ce qu’un audiomètre ?
C’est un appareil qui permet de générer des sons purs et complexes d’intensité et de fréquences variables.
Sert à explorer la dynamique auditive du sujet
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Qu’est-ce qu’un audiogramme ?
Un audiogramme est une représentation du niveau d’audition du sujet par rapport à des valeurs moyennes normales de la population d’adultes normo-entendant.
Il se présente comme une courbe des amplitudes minimales pour la perception de différentes fréquences
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Quels sont les différents types de surdité ?
1/ Surdité de transmission
2/ surdité de perception / neurosensorielle / nerveuse
3/ surdité mixte
4/ surdité centrale
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Que signifie « surdité » ?
Toute augmentation PERMANENTE des SEUILS d’audition
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Que signifie « fatigue auditive » ?
Augmentation TEMPORAIRE des seuils d’audition
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Qu’est-ce qu’une surdité de transmission ?
Surdité ayant pour origine une atteinte de l’oreille externe et/ou moyenne.
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Quelles sont les différentes causes d’une surdité de transmission ?
Expliquez-les.
1/ bouchon de cérumen : obstruction du conduit auditif externe
2/ otites externes et moyennes : infections
Infection des voies respiratoires transmises par la trompe d’eustache
Infection de la gorge
=> traitement par antibiotiques , paracentèse du tympan pour faire écouler le liquide accumulé dans oreille moyenne
3/ atteintes de la chaîne des osselets : otospongiose :
Immobilisation de osselet soudé à la fenêtre ovale
=> supprimer et remplacer étrier par une prothèse en téflon
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Dans le cas d’une surdité de transmission, quelle est la partie du système auditif atteinte ?
Oreille moyenne et ou externe . Partie périphérique
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Qu’est-ce qu’une surdité de perception ?
Surdité qui a pour origine une atteinte à l’oreille interne .
LESIONS au niveau de :
Cochlée, nerf auditif, CCE et CCI
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Quelles sont les causes possibles d’une surdité de perception ?
Expliquez-les.
1/ presbyacousie : vieillissement , facteur naturel lié à la rigidification de la membrane basilaire
Perte progressive de l’audition des hautes fréquences
2/ atteintes aux CCE et CCI
Cause :
-bruit trop fort >90dB ou violent => CCE et CCI décrochent de la membrane tectoriale et du nerf acoustique
3/ atteintes aux CCE :
Ototoxicité , antibiotiques, aspirine
Augmente vulnérabilité au bruit intense
4/ acouphènes:
Symptôme qui accompagne affections neurologiques ou à la suite de bruits trop fort ( etat de choc des CCE)
Excitation spontanée des CCE .
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Dans le cas d’une surdité de perception, quelle est la partie du système auditif atteinte ?
Oreille interne :
```
CCE
CCI
NERF AUDITIF
COCHLÉE
ORGANE DE CORTI
```
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Qu’est-ce qu’une surdité centrale ?
Les audiogrammes permettent-ils d’en rendre compte ?
Expliquez.
Surdité resultant d’atteinte ou de dysfonctionnement dans des aires du cortex auditif
Dans voies et centres auditifs ( tronc cérébral, thalamus, cortex)
Les audiogrammes pas utiles
Il faut des méthodes objectives :
- potentiels évoqués auditifs PEA variante de l’encéphalographie
- IRM fonctionnel
- TEP TOMOGRAPHIE PAR ÉMISSION DE POSITRONS
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Qu’est-ce que l’otospongiose ?
Comment s’explique-t-elle ?
Quelle est la partie du système auditif atteinte ?
Qu’est-ce qui est abîmé dans cette partie ?
Atteinte à la chaîne des osselets
C’est une immobilisation de l’étrier soudé à la membrane de la fenêtre ovale
Atteinte de oreille moyenne
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Qu’est-ce que la presbyacousie ?
Comment s’explique-t-elle ?
Quelle est la partie du système auditif
atteinte ?
Qu’est-ce qui est abîmé dans cette partie ?
Déficit auditif s’installant avec vieillissement
Atteinte de l’oreille interne
Rigidification de la membrane basilaire => perte d’audition progressive des hautes fréquences
Dès 30 ans
12000. hz max des fréquences audibles
Mais paroles : autour des 2000hz
Composantes du timbre de la voix sup à 5000hz => perte des s qualités Harmoniques de la voix
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Comment s’expliquent les surdités professionnelles?
Quelle est la partie du système auditif
atteinte ?
Qu’est-ce qui est abîmé dans cette partie ?
Expositions prolongées / fréquentes à des bruits intenses
Atteinte de oreille interne
Atteinte des CCE et CCI : décrochage de la membrane de reisner et des fibres du nerf acoustique
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Qu’est-ce qu’une surdité mixte ?
Comment s’explique-t-elle ?
Quelle est la partie du système auditif
atteinte ?
Qu’est-ce qui est abîmé dans ce cas ?
Surdité de transmission et de perception
Atteinte oreille externe/ moyenne ET oreille interne
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Peut-on guérir d’une surdité de transmission ?
Expliquez.
Oui
- enlever bouchon cérumen
- antibiotiques et paracentèses contre otites
- prothèse en Téflon de remplacement des osselets
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Peut-on guérir d’une surdité de perception ?
Expliquez.
Pas de traitement
Atteinte aux CCE et CCI irrémédiable
-Gene acouphène atténuée par appareil produisant un son
- implantation d’électrodes miniatures dans cochlée pour stimuler fibres afférentes à la place des CCI atteintes
Rétablissement de qlq sensation sonore pour sourd profond et de compréhension de la parole pour malentendant
- étude encourageante sur régénération des CC par stimulation chimique sur cultures d’organes de corti de rats
