Audition - aspects physiologiques Flashcards
Oreille
-Oreille externe
-Oreille moyenne
-Oreille interne
Oreille externe
Pavillon:
-Protège les structures internes de l’oreille
-Capte les ondes et les dirige vers le conduit auditif externe
-Amplifie les sons de certaines fréquences (4000 Hz)
-Localise les sons
-Enfant a petit pavillon (donc ils captent plus facilement les sons plus aigu)
Conduit auditif externe:
-Amplifie les sons de certaines fréquences (Environ 3000 Hz)
-Canal qui relie le pavillon au tympan
-Dirige les ondes vers le tympan
Tympan:
-Une membrane mince
-Vibre lorsque les ondes sonores la frappent
-Le niveau de vibration varie en fonction de fréquence des sons (aigu ou grave) & de l’amplitude des sons (intensité)
-Transmet les vibrations aux osselets (oreille moyenne)
En cas de problème
-Si le tympan est brisé –> douleur intense + problème d’audition
-Si un médecin constate trop de pression, il peut utiliser électrode pour relâcher pression ou prescrire antibiotique
Haut parleur vs tympan
Haut parleur vs tympan
-les hauts parleurs utilisent des membranes pour produire des sons
–> Il est très difficile de reproduire la finesse du tympan humain, notamment pour des sons riches comme la voix chantée
Perception de fort vs faible (loudness)
La loudness (fort vs faible) est fortement touchée par la fréquence du signal. Si l’intensité est maintenue constante, un signal de fréquence moyenne (1000Hz à 4000Hz) sera plus fort que des signaux de fréquence plus faible ou plus élevée
125 Hz, 3000 Hz, 8000 Hz
Oreille moyenne
Amplification et réflexe acoustique
-Chaine des osselets relient le tympan à la fenêtre ovale sur la cochlée
-Lorsque le tympan vibre dû aux ondes sonores, les vibrations sont transmises aux osselets
-Les osselets produisent une action de levier - amplifient le son
-Les osselets transmettent les vibrations vers la fenêtre ovale sur la cochlée
-Les ondes passent d’un milieu aérien (oreille moyenne) à un milieu liquide (cochlée)
-Fonction protective: les muscles (tensor tympani, stapedius muscle) attachés aux osselets atténuent les sons de haute intensité
-Pour protéger l’oreille contre des dommages acoustiques
Équilibrer la pression d’air
-La trompe d’Eustache permet d’équilibrer la pression de l’air entre l’oreille moyenne et le milieu extérieur
Propagation des ondes sonores
-Une onde sonore se propage dans la même direction que la perturbation locale –> onde longitudinale
-En s’éloignant de la source, les perturbations locales perdent de l’intensité, c’est pourquoi on a besoin de mécanismes d’amplificateur et pourquoi on utilise des haut-parleurs dans des espaces ouverts ou grands
Oreille interne
Cochlée: Structure en spirale située dans l’oreille interne. Elle est responsable de la transduction du son: transformer les vibrations mécaniques en signaux nerveux interprétés par le cerveau comme des sons
- Structure générale de la cochlée
-Remplie d’un liquide
-la fenêtre ovale est la première partie de la cochlée à vibrer sous l’effet des osselets
-Ses vibrations créent des ondes de pression dans le liquide cochléaire qui se propagent au long de la cochlée - Divisée en 3 rampes
–> Canal vestibulaire (en haut)
–> Canal cochléaire (au centre)
–> Canal tympanique (en bas)
-Membrane de Reissner: sépare le canal vestibulaire du canal cochléaire
-Membrane basilaire: sépare le canal cochléaire du canal tympanique; vibre en réponse aux ondes ce qui active organe de Corti - Organe de Corti (centre de transduction)
–Cellules ciliés internes: 1 colonnes; transmission du signal auditif vers nerf auditif (pas attaché à la membrane tectoriale)
–Cellules ciliés externes: 3 colonnes; modulent la sensibilité et amplification des vibrations; sensible au faible sensations (pour mieux détecter les sons faible); suspendu sur membrane tectoriale
–Cils; situé au sommet des cellules externes et entre en contact avec la membrane tectoriale mais pour les internes c pas en contact
-Membrane tectoriale; structure situé au-dessu des cils des cellules cilliés - Propagation du son
-Les ondes sonores entrent par la fenêtre ovale et se propagent dans la liquide cochléaire commençant par le canal vestibulaire
-Cette onde n’active pas encore les cellules ciliées, car il en a pas dans ce canal
-En avançant, et arrivant au canal cochléaire, l’onde de pression fait vibrer la membrane basilaire et tectoriale
–> C’est dans la membrane basilaire que se trouve l’organe de Corti, donc c’est ici que la transduction (la vibration de la membrane basilaire fait vibrer la tectoriale qui fait déformer les cils ce qui fait ouvrir des canaux ioniques et crée un signal électrique)
-En même temps, l’onde continue son chemin puis redescend dans le canal tympanique ou il va être absorber
-Les cellules ciliés internes envoient ses signaux aux fibres nerveuses auditives. Ces signaux sont transmis ensuite au cerveau pour être interprétés comme des sons
Oreille interne -Fibres nerveuse auditives
- Cellules ciliées:
-Situé dans organe de Corti, au sommet de la membrane basilaire
-Récepteurs sensibles aux vibrations sonores
-Elle contient des petits cils qui sont en contact avec la membrane tectoriale - Mécanisme de transduction
-Quand une onde sonore provoque une perturbation locale, la membrane basilaire vibre à un endroit précis. Ceci provoque une déformation des cils qui active les cellules cilliées, fait ouvrir des canaux de calcium et ses ions font sortir des neurotransmetteurs qui se transforment en signal nerveux - Role différencié des cellules ciliées internes et externes
-Fibre nerveuse auditives; 90-95% connectées avec les cellules internes, 5-10% avec les cellules externes - Fibres nerveuse auditives - Organisation
-Chaque fibre nerveuse auditive est connectée à une cellule ciliée, et répond à une fréquence particulière
-Les fibres reliées de la membrane basilaire restent groupé dans la voie ascendante (auditive) vers les régions auditives du cerveau (c-a-d que les sons sont représentés de façon organisée selon leur fréquence dans le cerveau)
-Certaines fibres nerveuses auditives répondent mieux à certaines fréquences que d’autres
- Preuve expérimentale: activité électrique des fibres
Exemples- les mesures d’activité électrique de fibres selon la fréquence du son
-Des électrodes sont placées pour enregistrer l’activité électrique de fibres auditives
-On présente aux chats des sons de différentes fréquences (sons graves et aigus)
-On mesure à quelle fréquence chaque fibre répond le plus fortement
-Certaines fibres ne réagissent qu’à des fréquences spécifiques
-Par exemple une fibre pourrait répondre uniquement si on lui présente un son de 600 Hz à 37 dB, mais pas à 400 Hz ni à 1000 Hz
-Cela montre que chaque fibre à une “fréquence préférée”
-Il faudrait une plus grande intensité pour entendre les autres fréquences (ex: 500 Hz à 50 dB, ou 700 Hz à 55 dB, il faut plus d’énergie quand c pas la fréquence préférentiel)
Première théorie
-Oreille interne
“The Place Theory”
Idée générale: Le cerveau détermine la fréquence du son en identifiant l’endroit sur la membrane basilaire où la vibration est maximale
-Vibration maximale pour les hautes fréquences (1000 Hz et plus) au niveau de la base de la cochlée (coté mince) proche de la fenêtre ovale
-Vibration maximale pour les basses fréquences (1000 Hz et moins) au niveau de l’apex de la cochlée (coté plus épais, dans l’extrémité spiralée)
-Les ondes sonores de fréquences moyennes provoquent un maximum de déplacement de la membrane basilaire au milieu de manière graduelle
-L’onde se déplace sur la membrane mais sont maximum de vibration se produit à l’endroit correspondant à la fréquence du son
-Si le son contient plusieurs fréquences en même temps, plusieurs régions de la membrane basilaire vont vibrer
–> Différentes cellules ciliées seront activées selon les composantes du son
–> Le cerveau va recevoir tout les fréquences et vont les décoder
Limitation: les son plus grave, la vibration maximale est plus diffuse sur l’apex de la cochlée et donc la localisation exacte de la fréquence est plus floue
Deuxième
-oreille interne
-“The frequency theory” qui inclue the volley principle
-La membrane basilaire vibre comme une unité entière, reproduisant la fréquence de vibrations d’un son et causant la décharge des neurones à la même fréquence que celle du son
Exemple:
-Si un son a une fréquence de 1000 Hz, alors:
La membrane basilaire vibre 1000 fois par seconde
Les neurones auditifs déchargent également 1000 fois par seconde
–> le cerveau lit cette fréquence
-DONC ce n’est pas la localisation (place) qui est importante, mais le rythme de la réponse neuronale
-La théorie de la volée “the volley principle”
Problème: les neurones individuels ne peuvent pas décharger plus de 1000 fois/sec
Solution: Des groupes de fibres déchargent à différents moments (les neurones alterne entre différentes fibres)
-La somme des décharges des fibres correspond donc à la fréquence du stimulus
Exemple:
-Pour un son de 4000 Hz, un seul neurone ne peut pas suivre
–> mais 4 neurones peuvent décharger chacun 1000 Hz
-Ensemble, ils forment un patron de décharge de 4000 Hz
Rythme de réponse neurone = décharge électrique envoyées par les fibres nerveuses auditives
La théorie moderne
-Oreille interne
-La combinaison de ces 2 théories
(La place theory) et (la frequency theory)
-2 mécanismes indépendants mais coopératifs
Place theory: La position de vibration maximale sur la membrane basilaire encode la fréquence (hautes fréquences donc plus de 1000 Hz)
–> les vibrations sont bien localisée pour les sons aigus donc facile à encoder par l’endroit
Frequency theory: Le rythme de décharge des neurones correspond à la fréquence du son (basses fréquences donc moins de 1000 Hz) –> Car la membrane vibre moins précisément à l’apex et les neurones peuvent suivre le rythme lent de ses sons
-Pour les fréquences moyennes, les deux mécanismes se combinent
Perte de l’audition
- Surdité de conduction
-Troubles dans les mécanismes de conduction, impliquant le conduit auditif externe, le tympan et les osselets
-Les vibrations ne sont pas bien transmises jusqu’à la cochlée
-Très courant chez l’enfant
-Trouble de mécanisme physique
-Facile à corriger car pas de dommage aux neurones (appareil auditifs simple comme un haut parleur) - Surdité neurosensorielle
-Dommage à la cochlée
-Causes: vieillissement, bruits forts
Solution: plus complexe
Audiomètre
-Appareil qui envoie des sons purs (tons de différentes fréquences) à différentes intensités
-Permet de mesurer le seuil auditif pour chaque fréquence (le son le plus faible que la personne peut entendre)
Audiogramme:
-Un graphique représentant le résultat d’un test audiométrique
-La patient appuie sur un bouton lorsqu’il entend un son –> on note le seuil minimal détectable pour chaque fréquence
-Le profil obtenu permet de visualiser une perte auditive, et à quelles fréquences elle se produit
A. Audition normale
B. Perte auditive maximale dans les hautes fréquences
-Les sons aigus sont bcp plus difficile à entendre
-Causer par vieillissement et bruits fort donc surdité neuro sensorielle
C. Perte auditive plate
-Surdité de conduction, tout les fréquences sont affectées de manière similaire
-Cela signifie un problème mécanique (tympan, osselet, conduit auditif)
Courbes de Fletcher-Munson et perte auditive
C’est quoi les courbes de Fletcher-Munson
-Les niveaux de pression sonore (en dB SPL) nécessaires pour que des sons de différentes fréquences soient perçus comme également forts
-Si tu a une perte auditive, tes “courbes personnelles” seraient plus hautes: Tu aurais besoin de plus de dB SPL pour percevoir la même loudness (intensité perçue)
–> Surtout dans les hautes fréquences, les personnes âgées doivent augmenter le volume pour percevoir la même intensité
Exemple: Une personne avec une perte auditive à 4000 Hz pourrait:
-Entendre un son de 1000 Hz à 40 dB SPL comme “normal”, mais avoir besoin de 60 ou 70 dB SPL à 4000 Hz pour le percevoir aussi fort, mais une personne normal aurait entendu les 2 à 40 dB donc 40 phon
Cortex auditif
-Cortex auditif situé dans les lobes temporaux sous la scissure de Sylvius
-Apex de cochlée/extrémité antérieure de A1= sons basse fréquence
-Base cochléaire/Partie postérieure de A1= sons haute fréquence
Les voies auditives et le cortex auditif
-Après avoir été transformé en signal électrique dans la cochlée, l’information sonore voyage à travers plusieurs étapes dans les structures sous-corticales par les fibres nerveuses auditives
-Oreille gauche
-Nerf auditif
-Noyau cochléaire –> Reçoit signaux des 2 cochlées, ipsolatérale et contralatérale mais contralaterale est plus dominante
-Noyau olivâtre supérieur; olive supérieure
-Colliculus inférieur
-Corps genouillé médian
-Cortex auditif
-Le cortex auditif se situe à l’intérieur de la fissure, plutôt qu’à la surface
Quelle type d’organisation le cortex auditif
Organisation tonotopique
–> Les neurones sensibles à des fréquences similaires sont regroupés spatialement dans le système auditif
–> Ce lien fréquence-position commence dans la cochlée et est préservé tout au long de la voie auditive ascendante jusqu’au cortex auditif
-Neurones sensibles à des fréquences similaires sont localisées près l’une de l’autre au niveau du cortex auditif
Preuve expérimentale
-Des chercheurs ont insérer électrodes
-Ils mesurent l’activité neuronale en réponse à des sons de différentes fréquences
-Chaque zone de tissu du tronc cérébral réagit de manière optimale à une fréquence précise
-Les meilleures fréquences sont systématiquement liées à l’emplacement de l’électrode
Insérer électrodes dans différents endroits du tronc cérébral (ou se situe la cochlée et le cortex auditif)
-Il existe un lien entre la position physique de l’électrode et la fréquence à laquelle ce neurone répond le mieux
-Plus on avance dans une direction donnée dans le tissu, plus la fréquence optimale augmente ou diminue progressivement
Dominance cérébrale -hémisphères
-Les hémisphères gauche et droit du cerveau prédominent dans différentes fonctions - Le cortex auditif de chaque hémisphère est spécialisé dans différentes propriétés du son
Écoute dichotomique:
-Deux sons différents sont présentés simultanément, un à chaque oreille
-On demande au participant de rappeler ce qu’il a entendu
Résultats:
-Dominance de l’hémisphère gauche (langage)
–> Stimuli: mots, lettres, chiffres, parole
–> Meilleur rappel des sons entendus par l’oreille droit
Pourquoi? Parce que l’oreille droite est connectée directement à l’hémisphère gauche qui traite le langage (Donc il a une dominance de l’hémisphère gauche)
-Dominance de l’hémisphère droit (sons non linguistiques)
-Stimuli: musique, sons purs, sons émotionnels (ex: rire ou pleurer) etc
–> Meilleur rappel ou temps de réaction pour les sons présentés à l’oreille gauche
–> Pourquoi? L’hémisphère droit est plus impliqué dans le traitement acoustique globale
Dominance cérébrale - langage signe
-Mesures TEP et IRM
Dominance de l’hémisphère gauche pour le langage
-Participants sourds congénitalement (né sourds)
Tache:
-Perception visuelle du langage des signes
-Résultats: augmentation d’activité neuronale dans la région auditive du lobe temporal gauche
Conclusion: même en absence de stimulation auditive, les régions auditives du lobe temporal gauche pour traiter le langage signé. Cela montre que ces régions sont spécialisés pour le traitement du langage et on seulement pour les sons
Le cortex auditif de chaque hémisphère est spécialisé dans différentes propriétés du son
Hémisphère gauche:
-Domine dans le traitement analytique de stimuli auditifs séquentiels (par ex., parole; langage des signes; mélodies musicales traitées par des musiciens professionnels donc qui analysent la structure musicale)
-Traite les sons comme une séquence d’unités organisée
Hémisphère droit:
-Traitement holistique (global) et intégratif
-Perception d’informations spatiales auditives (localisation des sons dans l’espace)
-Sons non-verbaux (ex: rires, pleurs, bruits dans environnements
-Musique (par ex., musique par des auditeurs naïfs)
-Traite les sons comme un ensemble émotionnel, spatial ou esthétique
Discrimination des tons en mandarin
-Adolescents; 9-17 ans
-Bilingues mandarin-français; adoptés francophones; monolingues francophones
Groupes participants
1. Bilingues mandarin-français
-Enfants exposés activement aux deux langues
- Adoptés internationaux
-Enfants adoptés très jeune (1 an et demi), donc exposés tôt au mandarin, mais mtn francophones - Monolingues francophones
-Enfants n’ayant jamais été exposés au mandarin
Tache: Discriminations de tons en mandarin
-Le mandarin est une langue tonale –> le ton change le sens d’un mot
-Les participants devaient écouter et discriminer les tons
Est-ce que le traitement auditif des tons dépend de l’exposition précoce à une langue tonale, même si elle n’est plus parlée?
- Bilingues mandarin-français: activation hémisphère gauche + droit
–> Traitement linguistique et auditif - Adoptés (exposés tôt au mandarin): activation hémsiphère gauche et droite
–>Traitement linguistique et auditif - Monolingues francophones: activation hémisphère droit seulement
–> Traitement acoustique pur, sans lien linguistique
