Chap 1 - Audition / 3. Transduction & 4. Codage Flashcards
56) Expliquez le modèle de la cochlée déroulée.
À qui doit-on ce modèle ?
Georg von Békésy (biophysicien américano-hongrois, 1899-1972), modèle pour lequel il a obtenu le Prix Nobel de physiologie en 1961
Modèle qui permet d’expliquer en simplifiant
la mécanique cochléaire
grâce aux propriétés de la membrane basilaire
(largeur et rigidité)
qui déterminent la sensibilité de la membrane
aux différentes fréquences
57) Quelles sont les deux propriétés structurales de la membrane basilaire ? Expliquez-les.
1/ La largeur
> si on la déroule on voit qu’elle est plus large à l’apex qu’à la base, d’un facteur 5 environ
2/ La rigidité
> 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
(comme une palme de plongeur)
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.
Du fait des caractéristiques structurales de la membrane basilaire, la distance que l’onde sonore parcourt le long de la membrane basilaire dépend de la fréquence du son.
58) Comment se déplace une onde de pression le long de la membrane basilaire ?
Onde se propage de la base (rigide) vers l’apex (souple)
mais la distance qu’elle parcourt sur la membrane est fonction de la fréquence du son :
basses fréquences
» jusqu’à l’apex où elle atteint l’amplitude maximale
fréquences moyennes
» amplitude max entre la base et l’apex
hautes fréquences
» seule la base vibre
52) Quelle transformation subissent les vibrations provenant de l’oreille moyenne dans l’oreille interne ? Pourquoi ?
L’oreille interne reçoit les vibrations mécaniques venant de l’oreille moyenne, les propage dans un milieu liquide et les transforme en réponses électriques.
C’est la cochlée qui effectue cette transformation des vibrations mécaniques en réponses électriques.
Les impulsions électriques stimulent ensuite les fibres du nerf auditif qui transportent le message jusqu’au système nerveux central (SNC).
Fréquences et intensités auditives sont donc transformées en schèmes vibratoires le long de la membrane basilaire et sont acheminées jusqu’au SNC.
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 ?
Compartiment périlymphatique = rampes vestibulaire et tympanique > très riche en sodium et pauvre en potassium > ressemble à un liquide extracellulaire tel que liquide céphalo-rachidien
Compartiment endolymphatique =
canal cochléaire
> très riche en potassium et pauvre en sodium
> compo très proche des milieux intracellulaires
Quand cochlée au repos
potentiel du canal cochléaire est très positif =
+80mV comparé au potentiel de la rampe tympanique
tandis que le potentiel de l’organe de Corti
est très fortement négatif = -60mV
> énorme différence de potentiel d’environ 140mV
entre organe de Corti et milieu dans lequel il baigne
(endolymphe)
59) Présentez succinctement la structure de la cochlée. Décrivez les phénomènes mécaniques cochléaires.
Entre les rampes vestibulaire et tympanique
on trouve le canal cochléaire
qui contient l’organe de Corti,
celui-ci repose sur la membrane basilaire
et est surmonté de la membrane vestibulaire de Reissner
Au sommet, les deux rampes communiquent par un trou, l’hélicotrème.
Mouvement de l’étrier»_space; vibration membrane basilaire
de la base vers l’apex en fonction de la fréquence
» toutes les structures supportant les cellules ciliées
vibrent car reliées entre elles
(piliers de Corti, lame réticulaire et cellules ciliées)
Vibration du canal cochléaire
» mouvement des membranes basilaire et tectoriale
l’une par rapport à l’autre
= forces de cisaillement
qui provoquent courbure des cils
(directement pour les CCE,
via écoulement du liquide cochléaire pour les CCI)
Puis transformation des vibrations mécaniques
en réponses électriques
60) Présentez et expliquez les fonctions
des cellules ciliées internes
et des cellules ciliées externes de la cochlée.
1/ CCI
Les CCI sont responsables
de la transduction
et de la transmission de l’info auditive
aux neurones du ganglion spiral,
bien qu’elles soient 5 fois moins nombreuses que les CCE
> > CCI sont reliées aux gros neurones de type 1, myélinisés (95% des neurones ganglionnaires)
1 CCI communique avec environ 10 fibres nerveuses
60) Présentez et expliquez les fonctions
des cellules ciliées internes
et des cellules ciliées externes de la cochlée.
2/ CCE
> rôle
> fonction permise par ?
Les CCE ont un rôle d’amplification mécanique :
leur contraction à l’arrivée d’un son entraîne
le déplacement des membranes basilaire et tectoriale
ce qui provoque des mouvements d’endolymphe
permettant l’activation des CCI
par l’inclinaison de leurs stéréocils
> > CCI ont besoin des CCE pour fonctionner
car elles sont moins sensibles
aux mouvements de la membrane
CCE sont indispensables à une bonne audition
Fonction d’amplification permise par
les protéines motrices
qui provoquent l’élongation des CCE
ce qui accentue les mouvements de la membrane basilaire
= mécanisme de rétro-contrôle actif
qui amplifie les vibrations détectées par les CCI
> on parle d’effet moteur sur les membranes cochléaires
68) Expliquez le mécanisme de transduction au niveau des cellules ciliées internes.
Mouvements membranes»_space; inclinaison des stéréocils
» tension des filaments qui les relient
pour former une touffe ciliaire
» ouverture des canaux potassiques
» entrée d’ions K+ dans la cellule ciliée
» dépolarisation
» ouverture des canaux calciques voltage-dépendants
» entrée d’ions Ca2+
» accolement des vésicules synaptiques à la membrane basale de la cellule ciliée
» libération du NT glutamate par exocytose
vers les dendrites des neurones auditifs primaires
Alternance de dépolarisation / hyperpolarisation
des cellules ciliées permet de produire
un potentiel de récepteur sinusoïdal
correspondant à un stimulus lui même sinusoïdal
72) Pourquoi la surdité consécutive à la prise d’antibiotiques est la conséquence d’une atteinte des cellules ciliées externes ?
A haute dose, certains antibio provoquent
des lésions des CCE
qui empêchent leur fonction d’amplification
essentielle à une bonne audition
De + les CCE ne se régénèrent pas
61) Après avoir défini la hauteur et l’intensité d’un son, expliquez le codage de ces deux paramètres.
Hauteur = corrélat perceptif de la fréquence
Intensité = amplitude de la pression sonore,
qui correspond au volume en dB
1/ Codage de la hauteur/fréquence =
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.
mais processus varie selon le niveau de la fréquence :
a. Fréq < 500 Hz :
codage sur la base de corrélations de phase
= codage temporel seulement
(pas de carte tonotopique < 500 Hz observée à ce jour)
b. Fréq entre 500 et 5000 Hz :
codage tonotopique et temporel simultanément
c. Fréq > 5000 Hz :
codage seulement tonotopique
2/ Codage de l’intensité/amplitude =
lorsque l’intensité d’un stimulus sonore augmente,
la fréquence de décharge des neurones du système auditif augmente
et ceci quel que soit le niveau où ces neurones sont situés
cependant les neurones sont les plus sensibles aux variations d’intensité
autour de leur fréquence caractéristique
en outre plus l’intensité d’un son est élevée,
plus un nombre croissant de fibres est recruté
pour générer davantage de PA
(sachant qu’une fibre sature au delà de 30 dB / 500 PA/s
et que leurs seuil de réponse est réparti sur l’échelle des niveaux d’intensité)
Expliquer la théorie de la place
+ la notion de tonotopie
Selon cette théorie, notre perception de la fréquence dépend de l’endroit où le son provoque le déplacement maximum de la membrane basilaire.
> > le terme «place» indique que
des cellules ciliées particulières reçoivent
une excitation d’une zone spécifique
de la membrane basilaire,
qui activent à leur tour
des populations de neurones particulières,
qui à leur tour activent des régions particulières
dans les différents relais auditifs
et au niveau cortical
Chaque fibre nerveuse produit une réponse maximale
pour une fréquence particulière
dite Fc (fréquence caractéristique)
» fibre répond tout de même aux autres fréquences
si l’intensité augmente,
et surtout aux fréquences inférieures à la Fc
(courbe intensité-fréquence en V + étalée à gauche)
> > théorie s’appuie sur le codage spatial = tonotopie :
organisation systématique de la membrane basilaire
basée sur la Fc et qui est préservée dans le nerf auditif jusqu’au cortex
Expliquer la théorie de la volée
Théorie qui s’appuie sur
le codage temporel des stimuli sonores :
décrit un phénomène de synchronisation des PA
sur les cycles de pression (les périodes)
Ainsi les intervalles entre 2 PA
sont des multiples de la période du stimulus
Le terme de volée traduit le fait que c’est un ensemble de fibres qui participe au codage d’une même fréquence (habituellement 10 fibres par CCI)
> concerne les fréquences entre 500 et 5000 Hz seulement
car pour les fréq < 500Hz période supérieure à 2ms et 1 fibre suffit
Mais la synchronisation n’a jamais pu être observée pour les fréquences > 5000 Hz
» codage temporel ne s’applique pas
63) 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.
Depuis la membrane basilaire jusqu’au cortex auditif, en passant par les fibres nerveuses et les noyeux relais du nerf auditif, on a identifié une organisation tonotopique couvrant les fréquences > 500 Hz
Mais pas de carte tonotopique en dessous de 500 Hz
En plus de ce codage tonotopique on observe également pour les fréquences < 5000 Hz un codage temporel pour lequel les fibres se relaient car la période est inférieure à 2 ms
> > entre 500 et 5000 Hz on a bien un double codage
64) À quoi renvoie la théorie double de la localisation des sons ? Expliquez.
Il existe 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.
Ces deux processus réunis forment la théorie double de la localisation du son.
