cours 10 Flashcards
différence entre système visuel et auditif
L’audition nous fournit certaines informations auxquelles nous n’avons pas accès par la vision et les mécanismes physiques,
physiologiques et psychologiques qui sont mis en jeu par ces modalités perceptives sont très différents.
stimulus proximal et transmission audition
vibrations émises par les objets qui sont transmises à nos oreilles via un médium élastique capable de réagir à ces vibrations
= son correspond à une variation rapide de la pression de l’air (ou autre médium élastique) environnant
en quoi consiste l’onde sonore
L’onde sonore consiste dans le déplacement de ces changements de pression à travers l’environnement
déplacement onde dans l’air (m/s)
340 m/s
déplacement onde dans l’eau (m/s)
1500 m/s
comment appelle-t-on l’onde sonore la plus simple
son pur
par quoi est caractérisé un son pur
par une variation de la pression de l’air suivant une onde sinusoïdale.
quelles sont les 3 dimensions caractéristiques des ondes sonores
amplitude
fréquence
forme
amplitude
Force des variations de la pression de l’air produites par le son.
quelle est la caractéristique psychologique (perçue) du son associée à l’amplitude
intensité
quel est le rapport entre l’amplitude sonore la plus faible et la plus forte qui peuvent être
entendues par l’oreille humaine
1/10 millions
quelle est l’unité de mesure de l’amplitude sonore
décibels
fréquence
vitesse des variations de la pression de l’air
quelle est l’unité de mesure de la fréquence
Celle-ci est mesurée en nombre de cycles par seconde (Hertz; Hz).
1Hz = 1 cycle/seconde.
étendue des fréquences audibles
20 Hz à 20 000 Hz
fréquence des sons graves vs sons aigus
100 Hz grave
7000 Hz aigu
quelle est la caractéristique psychologique du son associée à la fréquence
la hauteur (pitch)
forme de l’onde
Forme des variations de la pression de l’air à travers le temps.
quelle est la caractéristique psychologique associée à la forme de l’onde
le timbre
comment sont les sons dans notre environnement
sons complexes
comment sont les sons complexes (forme, fréquence, intensité)
la forme peut être décomposée en deux ou plusieurs ondes sinusoïdales de fréquence et d’intensité variables.
à quoi correspond une analyse de Fourier
Cette décomposition d’une onde sonore complexe en ondes sinusoïdales (plus simples)
de quoi découle une fréquence fondamentale et ses harmoniques
Les résultats de l’analyse de Fourier
appliquée sur un son complexe consistent en une fréquence fondamentale et ses
harmoniques.
quelle est la fréquence fondamentale par convention
la fréquence la plus basse, plus grande amplitude
lien entre la fréquence fondamentale et les harmoniques
les harmoniques sont des multiples de la fréquence fondamentale
intégration de fourier
addition de fréquence fondamentale et ses harmoniques pour créer une onde complexe
dans l’analyse de fourier qu’est ce qui détermine la hauteur perçue d’un son complexe
la fréquence fondamentale
la forme d’une onde sonore complexe peut être caractérisée à travers quoi
son spectre de fourier aussi appelé structure harmonique
loi acoustique de Ohm
L’oreille analyse les sons en les décomposant en composantes
sinusoïdales, comme l’analyse de Fourier.
pourquoi est ce que la perception du timbre est essentielle
l’identification des sources
sonores
quelles sont les 3 parties de l’oreille
oreille externe
oreille moyenne
oreille interne
composition de l’oreille externe
- pavillon
- canal auditif
-membrane tympanique (tympan)
longueur moyenne du canal auditif
25 mm
quelle est la première structure de l’oreille qui réagit au son
le tympan
comment est ce que le tympan réagit au son
par des vibrations qui sont causées par les variations de pression de l’air ambiant.
quelle est la propriété importante de l’oreille externe
la résonance
qu’arrive à une partie de l’énergie sonore se rendant au tympan
elle est réfléchie par le tympan
comment se produit la résonance dans l’oreille externe
L’énergie sonore dont
la fréquence est proche de la fréquence de résonance du canal auditif est amplifiée par cette résonance et est donc plus facile à détecter.
quelle est la fréquence de résonance
environ 3400 Hz
comment la valeur exacte de la fréquence de résonance est déterminée
par la longueur du canal
les fréquences qui sont amplifiées par la résonance sont entre quelle fréquences
entre 2000 et 6000 Hz
structure de l’oreille moyenne
marteau
enclume
étrier
ou sont transmises les vibrations du tympan
aux osselets de l’oreille moyenne
ou sont transmis les mouvements de l’étrier
à la fenêtre ovale qui donne sur l’oreille interne
fonction de l’oreille moyenne
à amplifier le signal mécanique produit par les vibrations du tympan
à quoi sert l’amplification du signal mécanique produit par les vibrations du tympan
importante pour maintenir une intensité suffisante de stimulation pour la transmission des vibrations sonores au milieu liquide (plus dense que l’air) de l’oreille
interne.
de quoi résulte l’effet amplificateur de l’oreille moyenne
2 principes
surfaces
levier
principe de surface
Les vibrations du tympan, dont la
surface est relativement grande, sont concentrées par les osselets sur une surface beaucoup plus petite, la fenêtre ovale.L’intensité du signal mécanique produit par
le son est amplifiée environ 18 fois par cette différence de surface.
principe de levier
La façon dont les osselets sont
attachés l’un à l’autre cause une amplification d’environ 1,3 entre le tympan et la fenêtre ovale.
que font les muscles de l’oreille moyenne
Ces muscles peuvent se contracter afin de réduire les vibrations des
osselets produits par des sons de très forte amplitude
à quoi sont attachés les muscles de l’oreille moyenne
au marteau
à l’étrier
qu’est ce que le réflexe acoustique
Les muscles de l’oreille moyenne peuvent se contracter afin de réduire les vibrations des
osselets produits par des sons de très forte amplitude
quel est le lieu de transduction
oreille interne
quelle est la structure principale de l’oreille interne
la cochlée
à quoi ressemble la cochlée
qui a la forme d’un tube (longueur
d’environ 35 mm) enroulé sur lui-
même (2 3/4 de tours). Son diamètre est d’environ 4 mm.
comment est ce que la cochlée est divisée
divisée sur sa longueur par la partition cochléaire
que retrouve-t-on de part et d’autre de la partition cochléaire
rampe vestibulaire
rampe tympanique
reliées entre elles par l’hélicotréma
quel est le compartiement de la partition cochléaire
canal cochléaire
comment est délimité le canal cochléaire
membrane de Reissner
membrane basilaire
quelles sont les structures internes au canal cochléaire responsables de la transduction
organe de Corti
membrane tectoriale
explique les étapes du processus de transduction
- Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis à
la cochlée à travers la fenêtre ovale. 2. Ces mouvements causent
des changements de pression du liquide à l’intérieur de la
cochlée. - Cette vibration est transmise à la partition cochléaire qui se met en mouvement de haut-en-bas.
- Ceci produit un mouvement de haut-en-bas de l’organe de
Corti et un mouvement latéral de la membrane tectoriale.
5.Les cils des cellules ciliées plient étant donné leur mouvement
relativement à la membrane tectoriale
= transduction
quelles structures sont principalement à la base du signal transmis au nerf auditif
les cellules ciliées internes
source de 90% du signal transmis
type de cellules ciliées
internes
externes
Cellules ciliées externes fonction
Elles peuvent s’allonger pour amplifier la vibration de la membrane basilaire augmentant ainsi la sensibilité auditive
Que reçoivent les cellules ciliées externes
Des influx nerveux en provenance du cerveau
Comment sont organisées les cellules ciliées
Elles sont attachées entre elles
Qu’entraine le mouvement d’un cil (cellules ciliées)
Le mouvement d’un cil entraine le mouvement des autres attachés dessus
Qu’entraine la tension des attaches des cellules ciliées
L’ouverture des canaux perméables au potassium qui pénètre rapidement dans la cellule
Qu’entraine l’ouverture des canaux K+
Dépolarisation
Qu’entraine la dépolarisation de la cellule lors de l’entrée du K+
L’entrée rapide d’ions calcium et le relâchement de neurotransmetteurs qui vont stimuler les neurones du nerf auditif
Chaque cellule ciliée interne fait synapse avec combien de neurones
10-30 neurones du nerf auditif
La transduction dans le système auditif est de quel ordre
Mécanoélectrique
Vitesse de la transduction auditive
La transduction auditive est extrêmement rapide, permettant une résolution temporelle de l’ordre du 10 millionième de seconde, qui est requise pour la localisation de sources sonores.
La transduction du système auditif produit une déflection de quel ordre
cette transduction se produit avec une déflection des cellules ciliées de l’ordre du nanomètre, qui correspond sensiblement à la taille d’un seul atome.
Comment le système auditif représente-t-il la fréquence des sons?
Code spatial
Code temporel
Quel code (spatial ou temporel) est le plus vrai et le plus applicable
Code spatial
Code spatial
La fréquence sonore est signalée par des neurones situés à des localisations différentes dans une structure auditive
Code temporel
La fréquence sonore est signalée par la fréquence des influx nerveux produits par le stimulus
Selon le code spatial, comment sont les fréquences sonores des cellules ciliées
Les cellules ciliées situées à des endroits différents le long de la cochlée signalent des fréquences sonores différentes
Que causent les vibrations transmises à la cochlée
Un mouvement de la membrane basilaire en forme d’onde
Comment appelle-t-on les vibrations transmises à la cochlée qui causent un mouvement de la membrane basilaire en forme d’onde
Onde propagée
Comment se déplace l’onde propagée
Elle se déplace de la base (extrémité du côté de la fenêtre ovale) de la membrane à l’apex
L’onde propagé est caractérisée par quoi
Son enveloppe
À quoi correspond l’enveloppe de l’onde propagée
L’amplitude maximale du mouvement de la membrane basilaire à travers sa longueur
Qu’affecte l’amplitude du mouvement de la membrane basilaire
L’intensité de la stimulation des cellules ciliées
À quoi servent les 2 propriétés de la membrane basilaire
Elles modulent l’enveloppe de l’onde propagée en fonction de la fréquence du son
Elles font en sorte que le point de la membrane basilaire où l’enveloppe atteint son amplitude maximale varie en fonction de la fréquence
Quelles sont les 2 propriétés de la membrane basilaire
1- La membrane basilaire est de 3-4 fois plus étroite à sa base qu’à l’apex.
2- La membrane basilaire est environ 100 fois plus rigide (parce que plus épaisse) à sa base qu’à l’apex.
Relation entre l’amplitude de l’enveloppe et les cellules ciliées
Plus l’amplitude de l’enveloppe est grande, plus les cellules ciliées seront stimulées fortement par le son.
Relation entre la fréquence, l’amplitude maximale
Plus la fréquence est grande, plus l’amplitude maximale se produit proche de la base
Les cellules ciliées de la cochlée sont organisées comment
Carte tonotopique
Carte tonotopique des cellules ciliées de la cochlée
Représentation ordonnée de la fréquence sonore à travers la longueur de la cochlée
Organisation de la carte tonotopique
Les hautes fréquences sont représentées près de la base de la cochlée et plus on avance vers l’apex, plus la fréquence représentée diminue
À quoi correspond le seuil de réponse d’un neurone du nerf auditif
L’amplitude minimale produisant une fréquence d’influx nerveux plus élevée que l’activité spontanée
Comment s’appelle la fréquence pour laquelle une cellule ciliée a le seuil le plus bas
Fréquence caractéristique de la cellule
Quelle est l’idée du code temporel
L’idée du code temporel est que la fréquence sonore est signalée par la fréquence des influx nerveux qu’il produit
Quelle est la contrainte du code temporel
Ce code ne peut évidemment être représenté par une seule fibre nerveuse étant donné la limite
maximale de fréquence d’influx nerveux
Quelle est la limite maximale de fréquence d’influx nerveux
Environ 500 impulsions/ seconde
comment s’appelle la solution à la contrainte du code temporel
Principe de la volée
principe de la volée
Selon ce principe, le code temporel est réalisé
par plusieurs fibres nerveuses, chacune produisant un influx nerveux synchronisé avec la fréquence du
stimulus.
limite du principe de la volée
Il semble toutefois que le principe de la volée ne puisse signaler la fréquence d’un son que pour les fréquences relativement basses (se dégrade à partir de 1000 Hz; max. 4000-5000 Hz) dans le nerf auditif.
Quelles sont les structures en jeu dans le système auditif (voies auditives)
Noyau cochléaire
Noyau olivaire supérieur
Collicule inférieur
Corps genouillé médian
Cortex auditif primaire
Où se fait la première synapse des fibres du nerf auditif
Noyau cochléaire
Étapes/ trajet du signal nerveux à travers les voies auditives
Nerf auditif—> noyau cochléaire—-> noyau olivaire supérieur—> collicule inférieur—> corps genouillé médian (CGM)—-> cortex auditif primaire (A1)—> connexions descendantes vers CGM
Le système auditif reçoit des signaux ipsilatéraux ou controlatéraux
Au total, ceci implique que chaque hémisphère cérébral reçoit un signal en provenance des deux oreilles, bien que l’oreille controlatérale soit privilégiée.
Comment peut on affirmer que chaque hémisphère cérébral reçoit un signal en provenance des deux oreilles
Chaque noyau cochléaire envoie des projections vers les noyaux olivaires supérieurs droit et gauche. De plus, des connexions existent entre les collicules inférieurs gauche et droit.
L’organisation tonotopique de la cochlée est-elle maintenue
maintenue dans toutes les stations de relais des voies auditives (Noyau cochléaire, Noyau olivaire supérieur, Collicule inférieur, CGM) jusqu’à l’aire A1.
Comment est l’organisation de A1
Organisation en colonnes de fréquence
Les colonnes proches les unes des autres dans le cortex A1 ont des fréquences comment
les colonnes proches les unes des autres dans le cortex ont des fréquences caractéristiques voisines.
Comment s’applique le principe de la volée dans le cortex auditif
Il ne semble s’appliquer que pour des fréquences sonores inférieures à 500 Hz. La synchronisation avec les vibrations sonores n’est pas maintenue au niveau cortical pour des fréquences plus élevées.
Quelles sont les aires en jeu dans l’organisation fonctionnelle hiérarchique du cortex auditif
A1 envoie des projections vers la «ceinture» qui elle-même projette vers la «péri-ceinture»
Structure du cortex auditif et activation par quel type de stimulation
A1: stimulations simples
Ceinture et péri-ceinture: stimuli plus complexes
La perception de l’intensité sonore est principalement déterminée par quoi
L’amplitude des sons
La fréquence des tonalités
La durée
Comment est la sensibilité du système auditif
La sensibilité de notre système auditif n’est pas la même pour toutes les fréquences
Courbe d’audibilté illustre quoi
Le seuil absolu à travers les fréquences audibles
Comment varie le seuil auditif absolu
En fonction de la fréquence
Le seuil le plus bas est obtenu pour quelles fréquences
Les fréquences de 2000-6000 Hz qui sont celles amplifiées par la résonance du canal auditif
Le seuil le plus bas est obtenu pour quelles fréquences
Les fréquences de 2000-6000 Hz qui sont celles amplifiées par la résonance du canal auditif
Qu’inclut l’aire de réponse auditive
L’ensemble des sons audibles qui sont situés entre la courbe d’audibilité et le seuil de sensation
Au-delà du seuil de sensation
les sons deviennent douloureux et peuvent endommager le système auditif même à une durée très brève.
Courbe d’iso-sonie
Courbe reflétant, pour l’ensemble des fréquences audibles, l’amplitude requise pour produire un son d’intensité subjective constante.
Comment varie l’amplitude physique d’un son qui est requise pour produire une intensité subjective donnée
La fréquence
Comment est la courbe d’iso-sonie si elle correspond à une intensité élevée
Plus la courbe d’iso-sonie correspond à une intensité élevée, plus cette courbe s’aplatit
la sensibilité de notre système auditif s’égalise à travers l’ensemble des fréquences audibles avec quoi
une augmentation de l’amplitude sonore.
Quelle est la période d’intégration temporelle
De 100-200 ms
Quel est le seuil différenciel pour la perception de l’intensité
1 dB (peut être plus ou moins selon la fréquence et la méthode).
Comment est mesurée la relation entre intensité perçue et amplitude sonore
Méthode d’estimation de magnitude
Que révèle la méthode d’estimation de magnitude au sujet de la relation entre intensité perçue et amplitude sonore
Un phénomène d’expansion de la réponse
Unité de mesure de l’intensité perçue
En Sones
Quel est le son de référence pour l’intensité perçue
Une valeur de 1 sone correspond à l’intensité subjective produite par une tonalité d’une fréquence de 1000 Hz et dont l’amplitude est de 40 dB
La hauteur perçue d’un son varie en fonction de quoi et comment est la relation
Varie en fonction de sa fréquence
Non-linéaire
Hauteur perçue de référence
La hauteur perçue est mesurée en mels, où 1000 mels correspond à la hauteur perçue d’un son de 1000 Hz-40 dB.
Pour un son pur de 1000 Hz, quel est le seuil différentiel
1 Hz
Le seuil différentiel est plus élevé pour quoi?
Le seuil est plus élevé pour les fréquences sonores plus basses ou plus élevées
Pourquoi est ce que le seuil est plus élevé pour les fréquences sonores plus basses ou plus élevées
La dégradation du codage temporel de la fréquence sonore à partir de 1000 Hz
Effet de masquage
La présentation d’un bruit blanc avec un autre son affecte notre capacité à percevoir ce son (effet de masquage).
Bruit blanc constitution
Stimulus constitué d’un ensemble de fréquences voisines.
Analyse de Fourier bruit blanc
L’analyse de Fourier d’un bruit blanc produit un spectre à partir duquel il n’est pas possible d’isoler une fréquence fondamentale et ses harmoniques.
Caractéristiques bruit blanc + exemple
Fréquence centrale
Bande passante
Par exemple, pour un bruit blanc comprenant des fréquences entre 365 et 455 Hz, la fréquence centrale est de 410 Hz et la bande passante est de 90 Hz.
Comment est mesuré le seuil d’audibilité
Avec les tonalités présentées seules ou avec un masque
L’effet de masquage est le plus marqué pour quelles fréquences
Celles incluses dans celles constituant le bruit blanc
Il se répand toutefois à des fréquences voisines, en particulier aux fréquences qui sont plus élevées que celles constituant le masque
Comment s’explique l’effet de masquage asymétrique
Cet effet de masquage asymétrique s’explique directement par la forme de l’enveloppe de vibration de la membrane basilaire, qui elle aussi est asymétrique
Qu’implique l’étude de la bande passante critique
D’examiner l’effet de la bande passante d’un bruit blanc sur le seuil d’audibilité d’un son pur d’une fréquence donnée
relation entre l’effet de masquage et la bande passante
On constate que l’effet de masquage augmente avec une augmentation de la bande passante, jusqu’à un certain point où une augmentation additionnelle de la bande passante n’a plus d’effet
Comment appelle-t-on le point où une augmentation additionnelle de la bande passante n’a plus d’effet
Bande passante critique
Étendue de la bande passante critique
La bande passante critique a une étendue plus faible pour les basses fréquences sonores que pour les hautes fréquences
Comment est ce qu’on peut expliquer que la bande passante critique a une étendue plus faible pour les basses fréquences sonores que pour les hautes fréquence
Ceci s’explique par le fait que l’espace sur la membrane basilaire qui sépare les basses fréquences est plus étendu que celui pour les hautes fréquences.
