Cours 10 Flashcards
Perception auditive 1
Question: Comment l’audition informe-t-elle sur notre environnement, et en quoi est-elle différente de la vision ?
L’audition fournit des informations environnementales grâce à des vibrations sonores transmises via un médium élastique (air, eau, etc.). Contrairement à la vision, elle peut capter des signaux auxquels la vision n’a pas accès. Les mécanismes physiques, physiologiques et psychologiques mis en jeu diffèrent grandement entre ces deux modalités perceptives.
Qu’est-ce qu’un stimulus sonore, et comment est-il transmis à nos oreilles ?
Un stimulus sonore correspond à une variation rapide de la pression de l’air (ou d’un autre médium élastique) provoquée par des vibrations d’objets. Ces variations sont transmises aux oreilles via des ondes sonores qui voyagent à des vitesses différentes selon le médium : 340 m/s dans l’air et 1500 m/s dans l’eau.
Question: Pourquoi le son est-il décrit comme une onde sonore, et comment se déplace-t-il dans l’environnement ?
Le son est décrit comme une onde sonore car il se compose de déplacements alternés de compression et de raréfaction de la pression dans un médium (air, eau). Ces déplacements se propagent dans l’environnement à des vitesses spécifiques : 340 m/s dans l’air et 1500 m/s dans l’eau.
Quelle est la différence de vitesse de propagation des ondes sonores dans l’air et dans l’eau ?
Dans l’air, la vitesse de propagation des ondes sonores est d’environ 340 m/s, tandis que dans l’eau, elle est beaucoup plus rapide, à environ 1500 m/s. Cette différence est due à la densité et à l’élasticité du milieu, qui sont plus élevées dans l’eau.
Qu’est-ce qu’un milieu élastique en physique ?
Un milieu élastique est un matériau ou un environnement capable de reprendre sa forme initiale après avoir été déformé par une force externe. Dans le contexte des ondes sonores, un milieu élastique (comme l’air, l’eau ou un solide) permet la transmission des vibrations en réagissant aux variations de pression par des compressions et des raréfactions successives.
Comment nomme-t-on l’onde sonore la plus simple ?
son pure
Qu’est-ce qu’un son pur ? C’est caractérisé par quoi ?
L’onde sonore la plus simple est appelée un son pur.
Un son pur est caractérisé par une variation de la pression de l’air suivant une onde sinusoÏdale.
(ex : diapason ou son généré en laboratoire - parfaitement sinusoÏdale, sans mélanges d’autres sons)
Quelles sont les 3 dimensions qui caractérisent l’onde sonore ?
- Amplitude
- Fréquence
- Forme
Amplitude
(1 des 3 dimensions caractéristiques de l’onde sonore)
Force des variations de la pression de l’air produites par le son.
La caractéristique psychologique (i.e. perçue) du son associée à l’amplitude est l’intensité.
Mesuré en décibels (dB).
La caractéristique psychologique (i.e. perçue) du son associée à l’amplitude.
l’intensité
qui suis-je ? : Force des variations de la pression de l’air produites par le son.
amplitude
Quel est le rapport entre l’amplitude sonore la plus faible et la plus forte qui peuvent être entendues par l’oreille humaine ?
environ 1/10 millions
l’amplitude sonore est mesurée en quoi ?
dB (décibels)
Comment nos oreilles perçoivent-elles l’amplitude sonore, et pourquoi utilise-t-on une échelle logarithmique en décibels ?
Nos oreilles ne perçoivent pas directement les valeurs absolues de la pression sonore (en pascals), mais plutôt les changements relatifs dans l’amplitude des sons. Elles comparent les sons pour détecter des augmentations ou des diminutions.
relation entre dB et micropascals
dB = 20 log (p/p0)
où p0 = 20 micropascals
Fréquence
(1 des 3 dimensions caractéristiques de l’onde sonore)
Vitesse des variations de la pression de l’air.
La caractéristique psychologique associée à la fréquence est la hauteur.
Celle-ci est mesurée en nombre de cycles par seconde (Hertz ; Hz). 1 Hz = 1 cycle/seconde.
qui suis-je ? : vitesse des variations de la pression de l’air
fréquence
la fréquence est mesurée en quoi ?
Celle-ci est mesurée en nombre de cycles par seconde (Hertz ; Hz).
quelle est la relation entre le temps et la fréquence ?
1 Hz = 1 cycle/seconde
les fréquences audibles vont de combien à combien de Hertz (Hz) ?
Les fréquences audibles vont de 20 Hz
20 000 Hz.
Quelle est la caractéristique psychologique associée à la fréquence ?
hauteur (“pitch”)
Forme de l’onde
(1 des 3 dimensions caractéristiques de l’onde sonore)
Forme des varaitions de la pression de l’air à travers le temps.
La caractéristique psychologique associée est le timbre.
qui suis-je ? : forme des variations de la pression de l’air à travers le temps
forme de l’onde
La forme de l’onde est associée à quelle caractéristique psychologique ?
le timbre
La fréquence est associée à quelle caractérisitque psychologique ?
la hauteur (“pitch”)
L’amplitude est associée à quelle caractéristique psychologique ?
L’intensité
v ou f : la plupart des sons dans notre environnement sont des sons purs
faux
La plupart des sons dans notre environnemeent sont des sons complexes (e.g. saxophone), i.e. dont l’onde a une forme différente d’un son pur.
sons complexes
La plupart des sons dans notre environnement sont des sons complexes (e.g. saxophone), i.e. dont l’onde a une forme différente d’un son pur.
Ces sons correspondent à des variations de la pression dans l’air suivant une onde dont la forme peut être décomposée en 2 ou plusieurs ondes sinusoïdales de fréquence et d’intensité variables. (décomposition = analyse de Fourier)
La décomposition d’une onde sonore complexe en ondes sinusoïdales (plus simples) correspond à quoi ?
Analyse de Fourier
Les résultats de l’analyse de Fourier appliquée sur un son complexe consistent en une fréquence fondamentale et ses harmoniques.
Les résultats de l’analyse de Fourier appliquée sur un son complexe consistent en quoi ?
En une fréquence fondamentale et ses harmoniques.
Qu’est-ce que la fréquence fondamentale ?
La fréquence fondamentale est l’onde sinusoïdale de plus basse fréquence qui est produite par l’analyse de Fourier. C’est la fréquence fondamentale qui détermine la hauteur perçue d’un son complexe.
Toutes les autres fréquences présentes dans le son (appelées harmoniques) sont des multiples de cette fréquence fondamentale.
Les h
Qu’est-ce qu’un harmonique ?
Les harmoniques sont des ondes sinusoïdales dont la fréquence est un multiple de la fréquence fondamentale.
Par exemple, pour un son complexe dont la fréquence fondamentale est de 440 Hz, la deuxième harmonique (fréquence fondamentale x 2) a une fréquence de 880 Hz.
En résumé, la forme d’une onde sonore complexe peut être caractérisé à travers son spectre de Fourier, également appelé structure harmonique.
Comment un son complexe est-il construit ?
Un son complexe est créé en additionnant :
- Une fréquence fondamentale (détermine la hauteur principale).
- Des harmoniques (multiples de la fondamentale, comme 2x, 3x la fréquence).
En combinant ces ondes sinusoïdales, le son devient de plus en plus complexe, formant des formes comme une onde carrée après plusieurs additions.
Est-ce que la forme de l’onde et la structure harmonique sont des synonymes ?
Pas exactement, mais ils sont liés. Voici la différence :
- Structure harmonique : Fait référence aux fréquences spécifiques (fondamentale + harmoniques) qui composent un son. Elle détermine la composition spectrale du son, c’est-à-dire quelles fréquences sont présentes et avec quelles amplitudes.
- Forme de l’onde : Représentation graphique dans le temps de la combinaison des fréquences. La forme de l’onde est une conséquence directe de la structure harmonique. Par exemple, une onde sinusoïdale pure a une structure harmonique simple (une seule fréquence), tandis qu’une onde carrée a plusieurs harmoniques avec des amplitudes spécifiques.
Donc, la forme de l’onde reflète visuellement la structure harmonique, mais ce n’est pas un synonyme.
qui suis-je ? : onde sinusoïdale de plus basse fréquence qui est produite par l’analyse de Fourier
fréquence fondamentale
qui suis-je ? : je détermine la hauteur perçue d’un son complexe
fréquence fondamentale
qui suis-je ? : onde sinusoïdale dont la fréquence est un multiple de la fréquence fondamentale
harmonique
Pour un son complexe dont la fréquence fondamentale est de 440 Hz, quelle fréquence aura la deuxième harmonique ?
La deuxième harmonique (fréquence fondamentale x2) a une fréquence de 880 Hz.
La forme d’une onde sonore complexe peut être caractérisée à travers son spectre de Fourier, également appelé quoi ?
structure harmonique
Loi acoustique de Ohm
L’oreille analyse les sons en les décomposant en composantes sinusoïdales, comme l’analyse de Fourier.
ceci = quelle loi ? : L’oreille analyse les sons en les décomposant en composantes sinusoïdales, comme l’analyse de Fourier.
loi acoustique de Ohm
timbre
La caracéristique psychologique associée à la forme de l’onde sonore (i.e. spectre de Fourier ou structure harmonique).
La perception du timbre est essentielle pour l’identification des sources sonores (e.g. guitare vs trompette, reconnaissance de la voix, etc.)
C’est une caractéristique psychologique du son qui nous permet de différencier des instruments ou des voix, même s’ils produisent la même note (même fréquence fondamentale).
- Il est lié à la forme de l’onde sonore, laquelle résulte de la structure harmonique : les fréquences fondamentales et leurs harmoniques.
qui suis-je ? : la caractéristique psychologique associée à la forme de l’onde sonore (i.e. spectre de Fourier ou structure harmonique).
le timbre
qui suis-je ? : je suis essentielle pour l’identification des sources sonores (e.g. guitare vs trompette, reconnaissance de la voix, etc.)
le timbre
Pourquoi le timbre diffère-t-il entre la guitare, le basson et le saxophone, bien qu’ils puissent jouer la même note ?
Le timbre diffère parce que chaque instrument a une distribution unique des amplitudes de ses harmoniques, même s’ils partagent la même fréquence fondamentale.
Pourquoi le timbre diffère-t-il entre la guitare, le basson et le saxophone, bien qu’ils puissent jouer la même note ?
Le timbre diffère parce que chaque instrument a une distribution unique des amplitudes de ses harmoniques, même s’ils partagent la même fréquence fondamentale.
L’anatomie de l’oreille est divisée en quelles 3 parties ?
- Oreille externe
- Oreille moyenne
- Oreille interne
L’oreille externe est composée de quoi ?
3
- pavillon
- canal auditif
- membrane tympanique (i.e. tympan)
Qui suis-je ? : je suis composée du pavillon, du canal auditif, de la membrane tympanique
oreille externe
longueur du canal auditif
longueur moyenne de 25 mm
tympan
Première stucture de l’oreille qui réagit au son par des vibrations qui sont causées par les variations de pression de l’air ambiant.
qui suis-je ? : Première stucture de l’oreille qui réagit au son par des vibrations qui sont causées par les variations de pression de l’air ambiant.
tympan
une propriété importante de quelle structure de l’oreille est la résonance ?
l’oreille externe
Une propriété importante de l’oreille externe est la résonance. Expliquez.
Une partie de l’énergie sonore est réfléchie par le tympan. 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.
La fréquence de résonance (celle qui est le plus amplifiée par la résonance) est de combien de Hz ?
environ 3400 Hz
Sa valeur exacte est déterminée par la longueur du canal auditif.
Les fréquences qui sont amplifiées par la résonance sont de combien de Hz?
Entre 2000 et 6000 Hz.
les vibrations du tympan sont transmises à quelle structure ?
Les vibrations du tympan sont transmises aux osselets de l’oreille moyenne.
quels sont les osselets de l’oreille moyenne, auxquels sont transmises les vibrations venant du tympan ?
3
Ces osselets sont :
- le marteau
- l’enclume
- l’étrier
Les osselets se trouve-ils dans l’oreille externe, moyenne ou interne ?
Les osselets se trouvent dans l’oreille moyenne
Les mouvements de l’étrier sont transmis à quelle structure ?
Les mouvements de l’étrier (1 des 3 osselets) sont transmis à la fenêtre ovale, qui donne sur l’oreille interne.
Quelle est la fonction de l’oreille moyenne en lien avec l’amplification du signal sonore ?
L’oreille moyenne amplifie le signal mécanique produit par les vibrations du tympan pour assurer une transmission efficace des vibrations sonores vers l’oreille interne.
Pourquoi l’amplification du signal sonore est-elle nécessaire dans l’oreille moyenne ?
L’amplification est nécessaire car les vibrations sonores doivent être transmises du milieu aérien (moins dense) au milieu liquide (plus dense) de l’oreille interne. Sans cette amplification, la stimulation sonore perdrait en intensité.
Quel est le rapport d’amplification du signal mécanique dans l’oreille moyenne ?
Le signal mécanique est amplifié avec un rapport d’environ 22/1 dans l’oreille moyenne.
Comment l’oreille moyenne contribue-t-elle à la perception auditive dans l’oreille interne ?
L’oreille moyenne amplifie les vibrations du tympan pour maintenir une intensité suffisante de stimulation, permettant ainsi aux vibrations sonores d’être transmises efficacement au milieu liquide de l’oreille interne.
L’effet amplificateur produit au niveau de l’oreille moyenne résulte de quels 2 principes ?
- Surfaces
- Levier
Surfaces
(1 des 2 principes qui créent l’effet amplificateur au niveau de l’oreille moyenne)
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 18x plus par cette différence de surface.
Levier
(1 des 2 principes qui créent l’effet amplificateur au niveau de l’oreille moyenne)
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.
L’intensité du signal mécanique produit par le son est amplifiée de combien à cause de la différence de surface entre le tympan et la fenêtre ovale ?
environ 18 x plus
La façon dont les osselets sont attachés l’un à l’autre cause une amplification d’environ combien entre le tympan et la fenêtre ovale ?
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.
Comment le principe des surfaces contribue-t-il à l’amplification sonore dans l’oreille moyenne ?
Le tympan a une surface beaucoup plus grande que la fenêtre ovale. Cette différence de surface concentre l’énergie des vibrations, amplifiant le signal d’environ 18 fois lorsqu’il est transmis à la fenêtre ovale.
Comment le principe du levier agit-il dans l’oreille moyenne pour amplifier le signal ?
Les osselets (marteau, enclume et étrier) sont connectés de manière à fonctionner comme un levier, augmentant la force transmise d’environ 1,3 fois entre le tympan et la fenêtre ovale.
Quelle est la fonction du réflexe acoustique dans l’oreille moyenne ?
Le réflexe acoustique consiste en la contraction des muscles attachés au marteau et à l’étrier pour réduire les vibrations des osselets face à des sons de très forte amplitude, protégeant ainsi l’oreille interne.
À quoi servent les images (a) et (b) sur la diapo ?
- Image (a) : Montre le principe des surfaces, où l’énergie des vibrations du tympan est concentrée sur une plus petite surface (fenêtre ovale), amplifiant le signal sonore.
- Image (b) : Illustre le principe du levier, où les osselets agissent comme un levier pour augmenter la force transmise des vibrations sonores.
à quel niveau de l’oreille se produit le réflexe acoustique : oreille externe, moyenne ou interne ?
oreille moyenne
Lieu où le signal sonore est transformé en influx nerveux (transduction) ?
oreille interne
Structure principale de l’oreille interne
la cochlée
Cochlée
Structure principale de l’oreille interne, 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 44 mm.
La cochlée est divisée sur sa longueur par la partition cochléaire. On retrouve de part et d’autre de partition cochléaire la rampe vestibulaire (“scala vestibuli”) et la rampe tympanique (“scala tympani”), reliées entre elles par l’hélicométra.
longueur de la cochlée
longueur d’environ 35 mm
La cochlée a une longueur d’environ 35 mm enroulé sur lui même avec combien de tours ?
2 3/4 de tours
diamètre de la cochlée
4 mm
La cochlée est divisée comment ?
La cochlée est divisée sur sa longueur par la partition cochléaire.
On retrouve de part et d’autre de la partition cochléaire la rampe vestibulaire (“scala vestibuli”) et la rampe tympanique (“scala tympani”), reliées entre elles par l’hélicotréma.
Que retrouve-t-on de part et d’autre de la partition cochléaire ?
On retrouve de part et d’autre de la partition cochléaire la rampe vestibulaire (“scala vestibuli”) et la rampe tympanique (“scala tympani”), reliées entre elles par l’hélicotréma.
par quoi sont reliés la rampe vestibulaire (“scala vestibuli”) et la rampe tympanique (“scala tympani”)?
Elles sont reliées entre elles par l’hélicotréma.
nom latin pour la rampe vestibulaire
scala vestibuli
nom latin pour la rampe tympanique
scala tympani
qu’est-ce que le scala vestibuli ?
rampe vestibulaire
qu’est-ce que le scala tympani ?
rampe tympanique
la partition cochléaire elle-même comprend un autre compartiment, lequel ?
le canal cochléaire (“scala media”)
quel compartiment fait parti de la partition cochléaire ?
le canal cochléaire (“scala media”)
Canal cochléaire (“scala media”)
Fait parti de la partition cochléaire.
Le canal cochléaire est délimité d’un côté par la membrane de Reissner et de l’autre par la membrane basilaire.
Les structures internes au canal cochléaire, qui sont responsables de la transduction (transformation de l’énergie sonore en influx nerveux) sont l’organe de corti et la membrane tectoriale.
le canal cochléaire est délimité par quoi ?
Le canal cochléaire est délimité d’un côté par la membrane de Reissner et de l’autre par la membrane basilaire.
le nom des 2 membranes qui délimitent le canal cochléaire
Le canal cochléaire est délimité d’un côté par la membrane de Reissner et de l’autre par la membrane basilaire.
Les structures internes (l’organe de Corti et la membrane tectoriale) au canal cochléaire sont responsables de quoi ?
de la transduction (transformation de l’énergie sonore en influx nerveux)
Quelles sont les 2 structures internes au canal cochléaire qui sont responsables de la transduction (transformation de l’énergie sonore en influx nerveux)
- L’organe de Corti
- La membrane tectoriale
Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis où ? À travers quoi ?
Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis à la cochlée à travers la fenêtre ovale.
Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis à la cochlée à la fenêtre ovale. Ces mouvements causent quoi ?
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.
Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis à la cochlée à la fenêtre ovale. 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. Que ce passe-t-il ensuite ?
Ceci produit un mouvement de haut-en-bas de l’organe de Corti et un mouvement latéral de la membrane tectoriale. Les cils et les cellules ciliées plient étant donné leur mouvement relativement à la membrane tectoriale, ce qui donne lieu au processus de transduction.
Expliquez chaque étape commençant par le mouvement de l’étrier (oreille moyenne), allant jusqu’au processus de transduction.
Les mouvements de l’étrier (oreille moyenne) sont transmis à la cochlée à travers la fenêtre ovale.
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.
Les cils des cellules ciliées plient étant donné leur mouvement relativement à la membrane tectoriale, ce qui donne lieu au processus de transduction.
Qu’est-ce qui est à la source de 90% du signal transmis au nerf auditif ?
Les cellules ciliées internes sont à la source de 90% du signal transmis
De quelles manières les cellules ciliées contribuent-elles au système auditif ?
Les cellules ciliées internes sont à la source de 90% du signal transmis au nerf auditif. Les cellules ciliées externes reçoivent des influx nerveux en provenance du cerveau et peuvent s’allonger pour amplifier la vibration de la membrane basilaire, augmentant ainsi la sensibilité auditive.
Comment les forces de cisaillement (shear force) agissent-elles sur les cellules ciliées pendant la phase ascendante et descendante des vibrations sonores ?
- Phase ascendante : La membrane basilaire se déplace vers le haut, entraînant un cisaillement des cils vers la membrane tectoriale.
- Phase descendante : La membrane basilaire se déplace vers le bas, inversant le mouvement des cils.
Comment la partition cochléaire intéragit-elle avec l’organe de Corti ?
La partition cochléaire qui bouge de haut-en-bas produit un mouvement de haut-en-bas de l’organe de Corti, et un mouvement latéral de la membrane tectoriale.
Expliquez comment le mouvement des cellules ciliées mène à la transduction.
Les cellules ciliées sont attachées entre elles. Le mouvement d’un cil entraîne le mouvement des autres attachés dessus. La tension sur ces attaches etraîne l’ouverture des canaux perméables au potassium (K+), qui oénètre rapidement dans la cellule et crée une dépolarisation (i.e. influx nerveux). Celle-ci cause l’entrée rapide d’ions calcium (Ca+) et le relâchement de neurotransmetteurs qui vont stimuler les neurones du nerf auditif.
Chaque cellule ciliée interne fait synapse avec combien de neurones du nerf auditif ?
Chaque cellule ciliée interne fait synapse avec10-30 neurones du nerf auditif.
le mode de transduction du système auditif est de quel ordre ?
mécanoélectrique
Complétez la phrase en lien avec la transduction auditive : le mouvement d’un cil entraîne quoi ?
Le mouvement des autres attachés dessus.
Complétez la phrase en lien avec la transduction auditive : Le mouvement d’un cil entraîne le mouvement le mouvement des autres attachés dessus. La tension sur ces attaches entraîne quoi ?
La tension sur ces attaches entraîne l’ouverture de canaux perméables au potassium (K+), qui pénètre rapdement dans la cellule et cée une dépolarisation (i.e. influx nerveux).
Complétez la phrase en lien avec la transduction auditive : Le mouvement d’un cil entraîne le mouvement le mouvement des autres attachés dessus. La tension sur ces attaches entraîne l’ouverture de canaux perméables au potassium (K+), qui pénètre rapdement dans la cellule et cée une dépolarisation (i.e. influx nerveux). Celle-ci cause quoi ?
Celle-ci cause l’entrée rapide d’ions calciums (Ca+) et le relâchement de neurotransmetteurs qui vont stimuler les neurones du nerf auditif. Chaque cellule ciliée interne fait synapse avec 10-30 neurones du nerf auditif.
Combien de temps prend 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.
Quelle est la résolution temporelle de la transduction auditive ?
Elle est de l’ordre de 10 millionième de seconde.
Pourquoi une résolution temporelle aussi rapide (de l’ordre du 10 millionième de seconde) est-elle essentielle dans le système auditif ?
Elle est nécessaire pour permettre la localisation des sources sonores avec précision.
résolution temporelle
La résolution temporelle est la capacité à distinguer des événements sonores très rapprochés dans le temps.
Quelle est la précision mécanique des cellules ciliées lors de la transduction auditive ?
La déflection des cellules ciliées est de l’ordre du nanomètre, une distance équivalente à la taille d’un seul atome.
À quel point la transduction auditive est-elle précise ?
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.
De plus, 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.
Expliquez comment les cellules ciliées contribuent au code spatial
(code spatial = 1 des 2 manière dont le système auditif se représente la fréquence des sons)
Selon l’idée du code spatial, les cellules ciliées situées à des endroits différents le long de la cochlée signalent des fréquences sonores différentes.
Bekesky a démontré que les vibrations transmises à la cochlée causent un mouvement de la membrane basilaire en forme d’onde. Cette onde propagée (“traveling wavve”) se déplace de la base (extrémité du côté de la fenêtre ovale) de la membrane à l’apex.
Contribution de békésy en lien avec le code spatial
Békésy a démontré que les vibrations transmises à la cochlée causent un mouvement de la membrane basilaire en forme d’onde. Cette onde propagée (“traveling wave”) se déplace de la base (extrémité du côté de la fenêtre ovale) de la membrane à l’apex.
Selon Békésy, comment les vibrations transmises à la cochlée contribuent-ils au code spatial ?
Békésy a démontré que les vibrations transmises à la cochlée causent un mouvement de la membrane basilaire en forme d’onde. Cette onde propagée (“traveling wave”) se déplace de la base (extrémité du côté de la fenêtre ovale) de la membrane à l’apex.
Caractéristique de l’onde propagée (traveling wave)
L’onde est caractérisé par son enveloppe, qui correspond à l’amplitude maximale du mouvement de la membrane basilaire à travers sa longueur.
L’amplitude du mouvement de la membrane basilaire affecte quoi ?
Affecte l’intensité de la stimulation des cellules ciliées.
Les 2 propriétés de la membrane basilaire qui modulent l’enveloppe de l’onde propagée en fonction de la fréquence du son.
La membrane basilaire présente 2 propriétés qui modulent l’enveloppe de l’onde propagée en fonction de la fréquence du son :
1- la membrane basilaire est de 3-4 fois plus étroite à sa base qu’à l’apex.
2- la membrane basilaire est d’environ 100 x plus rigide (parce que plus épaisse) à sa base qu’à l’apex.
lequel est le plus étroit ? : l’apex de la membrane basilaire ou la base de la membrane basilaire ?
La membrane basilaire est de 3-4 x plus étroite à sa base qu’à l’apex
La membrane basilaire présente 2 propriétés qui modulent l’enveloppe de l’onde propagée en fonction de la fréquence du son. Quelles sont ces 2 propriétés, et pourquoi ces 2 propriétés ont cet effet ?
Les 2 propriétés :
1- la membrane basilaire est de 3-4 fois plus étroite à sa base qu’à l’apex.
2- la membrane basilaire est d’environ 100 x plus rigide (parce que plus épaisse) à sa base qu’à l’apex.
Ces propriétés font en sorte que le point de la membrane basilaire où l’enveloppe atteint son amplitude maximale varie en fonction de la fréquence. Plus l’amplitude de l’enveloppe est grande, plus les cellules ciliées seront stimulées fortement par le son.
Les cellules ciliées de la cochlée forment une carte tonotopique. Ça veut dire quoi ?
Il y a une représentation ordonnée de la fréquence sonore à travers la longueur de la cochlée.
Les cellules ciliées de la cochlée forment une carte tonotopique (il y a une représentation ordonnée de la fréquence sonore à travers la longueur de la cochlée). Cela dit, où se trouvent quelles fréqeunces ?
Les hautes fréquences sont représentées près de la base de la cochlée et plus on avance vers l’apex, plus la fréquence représentée diminue.
Les hautes fréquences sont représentées où sur les cellules ciliées de la cochlée ?
les hautes fréquences sont représentées près de la base de la cochlée
Les basses fréquences sont représentées où sur les cellules ciliées de la cochlée ?
Les hautes fréquences sont représentées près de la base de la cochlée et plus on avance vers l’apex, plus la fréquence représentée diminue.
Décrivez la sélectivité des neurones du nerf auditif à la fréquence sonore.
La sélectivité des neurones du nerf auditif à la fréquence sonore est très marquée. Le seuil de réponse d’un neurone correspond à l’amplitude minimale produisant une fréquence d’influx nerveux plus élevée que l’activité spontanée. La fréquence pour laquelle une cellule ciliée a le seuil le plus bas est appelée la fréquence caractéristique de la cellule.
Le seuil de réponse d’un neurone correspond à quoi ?
Le seuil de réponse d’un neurone correspond à l’amplitude minimale produisant une fréquence d’influx nerveux plus élevée que l’activitée spontanée.
La fréquence pour laquelle une cellule ciliée à le seuil le plus bas s’appelle comment ?
fréquence caractéristique de la cellule
fréquence caractéristique de la cellule
La fréquence pour laquelle une cellule ciliée a le seuil le plus bas.
Comment interpréter l’axe X (fréquence) et l’axe Y (décibels) dans les graphiques de la sélectivité des neurones auditifs ?
- Axe X (fréquence, kHz) : Représente les différentes fréquences sonores (grave à aigu) auxquelles le neurone peut répondre. Chaque neurone a une fréquence préférée, appelée fréquence caractéristique, où il est le plus sensible.
- Axe Y (décibels) : Représente le seuil d’intensité sonore (en dB) requis pour que le neurone soit activé à une fréquence donnée. Un seuil bas (moins de dB nécessaires) indique une sensibilité élevée du neurone à cette fréquence.
- Interaction des axes : Une fréquence spécifique active un neurone uniquement si l’intensité dépasse le seuil minimal correspondant (indiqué par la courbe).
Pourquoi les courbes des graphiques descendent et remontent-elles, montrant des seuils d’intensité variables selon la fréquence ?
- Les courbes descendent à la fréquence caractéristique, où le neurone est le plus sensible (seuil d’intensité minimal).
- Elles remontent pour les fréquences voisines, car le neurone est moins spécialisé dans ces sons et nécessite une intensité sonore plus élevée pour être activé.
- Les variations abruptes montrent que les neurones sont hautement spécialisés, détectant uniquement des fréquences précises avec efficacité, tout en restant peu sensibles aux autres.
Expliquez le code temporel
L’idée du code temporel est que la fréquence sonore est signalée par la fréquence des influx nerveux qu’il produit. Ce code ne peut évidemment être représneté par une seule fibre nerveuse étant donné la limite maximale de fréquence d’influx nerveux, qui est d’environ 500 impulsions/seconde.
qui suis-je ? : mon idée est que la fréquence sonore est signalée par la fréquence des influx nerveux que je produis
code temporel
v ou f : le code temporel peut être représenté par une seule fibre nerveuse
faux : ce code ne peut évidemment être représenté par une seule fibre nerveuse étant donné la limite maximale de fréquence d’influx nerveux, qui est d’environ 500 impulsions/seconde.
quelle est la limite maximale de l’influx nerveux ?
500 impulsions/seconde
L’idée du code temporel est que la fréquence sonore est signalée par la fréquence des influx nerveux qu’il produit. Ce code ne peut évidemment être représneté par une seule fibre nerveuse étant donné la limite maximale de fréquence d’influx nerveux, qui est d’environ 500 impulsions/seconde. Quelle est une solution à cette contrainte ?
Une solution à cette contrainte est le principe de la volée. Selon ce principe, le code temporel est réalisé par plsieurs fibres nerveuses, chacune produisant un influx nerveux synchronisé avec la fréquence du stimulus.
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.
principe de la volée
Une solution à la contrainte où le code temporel ne peut être représenté par une seule fibre nerveuse étant donné la limite maximale de fréquence d’influx nerveux, qui est d’environ 500 impulsions par seconde.
Selon ce principe, le code temporel est réalisé par plusieurs fibres nerveuses , chacune produisant un influx nerveux synchronisé avec la fréquence du stimulus.
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.
qui suis-je ? : je suis un mécanisme dans lequel des groupes de neurones se relaient pour produire des influx nerveux synchronisés avec la fréquence d’un stimulus sonore. Cela permet au système auditif de représenter les fréquences basses (< 1000 Hz) malgré la limite de 500 impulsions par seconde de chaque neurone.
principe de la volée
Pourquoi 1000 Hz est-il une limite importante pour le principe de la volée ?
1000 Hz est la limite où les neurones commencent à avoir du mal à synchroniser leurs réponses avec chaque cycle de l’onde sonore. En dessous de 1000 Hz, la volée fonctionne efficacement pour coder les fréquences basses, mais au-delà, ce mécanisme devient moins fiable.
En gros, il semble que le principe de la volée ne puisse signaler la fréquence d’un son que pour les fréquences relativement basses dans le nerf auditif. Ça se dégrade à partir de 1000 Hz, et le max est 4000-5000 Hz.
à partir de combien de Hz le principe de la volée se dégrade-t-il ?
à partir de 1000 Hz
quel est le max Hz pour le principe de la volée ?
max. 4000-5000 Hz
Que montre l’image sur le codage temporel et le principe de la volée avec les neurones (A–E) et la sinusoïde ?
L’image illustre comment le principe de la volée permet à plusieurs neurones de coder collectivement la fréquence d’une onde sonore (sinusoïde rouge en haut).
- Chaque neurone (A, B, C, D, E) produit des influx nerveux à des moments spécifiques (synchronisés avec les crêtes de l’onde sonore), mais pas à chaque cycle de la sinusoïde à cause de leur limite (~500 impulsions/sec).
- En bas, la réponse totale combinée des neurones couvre tous les cycles de l’onde sonore, permettant de transmettre avec précision la fréquence complète de l’onde.
- Cela montre comment le système auditif surmonte les limites individuelles des neurones pour encoder une onde sonore continue.
Expliquez le trajet des fibres du nerf auditif jusqu’au cortex auditif primaire (aire A1).
on cherche la réponse en description
Les fibres du nerf auditif (nerf crânien VIII; environ 14 000 fibres) effectuent une première synapse au niveau du noyau cochléaire. Le signal nerveux est ensuite transmis au noyau olivaire supérieur, au tubercule quadrijumeau inférieur (aussi appelé collicule inférieur), au corps genouillé médian (CGM) du thalamus, et enfin au cortex auditif primaire (aire V1). En retour, A1 envoie une grande abondance de connexions descendantes vers le CGM.
Quel est le chemin des signaux auditifs depuis le nerf auditif jusqu’au cortex auditif primaire (aire A1) ?
on cherche la réponse en étapes
Le signal auditif suit ce chemin :
- Nerf auditif (nerf crânien VIII; environ 14 000 fibres) : transmet le signal au noyau cochléaire.
- Noyau cochléaire : première synapse.
- Noyau olivaire supérieur : reçoit des projections bilatérales.
- Collicule inférieur (tubercule quadrijumeau inférieur).
- Corps genouillé médian (CGM) du thalamus.
- Cortex auditif primaire (aire A1) : reçoit et traite le signal.
En retour, l’aire A1 envoie des connexions descendantes vers le CGM.
Comment chaque hémisphère cérébral traite-t-il les signaux auditifs provenant des deux oreilles ?
- Chaque noyau cochléaire envoie des projections vers les noyaux olivaire supérieur droit et gauche.
- Des connexions existent entre les collicules inférieurs gauche et droit, permettant l’échange d’informations bilatérales.
- Chaque hémisphère cérébral reçoit des signaux des deux oreilles, mais l’oreille controlatérale est privilégiée.
Quelle est la relation entre les connexions des collicules inférieurs et l’intégration bilatérale des sons ?
Les collicules inférieurs droit et gauche sont interconnectés, ce qui permet :
- Une intégration des informations auditives provenant des deux oreilles.
- Une meilleure localisation des sons dans l’espace.
Cela renforce la perception auditive bilatérale même si une oreille est dominante.
combien de fibres contient le nerf crânien VIII ?
environ 14 000 fibres
Quelle organisation hiérarchique observe-t-on au niveau du cortex auditif ?
L’organisation fonctionnelle hiérarchique du cortex auditif commence par :
- A1 (cortex auditif primaire) : traite les stimuli simples comme les sons purs.
- Ceinture (belt) : reçoit des projections de A1 et traite des stimuli plus complexes.
- Péri-ceinture (parabelt) : reçoit des projections de la ceinture et traite des stimuli encore plus complexes.
Où se situent A1, la ceinture et la péri-ceinture dans le cortex auditif ?
- A1 : Située au niveau du cortex auditif primaire.
- Ceinture (belt) : Entoure A1.
- Péri-ceinture (parabelt) : Localisée autour de la ceinture (belt), à un niveau hiérarchique plus élevé.
Quelle différence existe-t-il entre les rôles de A1, de la ceinture (belt) et de la péri-ceinture (parabelt) ?
A1 peut être activée par des stimulations simples (e.g. sons purs) alorsque la ceinture et la péri-ceinture demandent des stimili plus complexes.
courbe d’audibilité
Illustre le seuil auditif absolu à travers les fréquences audibles. Le seuil auditif absolu varie en fonction de la fréquence. Le seuil le plus bas est obtenu pour les fréquences de 2000-6000 Hz, qui sont celles amplifiées par la résonance du canal auditif.
le seuil absolu varie en fonction de quoi ?
de la fréquence
en lien avec la courbe d’audibilité, le seuil le plus bas est obtenu pour les fréquences de combien ?
le seuil le plus bas est obtenu pour les fréquences de 2000-6000 Hz, qui sont celles amplifiées par la résonance du canal auditif.
Aire de réponse auditive
Inclut l’ensemble des sons audibles, qui sont situés entre la courbe d’audibilité et le seuil de sensation, au-delà duquel les sons deviennent douloureux et peuvent endommager le système auditif même à une durée très brève.
Entre quelles courbes se situent l’ensemble des sons audibles ?
L’ensemble des sons audibles sont situés entre la courbe d’audibilité (threshold of hearing) et le seuil de sensation (au-delà duquel les sons deviennent douloureux et peuvent endommager le système auditif même à une durée très brève).
courbe d’audibilité
threshold of hearing
courbe de seuil de sensation
Au-delà de cette courbe, les sons deviennent douloureux et peuvent endommager le système auditif même à durée très brève.
Qu’est-ce que les equal loudness curves et que montrent-elles sur la sensibilité auditive humaine ?
Courbe reflétant, pour l’ensemble des fréquences audibles, l’amplitude requise pour produire un son d’intensité subjective constante.
Montrent les niveaux d’intensité sonore (en dB) nécessaires pour que des sons de différentes fréquences soient perçus comme ayant la même intensité.
Elles révèlent que l’oreille humaine est plus sensible aux fréquences moyennes et moins sensible aux basses et hautes fréquences.
Qui suis-je ? : Courbe reflétant, pour l’ensemble des fréquences audibles, l’amplitude requise pour produire un son d’intensité subjective constante.
Courbe d’iso-sonie (“equal loudness curve”)
Que se passe-t-il avec la courbe d’iso-sonie plus celle-ci correspond à une intensité élevé ? Ça veut dire quoi ?
Plus la courbe d’iso-sonie correspond à une intensité élevée, plus cette courbe s’aplatit.
Ceci veut dire que le sensibilité de notre système auditif s’égalise à travers l’ensemble des fréquences audibles avec une augmentation de l’amplitude sonore.
La percpetion de l’intensité dépend non seulement de l’amplitude et de la fréquence, mais de quoi d’autre également ?
Également, dans une certaine mesure, de la durée (période d’intégration temporelle de 100-200 ms)
La relation entre intensité perçue et amplitude sonore est mesurée avec la méthode d’estimation de la magnitude. Celle-ci révèle quoi ?
Celle-ci révèle un phénomène d’expansion de la réponse (à noter que l’échelle verticale sur le graphique est logarithmique).
par quoi est mesurée l’intensité perçue ?
En sones
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 (son de référence)
À quoi correspond une valeur de 1 sone ?
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 (son de référence).
Une valeur de 1 sone correspond à l’intensité subjective produite par une tonalité d’une fréquence de combien de Hz et dont l’amplitude est de combien de dB ?
1000 Hz et dont l’amplitude estde 40 dB (son de référence)
v ou f : la hauteur perçue d’un son varie en fonction de sa fréquence de manière linéaire
faux : la hauteur perçue d’un son varie en effet en fonction de sa fréquence, mais cette variation n’est pas linéaire.
La hauteur perçue est mesurée en quoi ? Ça correspond à quoi ?
La hauteur perçue est mesurée en mels, où 1000 mels correpsond à la hauteur perçue d’un son de 1000 Hz-40 dB.
La hauteur perçue est mesurée en mels, où 1000 mels correspond à quoi ?
Où 1000 mels correspond à la hauteur perçue d’un son de 1000 Hz-40db.
bruit blanc
Stimulus constitué d’un ensemble de fréquences voisines. 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. Un bruit blanc est caractérisé par sa fréquence centrale et par sa bande pasasnte (“bandwidth”).
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.
Par quoi est caractérisé un bruit blanc ? Donnez un exemple.
2 points
Un bruit blanc est caractérisé par sa fréquence centrale et par sa bande passante (“bandwidth”).
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.
Pourquoi l’effet de masquage est-il asymétrique ?
L’effet de masquage est asymétrique en raison de la forme de l’enveloppe de vibration de la membrane basilaire. Cette asymétrie entraîne un masquage plus important pour les fréquences plus élevées que celles constituant le masque.
Que montre le graphique présentant le bruit blanc comme bruit masque ?
Le graphique montre que :
- Le seuil auditif augmente en présence du bruit masque (ligne verte).
- L’effet de masquage est maximal pour les fréquences autour de 400 Hz (fréquence centrale du bruit masque) et diminue graduellement pour les fréquences plus élevées.
Pourquoi l’effet de masquage s’étend-il davantage vers les fréquences élevées ?
Cela s’explique par la manière dont la membrane basilaire vibre : les vibrations se propagent d’abord vers l’apex pour les basses fréquences, mais s’étendent plus facilement vers la base pour les fréquences élevées, entraînant un masquage asymétrique.
L’étude de la bande passante critique implique quoi ? On constate quoi ?
Implique 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.
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. Ce seuil est appelé la bande passante critique.
bande passante critique
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. Ce seuil est appelé la bande passante critique.
La bande passante critique a une étendue plus faible pour les basses fréquences sonores que pour les hautes fréquences. Ceci s’explique par le fait que l’espace sur la membrane basilaire qui sépare les basses fréquecnes est plus étendu que celui pour les hautes fréquences.
qui suis-je ? : le point où une augmentation additionnelle de la bande passante n’a plus d’effet
bande passante critique
