cours 10 Flashcards
stimulus sonore
= vibration emise par un objet qui sont transmises a nos oreilles via un medium elastique capable de reagir a ces vibrations
= variation rapide de la pression de l’air (ou autre medium elastique) environnant
onde sonore
deplacement de ces changements de pression a travers l’environnement
- 340 m/s dans l’air
- 1500 m/s dans l’eau
son pur
- onde sonore la plus simple
- suit une onde sinusoidale
amplitude
= force de variation des pressions de l’air produites par le son
- la caracteristique percue du son associee a l’amplitude est l’intensite
- le rapport entre l’amplitude sonore la plus faible et la plus forte qui peuvent etre percue par l’oreille humaine est environ 1/10 millions
frequence
= vitesse de variation de la pression de l’air
- en Hz = nb de cycles par seconde, 1Hz = 1cycle/seconde
- la characteristique psychologgique du son associee a la frequence est la hauteur (le pitch) - aigu/grave
forme de l’onde
= forme de la variation de la pression de l’air a travers le temps
- la caracteristique psychologique associee a la forme est le timbre
- perception du timbre est essentielle pour l’identification des sources sonores (guitare vs piano)
sons complexes
- la plupart des sons dans notre environnement sont des sons complexes
- sons dont la forme, frequence et ammplitude peuvent etre decomposees en plusieurs ondes simples, de frequence et d’intensite variables
analyse de Fourier
= decomposition d’une onde sonore complexe en ondes simples
- son complexe est decompose en plusieurs harmoniques
- 1ere harmonique = frequence fondamentale
frequence fondamentale
= onde sinusoidale de plus basse frequence produite par l’‘analyse de Fourier
- determine la hauteur percue d’un son complexe
harmoniques
ondes sinusoidales dont la frequence est un multiple de la frequence fondamentale
loi acoustique de Ohm
l’oreille analyse les sons en les decomposant en ondes sinusoidales comme l’analyse de Fourier
pavillon
= structure visible de l’oreille
- collecte les sons de l’envvironnement
- la forme du pinna joue un role dans notre abilite de localiser les sources de son
canal auditif
- longueur de 25mm
- protege le tympan
- entre le pavillon et le tympan
tympan
- premiere structure de l’oreille qui reagit aux vibrations causees par le changement de pression dans l’air
- mince couche de peau qui se deplace vers l’interieur et l’exterieur en reponse au changement de pression dans les ondes sonores
oreille externe
- pavillon, canal auditif, tympan
- propriete importante = resonance
- la partie de l’onde sonore dont la frequence se rapproche de la frequence de resonnance du canal auditif est amplifiee, cette resonance est donc plus facile a detecter
la frequence de resonance du canal auditif
- environ 3400 Hz
- la frequence exacte est determinee par la longueur du canal auditif
- les frequences qui sont amplifiees par le canal auditif sont entre 2000 et 6000 Hz
vibrations du tympan
sont transmises aux osselets de l’oreille moyenne
osselets de l’oreille moyenne
marteau, enclume, etrier
- amplifient les ondes sonores (x 22), cette amplification est importante pour transmettre les ondes au milieu liquide (plus dense que l’air) de l’oreille interne
- mouvements de l’etrier sont transmis a la fenetre ovale qui donne sur l’oreille interne
effet amplificateur grace a surface du tympan
- les vibrations du tympan sont concentrees sur une surface relativement grandes et transmise par les osselets sur une surface beaucoup plus petite (la fenetre ovale)
- amplification x18
effet amplificateur grace au levier
- amplification x1,3
- la facon dont les osselets sont attaches l’un a l’autre cause une amplification
reflexe acoustique
- muscles de l’oreille moyenne attaches au marteau et a l’etrier se contractent afin de reduire la force des vibrations des osselets produits par des sons de tres forte amplitude
oreille interne
- lieu de transduction (signal physique se transforme en influx nerveux)
- structure principale = la cochlee
cochlee
- a la forme d’un tube enroule sur lui meme (2 et 3/4 de tours)
- longueur = environ 35 mm
- diametre = 4mm
- divisee sur la longueur par la partition cochleaire
- composee de 3 tubes paralleles remplis de liquide : le canal tympanique, le canal vestibulaire et le canal cochleaire
canal cochleaire
- delimite d’un cote par la membrane de Reissner et de l’autre par la membrane basilaire
structures du canal cochleaire responsables de la transduction
organe de Corti et membrane tectoriale
processus de transduction
1) mouvements de l’etrier sont transmis a la cochlee a travers la fenetre ovale
2) mouvements causent changements de pression du liquide a l’interieur de la cochlee
3) vibration est transmise a la partition cochleaire qui part en mouvement vertical (de haut en bas)
4) ce qui produit un mouvement de haut en bas de l’organe de Corti et un mouvement lateral de la membrane tectoriale
5) les cils des cellules ciliees plient a cause du mouvement ce qui cause la transduction
les cellules ciliees internes
- sont a la cause de 90% du signal transmis au nerf auditif
les cellules ciliees externes
recoivent des influx nerveux en provenance du cerveau et peuvent s’allonger pour amplifier la vibration de la membrane basiliaire, augmentant ainsi la sensibilite
les cellules ciliees
- sont attachees entre elles
- le mouvement d’un cil entraine le mouvement des autres attaches dessus
- la tension sur les attaches cause l’ouverture des canaux permeables au K+
- le K+ penetre dans la cellule, cause une depolarisation
- cause entree rapide des Ca+ et relachement des NT qui vont stimuler les neurones du nerff auditif
- chaque cellule ciliee fait synapse avec 10-30 neurones du nerf auditif
transduction dans le systeme auditif
- mecanoelectrique
- extremmement rapide
- bonne resolution temporelle qui permet localisation des sources sonores
code spatial
la frequence sonore est signalee par des neurones situes a des localisations differentes dans une structure auditive
- les cellules ciliees situees a differents endroits le long de la cochlee signalent des frequences sonores differentes
code temporel
la frequence sonore est signalee par la frequence des influx nerveux produits par les stimuli
- ne peut pas etre represente par une seule fibre nerveuse pcq max d’impulsions = 500/s
- solution = principe de la volee, code temporel est realise par plusieurs fibres nerveuses, chacune produisant un influx nerveux synchronise avec la frequence du stimulus
- principe de la volee ne fonctionne que pour les frequences relativement basses dans le nerf auditif (se degrade a partir de 1000 Hz. max = 4000-5000 Hz)
les vibrations de la cochlee
- causent un mouvement de la membrane basiliaire en forme d’onde (de la base a l’apex)
onde propagee de la membrane basiliaire
- caracterisee par son enveloppe (correspond a l’amplitude maximale du mouvement de la membrane basiliaire a travers sa longueur)
membrane basiliaire
- 3-4 fois plus etroite a sa base qu’a son apex
- 100 fois plus rigide a la base qu’a l’apex (pcq plus epaisse a la base)
- ces caracteristiques font en sorte que l’endroit ou l’enveloppe atteint le point max depend de la frequence
- plus l’amplitude de l’enveloppe est grande plus les cellules ciliees seront stimulees fortement par le son
carte tonotopique
les cellules ciliees forment une representation ordonnee de la frequence sonore a travers la longueur de la cochlee
(de la base a l’apex)
- maintenue dans les structures auditives jusqu’a l’aire A1
frequence caracteristique d’un neurone du nerf auditif
- les neurones du nerf auditif ont une selectivite a la frequence
- frequence pour laquelle une cellule ciliee a le seuil le plus bas
- etablie en utilisant des sons purs
- les neurones ayant la meme frequence caracteristique varient quant a leur activite spontannee et leur sensibilite
ttwo-tone suppression (suppression par tonalites voisines)
- reduction de la reponse d’un neurone a sa frequence caracteristique par la presentation simultanee d’une frequence voisine
saturation de la reponse
- les neurones du nerf auditif ont une reponse qui sature (repond plus a des frequences trop elevees) a une amplitude sonore relativement faible pour leur frequence caracteristique
- pour des amplitudes plus elevees, le phenomene de saturation se repand plus a des frequences inferieures a la frequence caracteristique qu’a des frequences superieures
chemin de l’influx dans le cortex auditif
1) fibres (14000) du nerf auditif font synapse avec le noyau cochleaire (droit et gauche)
2) signal nerveux transmis au noyau olivaire superieur (droit et gauche)
3) collicule quadrijumeau inferieur = colicule infeurieur
4) corps genouille median du thalamus
5) cortex auditif prrimaire (A1) qui envoie une grande quantite de connexions vers le CGM
– chaque hemisphere cerebral recoit un signal en provenance des deux oreilles pcq il y a connexion entre les colliculi inferieurs, mais oreille controlaterale privilegiee
organisation dans l’aire A1
- en colonnes de frequence, les colonnes de frequence proches les une des autres ont des frequences caracteristiques voisines
- le principe de la volee ne s’applique que pour les frequences inferieures a 500Hz, la synchronisation n’est pas maintenue pour les frequences plus elevees
projections dans le cortex
1) A1
2) ceinture (belt)
3) peri-ceinture (para belt)
– A1 peut etre activee par des sons purs, la ceinture et la peri-ceinture demandent des sons pus complexes
perception de l’intensite sonore principalement determinee par…
l’amplitude et la frequence des tonalites
courbe d’audibilite
illustre le seuil auditif absolu a travers les differentes frequences audibles
- seuil le plus bas = 2000-6000 Hz = celles amplifiees par la resonance du canal auditif
aire de reponse auditive
entre le seuil de sensibilite et la courbe d’audibilite - au dela les sons peuvent endommager le systeme auditif meme a une duree tres breve
courbe d’iso-sonie
courbe refletant, pour l’ensemble des frequences audibles , l’amplitude requise pour produire des sons d’intensite subjective constante
- plus la courbe est associee a une intensite elevee, plus la courbe s’aplatit
- la sensibilite de notre systeme auditif s’egalise a travers l’ensemble des frequences audibles avec une augmentation de l’amplitude sonore
perception de l’intensite depend de..
- l’amplitude
- la frequence
- la duree du signal (periode d’integration temporelle = 100-200ms)
intensite percue
- mesuree en sones
- 1 sone = frequence de 1000Hz, amplitude de 40dB (percus)
- relation non-lineaire
hauteur percue
- mesuree en mels
- 1 mel = correspond a une frequence de 1 000Hz et amplitude de 40dB
masquage
presentation d’un son avec un bruit blanc nous empeche de percevoir le son
bruit blanc
- stimulus constitue d’un ensemble de frequences voisines
- impossible d’isoler une frequence fondamentale et des harmoniques
- caracterisee par frequence centrale (= mediane)
- et la bande passante (= etendue)
- effet du bruit blanc est plus marquant sur les frequences inclues dans le bruit blanc, mais se repand aussi aux frequences voisines, en particulier aux frequences plus eleveees (masquage asymetrique explique par la forme asymetrique de l’enveloppe)
mesure du seuil d’audibilite
avec les tonalites presentees seules ou avec un masque
bande passante critique
- seuil auquel l’augmentation de la taille de la bande n’a plus d’effet
- en dessous de ce seuil l’effet de masquage augmente avec l’aggrandissement de la bande
- a une etendue plus faible pour les basses frequences sonores que pour les hautes frequences sonores (pcq plus d’espace sur la membrane basiliaire pour les basses frequences)
