Cours 2

Question 1

Qu’est-ce qu’un son?

Answer 1

Le résultat de la vibration d’un objet, qui entraîne la vibration des particules d’air environnantes

Question 2

À quelle vitesse le son se propage-t-il?

Answer 2

340 m/s.

Question 3

En quoi consiste l’onde sonore?

Answer 3

L’onde consiste en ses changements de pression à travers l’environnement. Elle est associée au timbre.

Question 4

Décrivez amplitude et fréquence.

Answer 4

Amplitude : variations de pression de l’air produite par le son (associé à l’intensité), mesurée en dB
Fréquence : Vitesse des variations de la pression de l’air (associé à la hauteur), mesurée en Hz
Aigu = vagues étroites, nombreuses et rapides
Grave = vagues amples, peu nombreuses et lentes

Question 5

Qu’est-ce qu’une analyse de Fourier?

Answer 5

La décomposition d’une onde sonore complexe en ondes sinusoïdales plus simples. Les résultats consistent en une fréquence fondamentale et ses harmoniques.

Question 6

Qu’est-ce qui détermine la hauteur perçue d’un son complexe?

Answer 6

La fréquence fondamentale (celle de plus base fréquence)

Question 7

Quel est le lien entre une fréquence fondamentale et ses harmoniques?

Answer 7

La fréquence des harmoniques (ondes sinusoïdales) est un multiple de la fréquence fondamentale.

Question 8

Qu’est-ce que la loi acoustique de Ohm?

Answer 8

L’oreille analyse les sons en les décomposant en composantes sinusoïdales.

Question 9

Quelles structures font partie de l’oreille externe et quelles sont leurs tâches?

Answer 9

Pavillon : attraper les ondes sonores et les enfoncer dans l'oreille
Canal auditif (25 mm) : protéger le tympan et amplifier la résonance entre 2000 et 6000 Hz. 
Tympan : première structure réagissant au son par vibration

Question 10

Que ce passe-t-il une fois qu’un son s’est rendu jusqu’à l’oreille moyenne et à quoi servent ces étapes?

Answer 10

1) Les vibrations du tympan sont transmises aux osselets (marteau, enclume, étrier)
2) Les mouvements de l’étrier sont transmis à la fenêtre ovale, qui donne sur l’oreille interne

Cela sert à amplifier (22X) le signal mécanique produit par les vibrations du tympan. Le but est de maintenir une intensité suffisante de stimulation pour transmettre les vibrations sonores dans le milieu liquide (+ dense) de l’oreille interne.

Question 11

Qu’est-ce qui explique l’effet amplificateur produit dans l’oreille moyenne?

Answer 11

1) Surface : Vibrations du tympan (surface relativement grande) sont condensées sur la fenêtre ovale (surface plus petite). Amplification 18X
2) Levier : La façon dont les osselets sont attachés l’un à l’autre cause une amplification 1,3X.

Question 12

Qu’est-ce que le réflexe acoustique?

Answer 12

C’est une fonction de protection. L’oreille moyenne comprend des muscles attachés au marteau et à l’étrier qui se contractent lorsque la vibration des osselets est causée par des sons de très forte amplitude.

Question 13

Qu’est-ce que la transduction et où a-t-elle lieu dans l’oreille?

Answer 13

C’est la transformation du signal sonore en influx nerveux. Elle se déroule dans l’oreille interne, précisément grâce à l’organe de Corti et la membrane tectoriale.

Question 14

Qu’est-ce que la cochlée?

Answer 14

Un tube d’une longueur d’environ 35 mm enroulé sur lui-même en 2 ¾ de tours, ayant un diamètre d’environ 4 mm.

Question 15

Nommez les différentes parties de la cochlée.

Answer 15

• Partition cochléaire, divisant la cochlée sur sa longueur, comprend elle-même le canal cochléaire “scala media”
• La rampe vestibulaire et la rampe tympanique, se trouvant de part et d’autre de la partition cochléaire
• L’hélicotréma, qui relie les deux rampes entre elles

Question 16

Quelles sont les deux parties qui délimitent le canal cochléaire?

Answer 16

La membrane de Reissner et la membrane basilaire.

Question 17

Qu’est-ce qui se produit lorsque les mouvements de l’oreille moyenne sont transmis à la fenêtre ovale?

Answer 17

• Ils causent un changement de pression du liquide à l’intérieur de la cochlée. La vibration est transmise à la partition cochléaire, qui se met en mouvement de haut en bas.
• Cela entraîne un mouvement de haut en bas de l’organe de Corti et un mouvement latéral de la membrane tectoriale.

Question 18

Décrivez explicitement comment la transduction se produit.

Answer 18

Suite aux mouvements de l’organe de Corti (vertical) et de la membrane tectoriale (latéral), une tension sur les attaches entre les cils des cellules ciliées entraîne l’ouverture de canaux perméables K+, qui entraînent la dépolarisation (influx), puis l’ouverture de canaux Ca+ qui permettent de libérer les neurotransmetteurs stimulant le nerf auditif.

Question 19

Quel est le nombre de neurones du nerf auditif associé à une cellule ciliée interne via une synapse?

Answer 19

Chaque cellule ciliée interne fait synapse avec 10-30 neurones du nerf auditif.

Question 20

Combien y a-t-il de cellules ciliées internes et externes et quel est leur % de participation au signal auditif?

Answer 20

• 3500 cellules ciliées internes qui sont la source de 90% du signal transmis au nerf auditif.
• 10 500 cellules ciliées externes qui reçoivent des influx en provenance du cerveau et peuvent s’allonger pour amplifier la vibration de la membrane basilaire, augmentant la sensibilité auditive.

Question 21

Quels sont les principes de base du code spatial et du code temporel?

Answer 21

• 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

Question 22

Comment les différents endroits le long de la cochlée signalent-ils des fréquences différences?

Answer 22

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. Cils près de la base traitent les hautes fréquences, celles à l’apex traitent les bases fréquences.

Question 23

Quelles sont les deux caractéristiques de la membrane basilaire qui modulent l’enveloppe de l’onde propagée en fonction de la fréquence du son?

Answer 23

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.

Question 24

Quelle caractéristique du son stimule le plus les cellules ciliées?

Answer 24

L’amplitude de l’enveloppe (plus elle est grande, plus les cellules ciliées seront stimulées fortement par le son)

Question 25

Qu’est-ce que la suppression par tonalités voisines (« two-tone suppression »)?

Answer 25

Réduction de la réponse d’un neurone à sa fréquence caractéristique par la présentation simultanée d’une fréquence voisine. La fréquence voisine a un impact sur une plus grande étendue vers les fréquences lui étant supérieures que vers les fréquences inférieures.

Question 26

Qu’est-ce que la fréquence caractéristique?

Answer 26

La fréquence pour laquelle une cellule ciliée a le seuil le plus bas. Elle est établie en utilisant des sons pures (ondes sinusoïdales)

Question 27

Qu’est-ce que la saturation de la réponse?

Answer 27

Les neurones du nerf auditif ont une réponse qui tend à saturer (atteinte de la fréquence d’influx nerveux maximale) à une amplitude sonore relativement faible pour leur fréquence caractéristique. Pour des amplitudes plus élevées, le phénomène de saturation se répand plus vers les fréquences inférieures à la fréquence caractéristique que vers les fréquences supérieures.

Même fréquence = variation de sensibilité

Question 28

Qu’est-ce que le principe de la volée?

Answer 28

Le code temporel (fréquence sonore = fréquence des influx nerveux produits par ledit son) est réalisé par plusieurs fibres nerveuses, chacune produisant un influx nerveux synchronisé avec la fréquence du stimulus. (ne fonctionne qu’avec les bases fréquences dans le nerf auditif)

Question 29

Comment se déroule l’audition au niveau des voies auditives et au cortex auditif?

Answer 29

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(collicule inférieur), au corps genouillé médian CGM du thalamus, puis au cortex auditif primaire (aire A1)

En retour, A1 envoie une grande abondance de connexions descendantes vers le CGM.

Question 30

Chaque oreille envoie le signal de quel côté du cerveau?

Answer 30

AUX DEUX!!!
Chaque noyau cochléaire envoie des projections vers les noyaux olivaires supérieurs droit ET gauche.
Il existe des connexions entre les collicules inférieurs droit ET gauche.
Cela signifie que chaque hémisphère reçoit un signal en provenance des deux oreilles.
MAIS l’oreille controlatérale est privilégiée.

Question 31

Décrivez l’organisation hiérarchique au niveau du cortex auditif.

Answer 31

Aire A1 envoie des projections vers la ceinture (“belt”), qui elle-même projette vers la périceinture (“parabelt”).

A1 peut être activé par des stimulations simples (sons purs), mais la ceinture et périceinture demandent des stimuli plus complexes.

Question 32

Psychoacoustique : outre l’amplitude, qu’est-ce qui a un effet sur notre perception de l’intensité des sons?

Answer 32

La sensibilité de notre système auditif n’est pas la même pour toutes les fréquences, et elle dépend aussi de la durée d’un son (période d’intégration temporelle de 100-200 ms)

Question 33

Qu’est-ce que la courbe d’audibilité?

Answer 33

Elle illustre le seuil auditif absolu à travers les fréquences audibles. Le seuil auditif absolu varie en fonction de la fréquence.

Question 34

Qu’est-ce que l’aire de réponse auditive?

Answer 34

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 pour une durée très brève.

Question 35

Qu’est-ce que la courbe d’isosonie (“equal loudness curve”)?

Answer 35

Courbe reflétant, pour l’ensemble des fréquences audibles, l’amplitude requise pour produire un son d’intensité subjective constante.

Seuil différentiel pour perception d’intensité : 1 dB

Question 36

Qu’est-ce que la méthode d’estimation de magnitude?

Answer 36

Méthode qui permet de mesurer la relation entre intensité perçue (en sones) et amplitude sonore.

1 sone (intensité) = tonalité de 1000 Hz à 40 dB

Question 37

Décrivez la relation entre la hauteur perçue et la fréquence.

Answer 37

La hauteur perçue d’un son varie en fonction de sa fréquence, mais cette variation n’est pas linéaire.

1000 mels (hauteur) = hauteur perçue d’un son de 1000 Hz à 40 dB

Question 38

Quelle est la valeur du seuil différentiel de hauteur pour un son pur et pourquoi ce seuil est plus élevé pour les fréquences plus basses ou plus élevées?

Answer 38

Seuil différentiel pour un son pur de 1000 Hz : 1 Hz

La dégradation du codage temporel de la fréquence sonore à partir de 1000 Hz explique le seuil plus élevé aux extrêmes.

Question 39

Qu’est-ce que l’effet de masquage?

Answer 39

La présentation d’un bruit blanc avec un autre son affecte notre capacité à percevoir ce son.

Question 40

Qu’est-ce qu’un bruit blanc (dans l’effet de masquage)?

Answer 40

Stimulus constitué d’un ensemble de fréquences voisines. Son analyse de Fourier produit un spectre ne permettant pas d’isoler une fréquence fondamentale et ses harmoniques.
Il se caractéristique par sa fréquence centrale et par sa bande passante (“bandwidth”).
Ex : fréquences entre 365 et 455 Hz, fréquence centrale 410 Hz, bande passante 90 Hz

Question 41

Qu’est-ce que la bande passante critique?

Answer 41

L’effet de masquage augmente avec l’augmentation de la bande passante. La bande passante critique correspond au seuil où une augmentation additionnelle de la bande passante n’a plus d’effet.

Question 42

Est-ce que l’étendue de la bande passante critique varie dépendamment de la fréquence?

Answer 42

Oui. La bande passante a une étendue plus faible pour les basses fréquences sonores que pour les hautes fréquences, dû au fait que l’espace sur la membrane basilaire qui sépare les basses fréquences est plus étendu que pour celui des hautes fréquences.