Cours 6 Flashcards
Vision vs Audition
- Codage spatial (et parallèle) vs temporel (et séquentiel)
- Le système auditif a différentes stratégies pour décoder (défi computationnel plus grand pour l’auditif que le visuel)
Signal acoustique
- Fonction de la perception auditive: orientation dans l’environnement, signal d’alarme, et communication
- La perception sonore dépend de la vibration des objets: la vibration génère la propagation d’une onde à travers les particules d’un milieu physique élastique
- Signal acoustique = onde mécanique de compression et d’extension de particule. Vitesse dans l’air = 340m/s, dans l’eau = 1500 m/s.
- Peut être vu avec un spectogramme (fréquence Hz/temps) ou oscillogramme (amplitude dB/temps)
Correspondances entre les caractéristiques physiques du son et l’expérience perceptive
Amplitude/intensité en dB:
- expérience perceptive = sonie/volume sonore
- description = fort/faible
Fréquence en Hz:
- expérience perceptive = tonie/hauteur tonale/pitch
- description = aigu/grave
Composition harmonique:
- expérience perceptive = timbre
- description - clair, doux, nasal, chaud…
Hauteur tonale
Fréquence/modulation spectrale
- Son complexe: synthèse d’ondes sinusoïdales de sons purs
- Fréquence fondamentale: la plus basse fréquence (+ petit multiple commun) d’un son complexe
- Harmonique: multiple de la fréquence fondamentale
- Octave: intervalle dont la fréquence est obtenue en doublant la fréquences fondamentale. La tonalité perçue des octaves est similaire (octave occidentales est divisée en 12 demi-tours). Idée de Close harmony
Théorème de Fourier:
Un signal complexe peut être décomposé en composantes spectrales simples d’amplitude différente
La fondamentale
- Est cruciale pour la perception de la tonalité (pitch).
- La présence d’harmoniques en l’absence de la FF permet la perception de la tonalité (la FF est inférée à partir des harmoniques: EFFET DE LA FONDAMENTALE MANQUANTES
Battements binauraux
Le cerveau produit un phénomène perçu comme des pulsations de basse fréquence, lorsque deux sons de fréquences légèrement différentes sont présentés indépendamment à chaque oreille du sujet (troisième son qui embarque: addition de deux sons)
Intensité
C’est l’amplitude
- Le décibel est une unité de mesure de l’amplitude
- dB = 2*10 log(l/l0): I = intensité du son considéré; I0 = amplitude d’un son de référence proche du seuil de perception pour l’oreille humaine
- Ainsi, multiplier l’amplitude par 10 revient à ajouter 10dB
Le bruit peut être dommageable surtout pour les hautes fréquences
- l’intensité ne devrait pas dépasser 90dB pour 8h d’écoute, à 100dB les dommages peuvent survenir au bout de 15min
- variabilité individuelle
Timbre
Il s’agit du spectre, de l’enveloppe
- Attribut du stimulus auditif sur lequel un auditeur peut juger 2 stimuli différents malgré que leur tonalité et leur intensité soient la même
- Déterminé par les composantes spectro-temporelles du signal acoustique
- Spectre harmonique: ensemble des fréquences autres que la fondamentale
- Enveloppe temporelle: attaque ou montée, plateau, chute ou descente
Audibilité
- Plage spectrale de sensibilité auditive chez l’humain: 20Hz - 20kHz
- Sensibilité maximale: 1 - 4kHz
- Zone conversationnelle: 300Hz - 6kHz
Besoin d’une plus forte intensité pour les fréquences très basses ou très hautes. On n’a donc pas la même sensibilité auditive (seuil) pour toutes les fréquences
Système auditif
- Transmission dans le canal auditif
- Résonance dans le canal auditif (amplification)
- Vibration tympanique
- Amplification par la chaîne d’osselets car passage d’un milieu aérien à liquide
- Vibration de la fenêtre ovale
- Vibration de la membrane basilaire de la cochlée
- Transduction par les cellules ciliées (conversion de l’onde mécanique en influx nerveux)
- Ostéophonie: stimulation de la cochlée sans le canal (conduction osseuse)
La cochlée
- L’organe de Corti s’étend tout le long de la cochlée et contient des milliers de cellules sensorielles ciliées reliées à des fibres nerveuses du nerf auditif (moins de récepteur pour le son que pour la vue)
Deux types de cellules ciliées:
- Internes (CCI): reliées principalement à des fibres afférentes; détection et communication au cerveau de la présence de vibrations dans l’organe de Corti en réponse à des stimulations sonores
- Externes (CCE, 3 fois + nombreuses): reliées à des fibres efférentes; mécanisme de rétrocontrôle actif, pour amplifier les vibration détectées par les CCI
Système auditif est le seul qui a des récepteurs efférents directement dans l’oreille
Organisation hiérarchique du système auditif
- Ganglion spiral sort de la cochlée, puis projection dans la moelle épinière (noyaux cochléaires dorsaux)
- Puis bulbe rachidien dans le lemniscus latéral
- Projection ipsilatérale dans le collicule inférieur puis synapse dans le thalamus dans le corps genouillé médian (CGM), puis dans le cortex auditif primaire
- Voie controlatérale fait synapse dans l’olive supérieur pour comparer les inputs des deux oreilles pour voir si sons arrivent en même temps ou pas (analyse déjà dans le 1er niveau)
Cortex auditif
Organisation hiérarchique
- Cortex auditif primaire (A1): traitement des sons purs
- Cortex auditif associatif: traitement de sons complexes
Organisation parallèle (reconnaissance vs localisation)
- Si lésion temporale antérieure: localisation fonctionne mais pauvre reconnaissance
- Si lésion pariéto-frontale: bonne reconnaissance, pauvre localisation
Les 2 systèmes ne semblent pas indépendants et doivent probalement se rencontrer dans le frontal pour une perception cohérente
Latéralité fonctionnelle du système auditif
- H Gauche: plutôt composantes temporelles du stimulus auditif
- H Droit: plutôt composantes spectrales du stimulus auditif
Stratégie de codage neuronal temporel
Patron de réponse neuronale en serrement en phase (phase locking): modulation de la réponse neuronale en synchronie et en phase avec l’enveloppe temporelle du signal acoustique.
Le neurone va décharger en phase avec le son et avec les fréquences dominantes dans le son (si on fait une analyse de Fourier).
Si le son > 500Hz :
- La fréquence maximale de décharge d’un neurone est 500 impulsions/s
- Les signaux acoustiques dont la fréquence de modulation est > è 500Hz sont codées en serrement en phase par plusieurs neurones selon un principe de salve
- Cette stratégie permet de représenter des signaux acoustiques jusqu’à 5kHz
