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De la musique à l'oreille

De la musique à l'oreille

Nous avons décider dans cette partie d'éclaircir certains points sur cet organe si fabuleux, capable de capter les ondes sonores présentes dans notre environnement. L'oreille est en effet un organe que tout le monde situe et utilise tous les jours, mais le connaissez vous réellement ? Savez vous ce qu'il se passe entre le moment où le son entre dans l'oreille et celui où nous percevons le son ? De multitudes d'actions se mettent en mouvement simultanément, c'est ce que l'on va découvrir à travers cette partie.

Beaucoup d'animaux entendent mieux que nous, car leur oreille externe est plus performante bougeant comme une antenne radar pour repérer la direction du son. Savez vous quel est l'animal qui a l'ouïe la plus fine ? C'est la chauve-souris...

L'oreille est un formidable récepteur, nous n'y prêtons pas attention mais c'est grâce à lui que nous pouvons communiquer et échanger avec les autres.  L'oreille est capable de distinguer si un son vient de gauche, de droite, d'en haut ou d'en bas. Mais comment un son qui n'est en réalité qu'une vibration dans l'air peut il être analysé comme tel ? Quel chemin parcourt il ? En réalité, les oreilles ont une double fonction, en plus de percevoir les sons, elles ont un jouent un rôle sur l'équilibre. En effet, elles perçoivent également les mouvements et la position du corps nous permettant ainsi de rester debout. Nous allons donc découvrir d'un peu plus près cet organe si complexe, en commençant tout d'abord par un peu d'anatomie.

Anatomie de l'oreille :

L'oreille se divise en trois parties : l'oreille externe, l'oreille moyenne et l'oreille interne. Chaque partie joue un rôle particulier entre le moment où les ondes sonores arrivent à l'oreille jusqu'au moment où elles sont transformées en impulsion nerveuse transmise au cerveau.

L'oreille

 

L'oreille externe:

La partie externe de l'oreille est la partie la plus visible, mais la moins importante. Ce n'est qu'un petit bout de peau et de cartilage (le pavillon) sur chaque côté de la tête et dont la fonction principale semble surtout de nous rendre ridicules ! L'oreille externe reçoit les ondes sonores et les dirige dans le conduit auditif. Ce dernier les achemine à l'intérieur de la tête où elles frappent le fond c'est à dire le tympan (membrane tympanique), fin morceau de peau de la taille de l'ongle du petit doigt. Les changements de pression de l'air font ainsi vibrer le tympan.

Oreille externe1L'oreille externe se comporte comme une antenne acoustique. C'est le pavillon, de par son anatomie qui diffracte les ondes alors que le conduit auditif joue lui un rôle de résonateur. L'oreille externe possède deux rôles principaux qui sont la localisation de la source sonore, l'amplification et la transmission jusqu'au tympan des vibrations sonores. Une dernière fonction est la protection de l'oreille moyenne notamment grâce à la production de cérumen.

La localisation de la source sonore :

Le pavillon en forme d'entonnoir permet de mieux capter les ondes sonores. Mais comment savoir si un objet vient de droite ou de gauche ? Du fait de son anatomie (de nombreux replis) le pavillon permet d'amplifier et de diriger les sons de diffraction. En effet, lorsqu'une onde arrive dans le pavillon, les nombreux replis la diffractent dans différentes directions permettant ainsi à une plus grande partie d'onde de pénétrer dans le conduit auditif. Grâce à ses deux oreilles l'homme humain peut donc localiser la provenance d'un son. Effectivement imaginons une source sonore située à notre droite. L'onde sonore arrivera en premier sur l'oreille droite, et devra parcourir une distance plus élevé pour atteindre l'oreille de gauche. C'est ce retard mais aussi la différence d'intensité qui nous permettra de dire si un son vient de droite ou de gauche.

La transmission de l'onde :

La transmission de l'onde est assurée par le conduit auditif. En effet, le conduit auditif de par son anatomie (parois qui se diminuent au fur et à mesure que l'on s'approche du tympan) permet l'amplification de l'onde. L'amplification touche surtout les hautes fréquences. L'oreille externe présente une amplification des fréquences de 1500 à 7000 Hz, variant de 10 et 15 dB. Les différences entre les individus s'explique par l'anatomie unique de chaque oreille: la longueur du conduit, courbure de celui ci et le diamètre.

L'oreille moyenne :

 

Derrière le tympan se situe l'oreille moyenne,  qui est une cavité remplie d'air qcontenant les trois plus petits os du corps humain: les osselets ou, plus exactement le marteau (malleus), l'enclume (incus) et l'étrier (stapes). Le marteau fait environ 5 à 6mm et tient sur le bout d'un doigt.

Oreille moyenne01

La trompe d'Eustache est un conduit qui s'étend de l'oreille moyenne à l'arrière de la gorge. Elle permet à l'air d'entrer et de sortir pour équilibrer la pression entre l'oreille et l'extérieur. Quand la pression est inégale, par exemple, lorsque vous vous trouvez dans un avion qui atterrit, le tympan ne vibre pas correctement.

Habituellement, lorsque le son est transmis d’un milieu aérien extérieur au milieu liquide de l'oreille interne presque toute l’énergie acoustique est réfléchie et n’est donc pas transmise. L’oreille moyenne résoud ce problème et assure la transmission de l’énergie sonore en amplifiant la pression exercée au niveau du tympan. Les vibrations passent donc le tympan, puis les osselets, zone où elles sont amplifiées 20 ou 30 fois avant d'atteindre l'oreille interne. L'oreille moyenne peut ainsi être considérée comme "un adaptateur d'impédance sans lequel une très grande partie de l'énergie acoustique serait perdue": Cochlea

L'un des osselets, l'étrier protège l'oreille interne des vibrations acoustiques trop importantes. A partir de 80 dB, un réflexe protecteur se met en place contre ses sur-stimulations extérieures. Ce réflexe est appelé le réflexe stapédien. Lorsque le niveau de pression dépasse 80 dB, le muscle de l'étrier (ou muscle stapédien) se contracte et atténue ainsi la vibration de l'étrier. Ce réflexe stapédien est bilatéral. En effet, l'étrier se contracte dans les deux oreilles en même temps même si une seule oreille a perçu le son. Ce réflexe permet de protéger l'oreille contre le risque de saturation et éventuellement le risque de survenue de lésions quand le bruit est particulièrement important. Cependant, ce dispositif n'est efficace ni pour les sons très intense, ni pour les sons de fréquences aigues, ni pour les sons impulsionnels.

 

L"oreille interne:

Oreille interne 02

L'oreille interne contient un canal enroulé sur lui-même pour former un système tubulaire en colimaçon, ou cochlée. La cochlée est directement impliquée dans l'audition. Ce petit tuyau d'environ 3,5 cm s'enroule plusieurs fois en spirale comme un escargot. À l'intérieur de ses plis se trouve une membrane tapissée de plus de 20 000 cellules sensorielles, les cellules ciliées, chacune comptant entre 50 et 100 cils. Les vibrations sonores produisent des ondulations dans le liquide qui emplit la cochlée, ce qui fait bouger les membranes et rend les touffes ciliaires libres de vibrer. Les cellules ciliées transforment les ondes sonores en signaux nerveux qui sont transmis au cortex auditif dans le cerveau via la nerf cochléaire et d'autres nerfs. Cette partie du cerveau comprend 100 millions de neurones.

Chaque cellule ciliée peut émettre jusqu'à 20 000 influx nerveux par seconde, ce qui implique que 400 millions de messages relatifs au son peuvent atteindre le cerveau chaque seconde. En réalité, cela ne se passe pas comme ça, car il n'y a que 30 000 fibres nerveuses pour transporter les signaux et chacune ne peut traiter que 1 000 signaux par seconde, soit 30 millions en tout. Du coup, beaucoup d'informations se perdent en route.

Souvenez vous on a parler que l'oreille nous permettait d'avoir l'équilibre, c'est en fait le vestibule qui nous le permet. Cet organe possède des récepteurs qui renseignent en permanence le cerveau sur la position et le mouvement de la tête. C'est aussi les récepteurs du vestibule qui permettent lorsque les repères visuels sont absents ou trop lointains  de construire une référence verticale. En cas de lésion du vestibule, les récepteurs qui renseigne le cerveau sur sa position sont alors défaillants. C'est pour cela qu'une sensation de vertige ou des troubles d'équilibre se font savoir. Cependant cet organe qui n'est pas le seul à permettre l'équilibre peut compter sur les autres capteurs qui ainsi feront disparaître ces symptômes.

Voici une coupe de la cochlée, cet organe si mystérieux qui renferme tous les principes de l'audition: Coupe cochlee

Vous vous demandez peut-être où sont passées ces cellules ciliées dont nous parlions abusivement plus haut.. Ces minuscules cellules sont renfermées dans l'Oragne de Corti, organe représenté ci dessous:

Organe de corti

L'organe de Corti est donc constitué de cellules sensorielles, nos fameuses cellules ciliée. Comme vous pouvez le voir il existe 2 types de cellules ciliées: les cellules ciliées interne (CCI) et les cellules ciliées externe (CCE). Leurs rôles sont relativement différent, les cellules ciliées internes servent de récepteur sensorielle, les cellules ciliées externes elles amplifient la vibration pour qu'elle soit perçue par les cellules ciliées internes. En réalité lorsqu'un son est assez élevé pour être perçu, c'est la membrane basiliaire sur laquelle repose les CCI qui oscille. Les CCI sont donc en contact avec la membrane tectoriale, les CCI s'inclinent et délivrent un influx nerveux. Cependant lorsqu'un son n'est pas assez élevé moins de 50 dB ce sont les CCE qui entrent en jeu. En effet, si un son n'est pas assez fort pour faire vibrer la membrane basiliaire les CCE amplifient cette vibration pour qu'elle soit recevable par les CCI. Directement liés à la membrane tectoriale ces derniers la font bouger suffisamment et ainsi les cellules ciliées internes sont stimulées à leur tour, le son est donc perçu. Cela est un peu compliqué à comprendre voilà pourquoi nous avons mis une petite vidéo qui résume le fonctionnement de l'oreille.

Mais comment ces vibrations sont elles perçues comme un son ? C'est la traduction du son en impulsion nerveuse !!

Les stéréocils des cellules sensorielles permettent la transduction mécano-électrique, c'est à dire la transformation de la vibration sonore en message nerveux interprétable par le cerveau. Le mécanisme de cette transduction est similaire pour les deux types de cellules sensorielles. Voici une animation représentant le principe de transduction. Lorsque les stéréociles ce déplace horizontalement des sortes de petites portes, les canaux ioniques s'ouvrent. Ces stéréocils baignent continuellement dans l'endolymphe, très riche en ions potassium (K+). Lorsque les stéréocils se déplacent, il se produit en présence de calcium une ouverture des canaux ionique accompagnée de l'entrée des ions potassium (K+) et de calcium (Ca2+) dans la cellule sensorielle. L'arrivée de calcium entraîne la dépolarisation quasi instantanée de la cellule et la libération d'un neurotransmetteur qui va stimuler les terminaisons à l'origine de la transmission du message au cerveau.

Cellules ciliees

 

 

De même que pour les informations visuelles en provenance des yeux, la plupart des fibres nerveuses transportant le son passent du côté opposé du cerveau.

Maintenant que l'oreille a fait son travail,  il ne reste plus qu'au cerveau d'interpréter ces sons.. Mais est ce aussi simple que ça ? C'est ce que l'on va découvrir dans notre prochaine partie.

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