Audition 4OS 2011

De biorousso
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Qu'est ce que l'audition?

L'audition est un des cinq sens responsable de la perception du son, c'est à dire de la façon dont nous captons les ondes sonores. Ainsi, le son est l'interprétation de la fréquence, de l'amplitude et de la durée des ondes sonores qui arrivent à notre oreille. Le système de l'audition utilise des détecteurs pour transformer les vagues sonores en potentiels d'actions.

L'oreille est donc considérée en tant que tel comme l'organe permettant l'audition. Nous verrons plus loin qu'elle a aussi un rôle important à jouer dans la gestion de l'équilibre.


Qu'est-ce que le son?

Physiquement parlant, le son est une onde longitudinale, c'est à dire une compression de l'air se propageant dans l'espace (330m/s dans l'air) dans la direction de ces compressions.
La fréquence du son désigne le nombre de compressions par secondes en un point donné, et exprime pour notre cerveau la hauteur du son (plus la fréquence est élevée, plus le son est aigu et inversement). En musique, le la de référence se situe à 440Hz, et l'octave le séparant du prochain la correspond à une différence de fréquence de 110Hz. L'oreille humaine, jeune et saine, peut percevoir les fréquences allant de 20 à 20 000 Hz, cette fourchette diminuant avec l'age, surtout dans les hautes fréquences. D'autres animaux ont une perception du son bien plus étendue, comme le chien qui perçoit des sons allant jusqu'à une hauteur de 40 000Hz!
L' amplitude de l'onde désigne la force de la compression de l'air, donc la puissance du son. Elle est calculée en décibels, une augmentation de 10 décibels implique une augmentation de la puissance de 10 fois. Le son se diffusant dans toutes les direction, son intensité diminue avec l'inverse du carré de la distance du point d'émission. Le seuil d'audibilité se situe entre 0 et 4 décibels selon les individus, au dessus de 80 décibels le son peut être nuisible et à partir de 130 dB il devient douloureux.
Chez d'autres espèces le son est de première importance dans la perception de l'environnement, comme dans le cas de la chauve-souris, qui, grâce à sa faculté d'émettre et de percevoir des sons allant jusqu'à 100 000Hz, peut localiser des objets et cartographier son environnement.
Voir Annexe no1: le Son

Quelle est l'anatomie de l'oreille?

L'oreille est anatomiquement subdivisée en 3 parties: l'oreille externe, moyenne et interne. L'externe est, comme son nom l'indique, à l'extérieur. L'oreille interne quant à elle se trouve au fond du système auditif et l'oreille moyenne relie les deux.

Voir annexe no2: anatomie de l'oreille



L'oreille externe

L'oreille externe se compose du pavillon et du canal auditif.

Elle est le point de départ de l'audition, c'est à dire que c'est elle qui captera le son et lui fera subir sa première transformation. C'est elle qui stimulera l'oreille moyenne qui à son tour stimulera l'oreille interne. C'est la membrane tympanique qui sépare l'oreille externe de l'oreille moyenne.

Le pavillon

est la partie apparente de l'oreille qui sert à capter les sons (ondes sonores) puis à les diriger vers le canal auditif.

Chez l'Homme, il est principalement formé de cartilage élastique recouvert par de la peau qui dans son ensemble rappelle celui d'un pavillon de cornet acoustique.

La forme du pavillon peut varier selon les espèces animales, en fonction de leur besoins de survie. Il peut parfois être mobile, ce qui permet chez certaines espèces, en plus de localiser la source du son avec plus de précision, de communiquer l'humeur entre congénères en fonction de la position des oreilles. Chez d'autres espèces comme l'éléphant, la grande surface des oreilles permet une meilleure régulation de la chaleur.

Le canal auditif externe

va permettre la canalisation des ondes sonores et leur transition jusqu'au tympan et donc jusqu'à l'oreille moyenne.


Fonction de transfert de l'oreille externe

Les ondes sonores captées par l'oreille externe vont être modifiée lors de leur trajet jusqu'au tympan. Les modification son propre à chaque onde, fréquence et angle d’incidence; ce qui caractérise la fonction de transfert de l'oreille externe.

L'oreille moyenne

L'oreille moyenne est composée du tympan et de trois très petits os appelés osselets. Ils sont reliés entre eux par des charnières et se comportent à la manière de leviers.

C'est cette chaîne d'osselets qui va permettre la transformation des ondes aériennes en ondes liquides, elle va assurer la transmission des vibrations.

Voir annexe no3: Transduction du son


Le tympan

ou plus principalement la caisse du tympan
Le tympan obstrue l'extrémité du canal auditif. voir annexe
Les ondes sonores captées par l'oreille externe vont faire vibrer le tympan qui à son tour fera vibrer l'osselet étant fixé à lui: le marteau.

Les osselets

Les osselets transmettent les vibration du tympan au liquide qui rempli l'oreille interne, où elles seront transformées en potentiels d'action.
Le marteau qui est le lien entre l'oreille externe et l'oreille moyenne va successivement faire vibrer l'enclume, puis l'étrier. Le marteau est le plus grand de la chaîne des osselets. Les osselets ont pour tâche d'amplifier les vibrations d'environ vingt fois.
L'enclume est le plus lourd des trois osselets, il va amplifier les ondes sonores avant de les transmettre.
L'étrier qui est le plus léger et le plus petit os du squelette humain, aura le rôle de transmettre les ondes jusqu'à l'oreille interne via la fenêtre ovale.

L'oreille interne

L'oreille interne est le siège de deux structures sensorielles; le vestibule et la clochée. Les ondes transmises par les osselets vont faire vibrer la membrane qui ferment la fenêtre ovale. le liquide du vestibule et de la cochlée va permettre la la transmission des ondes de pression qui vont faire plier les cils des cellules ciliées de la cochlée qui vont à leur tour alarmer les neurones sensoriels qui produiront des signaux.

Le vestibule

n'exerce pas de rôle à proprement dit dans l'audition, il est l'organe de l'équilibration. (voir "le liens entre l'audition et l'équilibre)


La cochlée

est enroulée sur elle-même à la manière d'un escargot. A sa base on retrouve l'organe de corti qui est tapissé de cellules ciliées. Ces cellules vont créer une impulsion électrique à la manière d'une pile bioélectrique qui acheminera l'information au nerf auditif, puis au cerveau.
Voir annexe no4: la cochlée

Comment fonctionne le mécanisme de l'audition dans l'eau?

L'eau est un milieu environ 800 fois plus dense que l'air, de ce fait le son se propage environ 5 fois plus vite sous l'eau que dans l'air. La vitesse du son dans l'eau est donc de 1500m/s alors qu'elle n'est que de 330m/s dans l'air. Cette vitesse élevée de la propagation du son n'est pas habituelle pour le cerveau qui a du mal à discerner la provenance du son. La forte densité de l'eau fait aussi que l'intensité du son peut être bien plus forte que dans l'air. Pour illustrer ces propos, sous l'eau nous entendrons très bien le bruit du moteur d'un bateau, mais nous serons incapable de deviner l'emplacement du bateau, ni la distance à laquelle il se trouve.

L'audition chez les vertébrés aquatique

Les poissons et les amphibiens aquatiques possèdent un système auditif. Cependant ce dernier est bien différent du notre, puisque les poissons n'ont pas de tympan, donc pas d'oreille externe, ni moyenne. Leur système auditif se compose uniquement d'une oreille interne, sans cochlée, mais avec un vestibule. Ce vestibule est composé d'un utricule, d'un saccule et des conduits semi-circulaires qui sont similaires à l'oreille humaine. Les ondes sonores atteignent le squelette de la tête et les oreilles internes. Ensuite les cellules ciliées tapissant les chambres du vestibule vont être stimulées et elles enverront un stimulus nerveu jusqu'au cerveau. En plus de ce système d'oreilles internes la plupart des poissons possèdent une ligne latérale qui fonctionne comme organe sensoriel. Cette ligne se trouve de chaque côté du corps du poisson et laisse pénétrer l'eau grâce aux nombreux pores se trouvant sur les écailles.
'Voir annexe no5: l'audition chez les poissons

L'oreille, l'équilibre et les pathologies associées

Quel est le lien entre l'oreille et l'équilibre?

On a pu voir que l'oreille est l'organe de l'audition, mais elle est également celui de l'équilibre, comme nous allons le voir. En effet,l'oreille interne contient les organes qui donnent le sens de l'équilibre, coordonnent les mouvements de la tête et des yeux ainsi que les ajustements de la posture du corps. L'équilibre se traduit par un état de stabilité. Ce terme est utilisé autant lorsque l'on veut décrire les concentrations ioniques dans un organisme que lorsqu'on veut parler de la position du corps dans l'espace.
Lorsqu'on parle du positionnement du corps dans l'espace, c'est grâce aux informations sensorielles venant de l'oreille interne, ainsi qu'aux propriocepteurs musculaires, que le cerveau est informé de la place du corps dans l'espace.
Notons que les informations visuelles ont aussi leurs rôles à jouer quand à l'équilibre.

Chez l'humain, il existe plusieurs organes qui perçoivent la position du corps et l'équilibre : Ces organes se trouvent dans l'appareil vestibulaire. L'équilibre est transmis par les cellules cilliées qui bordent l'organe vestibulaire et les canaux semi-circulaires.


Qu'est ce que le système vestibulaire ?

Le système vestibulaire est l'organe principale de l'équilibre, il se trouve dans l'oreille interne. il y a derrière la fenêtre du vestibule, deux "chambres" : l'urticule et le saccule


Voir annexe no6: organes de l'équilibre dans l'oreille interne.


Dans l'urticule se trouve les trois cannaux semis-circulaires.

Chez les humains et la majorité des autres mammifères, de nombreuse organes de l'oreille interne percoive l'équilibre de la même façon que le son. Ce sont les cellules ciliées de l'urticule et du saccule, appelées otolithes qui gèreent les changements de positions du corps.
l'appareil vestibulaire répond aux changements de positions du corps dans l'espace.

Existe-il une maladie en rapport avec l'équilibre?

Oui, elle est appelée maladie de Ménière. Cette maladie est causée par un excès de liquide endolymphe dans l'oreille interne, organe de l'ouïe et de l'équilibre. Cela implique un pression élevée et donc empêche les sons d'être perçut normalement et brouille les signaux d'équilibre envoyés au cerveau. Cela propvoque des vertiges. Ces vertiges résultent de la contradiction des information envoyée au cerveau.

Quelles sont les pathologies liées à l'oreille ?

Parmis les différentes pathologies il y a tout d'abord la surdité. La surdité est la perte de l'audition. Elle peut atteindre les trois parties de l'oreille et peut être pathologique ou génétique.
Notons que l'on peut mesuré l'acuité auditive à l'aide d'un audiométre. Cet appareil présente par le bias d'écouteurs, des sons purs de diverse fréquences au patient. A chaque fréquence, l'intensité seuil est calculée et comparée à la normale. Cette technique apporte une mesures pratique (dans tout les sens du terme) des degrés de surdité ainsi qu'un schéma des fréquences les plus touchées.


On distingue trois types de surdité, notamment:

La surdité de transmission

C'est la présence d'un obstacle entre l'oreille externe et l'oreille moyenne.

Quelles en sont les causes?


•un bouchon de cérumen ou des corps étrangers qui bouchent le conduit auditif externe
• Par une otite qui se caractérise par l'inflammation de l'oreille externe ou moyenne
•par une rupture de la chaîne des trois osselets, ce qui empêche la transmission du son jusqu'à l'oreille interne. Cette surdité peut dans la majeure partie des cas être opérée ou soignée.

La surdité de perception

Le problème se situe principalement au niveau de l'oreille interne, qui est beaucoup plus difficile à soigner et souvent inopérable. Elle est due à une lésion des voies nerveuses. C'est pour cela que la surdité nerveuse fait partie de la famille des surdité de perceptions.
Ces déficiences auditives sont congénitales, génétiques ou accidentelles. La plupart sont acquises et résultent d'une agression des cellules ciliées de l’oreille interne par le bruit, le vieillissement, les médicaments ototoxiques (toxiques pour l'oreille) ou d'autres maladies.

Quelles en sont les causes ?

• L'éventuelle dégénérescence toxique du nerf auditif
• De possibles tumeurs du nerf auditif
• Les lésions vasculaires du bulbe

La surdité mixte

Ce phénomène, étant plutôt rare, combine la surdité de perception avec celle de transmission. Elles associent ainsi un obstacle de transmission du son à une atteinte de l'oreille interne.

La presbyacousie

La presbyacousie est la perte progressive de l'audition liée à l'âge. Il a été constaté que les facultés auditives commencent à se détériorer dès l'âge de 18 ans, mais à partir de 60 ans (en moyenne, cela varie beaucoup d'une personne à l'autre) cette perte d'audition peut être problématique.
Cette pathologie touche les deux oreilles de manière égale, et résulte d'un vieillissement général de l'appareil auditif:perte de souplesse du tympan et des osselets, diminution du nombre de cellules ciliées etc. Les pertes de son se manifestent d'abord dans les fréquences élevées.
Bien entendu, beaucoup de facteurs vont influencer l'avancement de cette détérioration. L'exposition répétée en général à des bruits puissants va bien sur accélérer le processus. Mais des facteurs héréditaires, ainsi que certaines maladies dégénératives (diabète, artériosclérose) rentrent aussi en compte.
L'usage d'appareils amplificateurs est aujourd'hui très répandu, et montre de très bon résultats, malgré une certaine gène sociale qu'il peut susciter pour son utilisateur.

Les acouphènes

Les acouphènes sont des perceptions auditives persistantes hallucinatoires, c'est à dire qu'elles ne sont causées par aucun son "réel". Le son ressenti n'est pas le même pour toutes les personnes atteintes, et peut souvent être décrit comme insupportable, engendrant des troubles de la concentration, du sommeil etc. (à tel point qu'il cause parfois même le suicide du malade). Ils surviennent le plus souvent après un traumatisme auditif, mais la cause exacte du trouble n'est pas connue. Certains pensent qu'il s'agit là d'une tentative du cerveau de compenser une perte soudaine d'audition dégénérant en "bruits fantômes". Il n'y a pas à l'heure actuelle de traitement définitif, et la meilleure solution reste pour l'instant un soutien psychologique.

L'implant cochléaire: une cure à la surdité?

Dans certains cas de surdité de perception endocochléaire, un appareil peut être implanté chez le sujet pour prendre le relais de l'oreille externe et moyenne. La première partie de l'appareil est un récepteur sonore placé derrière le pavillon (donc a l'extérieur) qui traitera le signal sonore de manière informatisée. Il sera envoyé à une antenne réceptrice placée sous la peau sur le côté du crâne du patient. De là, l'information sera retransmise par un fil passant dans l'os crânien (pour des raisons pratiques ce trajet a été retenu contre celui passant par le conduit auditif) jusqu'à la cochlée, où sont implantées des électrodes. Celles-ci vont diriger le signal vers les fibres nerveuses du nerf auditif présentes dans la cochlée.

Les résultats obtenus sont particulièrement probants, surtout lorsque l'appareil est implanté tôt chez l'enfant. Il nécessite une éducation auditive spécifique, mais beaucoup peuvent ensuite "récupérer" d'une surdité quasi-totale et tenir des conversations, téléphoner etc.
Il y a tout de même certains débats éthiques concernant ces implants. Certains par exemple pensent que cet implant n'intégrera pas parfaitement leur enfant au monde non-sourd et empêchera son intégration à la communauté sourde. Certains voient aussi d'un mauvais oeil le fait que l'on essaye de "réparer" leur enfant.
Voir annexe no7: l'implant cochléaire

Références

Livres

  • Neil Campbell, "Biologie", 7ème édition, septième partie, chapitre 49
  • Dee Unglaub Silverthorn, "Physiologie humaine, une approche intégrée",4ème édition, chapitre 10
  • Raven, "Biologie", chapitre 49
  • Le Monde Du Vivant, "traité de biologie", chapitre 37: systèmes sensoriels
  • Physiologie médicale, W.F Ganong, chapitre 9: les fonctions de l'oreille

Sites internet



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