Audition 4BIOS03 12/13

Introduction
L'audition est la perception des sons résultant de l'excitation par des ondes sonores de l'organe sensoriel qui transforme un message mécanique (onde sonore) en un courant bioélectrique transmis jusqu'au cerveau qui va, à son tour, décrypter ce courant bioélectrique en un message sensationnel, qu'est l'audition. Selon le dictionnaire encyclopédique Larousse.

D'abord, l'onde mécanique arrive à notre tympan, ce qui le met en mouvement dans des conditions d'amplitude et de fréquence telles que cette stimulation mécanique, qui est transmise par l'oreille moyenne à l'oreille interne, y provoque un phénomène bio-électrique . Commence alors le traitement de l'information par l'organe directeur le CERVEAU.Selon l'encyclopédie Universalis

L'audition fait parti des cinq sens que l'être humain utilise pour interagir avec son environnement. La particularité de l'audition est qu'il est l'unique sens qui permet à l'homme de communiquer entre-eux, et de directement partager sa pensée et son savoir.

L'étude qui va suivre s'occupera de l'organe et de l'intégration de ce sens, jusqu’à la conversion en signal bioélectrique.

Qu'est-ce qu'un stimulus ?

Un stimulus désigne tout ce qui est susceptible de provoquer une "excitation" d'un récepteur neuronal chez un être vivant, que ce soit perceptible par les sens ou non (par exemple les phéromones, perçues inconsciemment par l'Homme). Relatif à chacun des sens, le stimulus peut être un signal mécanique (toucher), une molécule chimique (odorat, goût) ou une onde (ouïe/onde électromagnétique pour la vue.) ¹

Quelle est la nature du stimulus auditif ?

Le stimulus auditif est une onde sonore, définie par son amplitude et sa fréquence. L'oreille humaine est capable d'enregistrer des ondes se situant entre 20 Hz et 20 000 Hz.³ (Hz étant le nombre de cycle de l'onde par seconde). Une onde est par définition un signal qui se propage. Dans ce cas précis, l'onde sonore fait vibrer les molécules présentes dans l'air, que les récepteurs de l'oreille (cf. Quelle est la structure de l'organe auditif ?) convertiront en influx nerveux intégrés par le cerveau. ²

Quelle est la structure de l'organe de l'audition ?

(cf. Annexe 1)

Comment fonctionne l'oreille externe ?

L'oreille externe est composée du pavillon ainsi que du conduit auditif externe (canal auriculaire) qui servent à amplifier les fréquences transmises vers la membrane tympanique. Ce conduit joue un rôle essentiel: transférer l’onde sonore jusqu’au tympan, en la mettant en situation physique optimale pour délivrer une énergie mécanique utilisable. Ce conduit se caractérise par une conformation complexe et par une peau de recouvrement aux propriétés uniques dans l’organisme humain. Le pavillon est une partie cartilagineuse élastique doté d'un tissu graisseux visible depuis l'extérieur. Dans un premier temps, il sert à capter des ondes sonores puis à les diriger vers la membrane tympanique à travers le conduit auditif. Les ondes sonores captées par l'oreille externe vont être modifiées lors de leur trajet jusqu'au tympan. Les modifications sont propres à chaque onde, fréquence et angle d’incidence, ce qui caractérise la fonction de transfert de l'oreille externe. C'est aussi une protection physique pour l'oreille moyenne. La délimitation entre l'oreille externe et moyenne se situe au niveau de la membrane du tympan.

Comment fonctionne l'oreille moyenne ?

L'oreille moyenne est composée du tympan ainsi que de trois osselets: le marteau, l'enclume, et l'étrier. Ces trois petits os ont pour but d'amplifier et de transmettre les vibrations à la fenêtre du vestibule (membrane située sous l'étrier). C'est cette chaîne d'osselets qui va permettre la transformation des ondes aériennes en ondes liquides. L'étrier vibre au contact d'une membrane flexible, la fenêtre ovale, qui conduit à l'oreille interne. L'oreille moyenne est connectée à la gorge par la trompe d'Eustache, qui égalise la pression d'air entre l'oreille moyenne et l'environnement externe à chaque déglutition (afin éviter la rupture du tympan). Il faut également savoir que sa fermeture empêche l’introduction d’agents pathogènes et de sécrétions nasales dans l’oreille moyenne, ainsi que l’arrivée de sons vocaux directement dans cette cavité. Sachant que la fenêtre ovale est plus petite que le tympan, il est logique que les vibrations transmises par celui-ci à l'oreille interne sont plus fortes par unité de surface.

Comment fonctionne l'oreille interne ?

L'oreille interne se divise en deux parties: une cavité rigide, le labyrinthe osseux, dans lequel se trouve un organe souple et creux: le labyrinthe membraneux. Le labyrinthe membraneux contient deux liquides: l'endolymphe, qui occupe la cavité interne, et la périlymphe, qui sépare les deux parties de l'oreille interne (labyrinthe osseux et labyrinthe membraneux). L'oreille interne comprend également deux autres organes: la cochlée, organe de l'audition (cf. La transduction, ci-dessous), et le vestibule, organe de l'équilibre. Les récepteurs de l’équilibre ou récepteurs vestibulaires informent le cerveau sur la position exacte de la tête et sur ses déplacements. Ce sont les mouvements de la tête qui font bouger les liquides (endolymphe et périlymphe) activant ainsi les récepteurs de l'équilibre.

La cochlée, également appelée le limaçon, est une cavité hélicoïdale qui contient le conduit cochléaire. Sa cavité est divisée en deux parties: la rampe vestibulaire, et la rampe tympanique.

La transduction

Qu'est-ce que la transduction ?

La transduction, en biologie, définie l'opération de transformation d'un stimulus extérieur en un message nerveux. Autrement dit, c'est la conversion d'une énergie physique ou chimique en énergie bio-électrique, que le corps peut intégrer.

Comment fonctionne-t-elle dans le cadre de l'audition ?

La transduction est basée au niveau des récepteurs sensoriels. Les récepteurs fonctionnent en général en dépolarisant la cellule sensorielle. La dépolarisation étant l'augmentation de la différence de potentiel entre l'extérieur et l'intérieur de la membrane.

En ce qui concerne l'audition, c'est l'oreille interne qui effectue cette transduction. Souvent nommé le labyrinthe, du à sa complexité, l'oreille interne contient la structure auditive essentielle à cette transduction : la cochlée. Celle-ci est composée de trois cavités, dont le canal cochléaire, contenant l'endolymphe, liquide aidant au mécanisme. (cf. Annexe 2 et 3)

Lorsque les vibrations sonores perçues et transmises par le tympan arrive à l'étrier (osselet), celui-ci déforme la fenêtre ovale, ce qui provoquera une onde dans l'endolymphe. Cette onde entraine alors l'oscillation de la membrane basilaire. La membrane basilaire est de forme conique, plus épaisse et rigide à une extrémité qu'à l'autre; elle décompose les sons selon leurs fréquences (hautes fréquences - donc sons aigus - perçues à la base de la membrane, basses fréquences à l'apex). À ce point, intervient un autre organe essentiel : l'organe de Corti, contenant les cellules sensorielles, piliers de Corti et les cellules de soutien. Les cellules de Corti sont ciliées (portant de 30 à une centaine de cils) à leur surface et fixées entre la membrane basilaire et la membrane tectoriale (membrane ayant une consistance de gel). Quand la membrane basilaire se déforme sous l'effet de l'onde liquide, les cils sont inclinés, ouvrant des canaux, et provoquant une dépolarisation de la cellule. (cf. Annexe 4)

C'est l'entrée de ions K+ qui est principalement responsable de cette dépolarisation (charges positives en masse). Ce surplus de cations entraîne l'ouverture des canaux calciques, qui eux-mêmes provoqueront la sécrétion de glutamate. Le glutamate est le neurotransmetteur excitateur le plus courant dans le SNC (Système Nerveux Central) et c'est sa libération de la cellule qui stimulera le nerf auditif (influx nerveux).²³

Ainsi, l'énergie mécanique se transforme en énergie électrique. C'est ce que l'on appelle la transduction nerveuse. ¹⁹

Quelles pathologies peuvent atteindre l'ouïe  ?

Le spécialiste de l'oreille et de ses pathologies s'apelle un oto-rhyno-laringologue. L'audition peut être endommagée et modifier par différentes maladies.

Maladies fréquentes

Surdité

La surdité peut avoir diverses origines. Atteignant 1 à 3 enfants sur 1000, la surdité dite "congénitale" ou d'origine génétique peut être causée par des infections virales ou parasitaires durant la grossesse. La surdité postnatale est le résultat de maladies comme la méningites, ou d'accidents (dommages graves à l'oreille, explosions, sons trop intenses).⁵ Il existe également des surdités curables par opération (surdité mixte) ou corrigeables à l'aide d'appareils auditifs (surdité de perception). ⁶

Acouphènes

Ce que l'on appelle "acouphènes" sont des bruits parasites entendus par une personne sans que, généralement, son entourage ne les perçoivent. Il peut s'agir de sifflements, bourdonnements ou cliquetis perçus par une oreille ou les deux. Les acouphènes peuvent être temporaires (ils résultent souvent d'exposition à de la musique trop forte). Ils peuvent également être clasiffiés selon leur fréquences : occasionnels, intermittents ou continus. ⁷

Otite

Les otites sont des inflammations de l'oreille moyenne, parfois causées par des infections. Il en existe deux types : l'otite aigüe est une inflammation liée à une infection qui peut être soignée sans séquelles permanentes, l'otite chronique est une inflammation chronique (c'est-à-dire continue) de l'oreille moyenne qui entraîne souvent une baisse de l'audition et selon les cas provoque des séquelles (otites moyennes chroniques).⁸

Maladies méconnues

Neurinome de l'acoustique

Tumeur nerveuse bénigne, le neurinome de l'acoustique est un schwannome (synonyme de neurinome) du nerf de l'équilibre, dit vestibulaire. Un neurinome se développe à partir des cellules de Schwann (qui forment les gaines de myéline à la base des axones) et est généralement unilatéral (une seule oreille est atteinte). Il provoque souvent des pertes d'équilibre et vertiges, mais aussi une perte progressive de l'audition et/ou des acouphènes (dû à la détérioration du nerf auditif passant dans le même canal que le nerf vestibulaire). Il se peut également que le nerf facial soit atteint, entrainant une paralysie unilatérale. Il existe deux traitements : la chirurgie (dangereuse devant être pratiquée par une équipe spécialisée) ou la radiochirurgie (utilisant la stéréotaxie et/ou l'irradiation aux rayons X ou gamma).^11/12

Otospongiose / otosclérose

Pathologie de l'oreille interne et moyenne, l'otospongiose est une maladie évolutive des tissus, le plus souvent bilatérale mais asymétrique (non simultané) . Il existe deux types :

1. une fixation de la platine de l'étrier dans la fenêtre ovale, provoquant une surdité de transmission;
2. l'otospongiose cochléaire qui fait intervenir une calcification du labyrinthe osseux de l'oreille interne, provoquant cette fois une surdité de perception.

Le traitement principal reste la chirurgie : soit on enlève le tissu excédent, soit on remplace les osselets ou la fenêtre du vestibule. Il existe aussi des prothèses pour l'étrier endommagé. ^13/14

Labyrinthite 

Inflammation de l'oreille interne, la labyrinthite peut être d'origine virale (herpès), batérienne, et plus rarement, suite à une infection (otite moyenne) ou à un traumatisme crânien. Le symptôme principal est un vertige, prononcé ou léger, parfois accompagné d'acouphène. Si le cas se complique, l'inflammation peut mener à une perte totale et permanente de l'audition. Selon le type de labyrinthite, le traitement varie entre du repos et des anti-inflammatoires, des anti-biotiques (origine bactérienne) et des médicaments contre les nausées et les vertiges. ^15/16

Existe-t-il d'autres formes d'audition dans le monde animal ?

Chez les invertébrés

La plupart des invertébrés perçoivent les sons, mais la faculté auditive semblable à celle de l'Homme est moins répandue (car moins vitale). L'audition chez les insectes terrestres est la plus étudiée et comprise. Les poils situés sur beaucoup de corps d'insectes jouent le rôle du tympan en captant les ondes émises par d'autres organismes. Certains sont également dotés de sortes d'oreilles localisées, comportant une membrane tendue au-dessus d'une « chambre aérienne interne » que les ondes font vibrer, créant ainsi des influx nerveux transmis au cerveau.¹

Chez les vertébrés

Les Poissons

Les poissons ne possèdent ni tympans, ni osselets, mais une oreille interne qui, par le biais de la ligne latérale (organe (continu ou non) se situant tout au long du corps du poisson), leur permet de capter les ondes se déplaçant dans l'eau et donc le son. ¹⁷

Les Amphibiens

Les Anoures

Chez les Anoures, les tympans sont en forme de disque et ne sont pas abrités par une oreille externe (pavillon). Ils sont implantés dans la cavité buccale. ²⁰

Les Reptiles

Les Autarchoglossa

Les Autarchoglossa, infra-ordre des Squamates, qui regroupent beaucoup d'espèce de lézards, de varans, d'orvets et de serpents de verre, possèdent une oreille externe exposée, c'est-a-dire qu'il n'y a pas de pavillon ou conduit auditif et que le tympan est directement en contact avec l'air. ¹⁸

Les Oiseaux

Les oiseaux n'ont pas de pavillon auriculaire, ce qui les oblige à tourner leur tête dans toutes les directions, afin de capter tous les sons. Leur oreille moyenne, contrairement à celle des mammifères, ne contient qu'un seul osselet et la cochlée est droite. Chez certaines espèces, l'ouïe est suffisamment développée pour localiser une proie dans l'obscurité complète. D'autres espèces se déplacent et chassent par écholocalisation *. ²¹

* L'écholocalisation est un mécanisme qui permet de "voir" par les oreilles. En d'autres mots, c'est grâce aux échos émis par leur habitat naturel en réponse à des sons (ou ultrasons) , que certains animaux (comme les chauve-souris, les musaraignes et quelques espèces d'oiseaux) peuvent vivre et se nourrir dans un environnement extrêmement sombre.²²

Sources

Webographie

1. http://fr.wikipedia.org/wiki/Stimulus
2. http://cours.cstj.net/101-902-m.f/bio903/Nerveux/audition.html
3. http://fr.wikipedia.org/wiki/Ou%C3%AFe
4. http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/audition
5. http://fr.wikipedia.org/wiki/Surdit%C3%A9#.C3.89tiologie_de_la_surdit.C3.A9
6. http://www.ifmt.auf.org/IMG/pdf/Surdite.pdf (p.9)
7. http://www.passeportsante.net/fr/Maux/Problemes/Fiche.aspx?doc=acouphenes_pm
8. http://www.soins-infirmiers.com/otites.php
9. http://www2.ulg.ac.be/sciences/pedagogique/dossierpds2006/sens-alerte-audition.pdf
10.http://www.universalis.fr/encyclopedie/audition-acoustique-physiologique/
11.http://fr.wikipedia.org/wiki/Neurinome
12.http://www.france-acouphenes.org/site/index.php?option=com_content&task=view&id=51&Itemid=112
13.http://fr.wikipedia.org/wiki/Otospongiose
14.http://www.oreillemudry.ch/l’otospongiose/
15.http://fr.wikipedia.org/wiki/Labyrinthite
16.http://sante.canoe.ca/condition_info_details.asp?channel_id=0&relation_id=0&disease_id=174&page_no=1#Facts
17.http://www.podcastscience.fm/dossiers/2012/01/04/histoire-evolutive-de-laudition-chez-les-vertebres/
18.http://fr.wikipedia.org/wiki/Autarchoglossa
19.http://www.vetopsy.fr/sens/audi/audi_oreille3.php
20.http://fr.wikipedia.org/wiki/Amphibia
21.http://fr.wikipedia.org/wiki/Aves#Les_sens
22.http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cholocation#.C3.89cholocalisation_animale
23. http://fr.wikipedia.org/wiki/Glutamate#R.C3.B4les

Bibliographie

1.CAMPELL Neil et REECE Jane, Biologie, Éditions du Renouveau Pédagogique Inc., 7ème édition, Paris, 2007, p1142