L\'audition - Cours niveau L2, animé par Yvan Pettershmitt PDF

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Cours niveau L2, animé par Yvan Pettershmitt...

Description

L’audition La perception des ondes Une onde : c’est la propagation d’un mouvement produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales du milieu. Sa vitesse de propagation dépend des caractéristiques du milieu de propagation. Une onde transporte de l’énergie sans transporter de matière. La vision : elle permet de percevoir les ondes électromagnétiques visibles par l’œil. Chez l’humain, toutes les longueurs d’onde visibles sont comprises entre 380nm (…) Le son : c’est l’ensemble des ondes de pressions produites par les molécules d’air en vibration. Les ondes sonores se propagent en 3 dimensions. C’est un phénomène ondulatoire. C’est la partie audible du spectre des vibrations acoustiques qui peuvent être perçus par l’oreille humaine (de même que la lumière se définit comme la partie visible du spectre des vibrations électromagnétiques). Les sons ne se propagent pas dans le vide. La puissance acoustique a pour unité le décibel (dB).

I.

Le spe spectre ctre d de e fréq fréqu uences – LLe e sspectr pectr pectre e aaudibl udibl udible e

Chez l’humain, la gamme de fréquences audibles va de 20 à 20 000 Hz. Le hertz, de symbole Hz, est l’unité de mesure de la fréquence. Elle est reliée à la vitesse (v) et à la longueur d’onde 1 Hz correspond à une oscillation par seconde. Quelques exemples 10 Hz : Fréquence inaudible à nos oreille, mais audible pour d’autres animaux. Par exemple, l’éléphant s’en sert pour localiser ses congénères jusqu’à 10km. Le pigeon emploie cette fréquence produite par les vents pour se localiser. 20 Hz : Début des fréquences audibles pour les humains 15 000 Hz : Fin des fréquences audibles pour des hommes vers 40 ans. 20 000 Hz : Fin des fréquences audibles pour les enfants 25 000 Hz : Fin des fréquences audibles pour les chats 35 000 Hz : Fin des fréquences audibles pour les chiens 100 kHz : Fin des fréquences audibles pour les chauve-souris 200 kHz : Fin des fréquences audibles pour les dauphins Les infrasons et les ultrasons

Echelle des bruits perçus par l’oreille humaine

1. Les in infr fr frason ason asonss Ce sont toutes fréquences perçues inférieures à 20Hz. Ils sont donc trop graves (fréquence trop basse) pour être perçus par l'oreille humaine. Les taupes, les éléphants ainsi que les girafes peuvent communiquer au moyen d’infrasons.

2. Les u ultra ltra ltraso so sons ns Tout ce qui est au-delà de 20 kHz. Leur fréquence est trop élevée pour être audible pour l'oreille humaine (le son est trop aigu). Toutefois les effets des ultrasons ont des effets sur les tissus organiques. On remarque que l’énergie mécanique est convertie en énergie thermique. Les ultrasons sont aussi utilisés en médecine notamment dans l’échographie qui permet via informatique de générer des images en fonction de la réponse des différents tissus face à l'émission à leur niveau de ces ultrasons. Echographie et sons Les ultrasons sont envoyés dans un périmètre délimité et les échos enregistrés sont des signatures des obstacles qu’ils ont rencontrés.

Quelques exemples 1,5 à 4,5 MHz en usage courant pour abdomen et pelvis, avec une définition de l’ordre de quelques millimètres ; 5 MHz pour les structures intermédiaires (cœur d’enfant par exemple), avec une résolution inférieure au millimètre ; 7 MHz pour l’exploration des petites structures assez proches de la peau (artères ou veines) avec une résolution proche du dixième de millimètre De nombreux animaux vertébrés, comme les chiens ou les chauves-souris peuvent entendre certaines gammes d'ultrasons et/ou les utiliser pour communiquer (un chien entend jusqu'à 40 kHz et une chauve-souris jusqu'à 160 kH).

II.

Anato natom mie du sys systèm tèm tème e aaudi udi uditif tif ch chez ez l’h l’hum um umain ain

Il est constitué par :  Le système périphérique (constitué par l’oreille externe, l’oreille moyenne, l’oreille interne et le nerf auditif)  Le système central (voies auditives au niveau du tronc cérébral et du cortex auditif)

1. Le sy systèm stèm stème e aud auditif itif pé périph riph riphér ér ériqu iqu ique e Il va permettre la transmission du signal sonore du pavillon de l’oreille externe jusqu’aux premiers neurones du nerf auditif. Il est constitué de l’oreille interne, l’oreille moyenne, l’oreille externe et le nerf auditif.

L’oreille externe

Elle contient le pavillon, la conque et le conduit auditif. Elle recueille les sons et les focalise sur la membrane du tympan.

Le pavillon et la conque filtrent différentes séquences. Dans l’oreille externe, on trouve le cérumen qui va lubrifier le conduit auditif externe et drainer las poussières, les cellules mortes et les débris divers qui s’y trouvent. Il est secrété par les glandes sébacées situées sous la peau du conduit auditif externe. L’oreille moyenne

Elle se situe entre l’oreille externe et l’oreille interne. Elle comprend le tympan et les osselets (le marteau, l’enclume et l’étrier). Elle assure le transfert des ondes sonores du milieu aérien aux liquides et structures de la cochlée. Son rôle est donc d’acheminer les ondes sonores entre le tympan et les osselets, mais aussi de protéger l’oreille interne (si les niveaux sonores sont trop élevés, le muscle de l’étrier se contracte pour réduire la vibration de l’étrier et ainsi protéger l’oreille interne). Aussi, elle équilibre la pression de part et d’autre du tympan, grâce à la trompe d’Eustache. La trompe d’Eustache Chez l’humain, elle correspond à un tube d’environ 3 à 4 cm composée de muscles reliant l’oreille moyenne et le plafond de la bouche, au niveau du nez. Fermée au repos, elle s’ouvre rapidement avec tout mouvement de la bouche (bâillement, déglutition, parole, etc.) pour permettre un échange d’air entre l’oreille moyenne et le milieu extérieur.

L’oreille interne Elle est constituée de canaux semi-circulaires et donne naissance au nerf auditif. Elle se compose de la cochlée et de canaux semi-circulaires.

La cochlée correspond à un organe creux rempli d’un liquide appelé endolymphe. Lorsque les ondes sonores parviennent à la cochlée, le liquide entre en mouvement et fait bouger des milliers de petits cils (transduction du signal sonore).

Les cellules de la cochlée sont coiffées de structures filamenteuses, les stéréocils, groupés en une touffe ciliaire libre de vibrer. Ces cellules sont disposées le long d’une membrane (la membrane basilaire). L’ensemble des cellules ciliées et des membranes qui leur sont adjointes constituent l’organe de Corti. L’organe de Corti est l’élément sensible de l’ouïe et comprend environ 1400 cellules ciliées au contact des sons. C’est le lieu de naissance du nerf auditif. L’organe de Corti constitue la partie neurosensorielle de la cochlée, il repose sur la membrane basilaire et contient les cellules ciliées internes et externes. La tonotopie Selon la fréquence des sons, vibration de la membrane basilaire à différents endroits :  Pour les sons aigus, vibration proche de la fenêtre ovale  Pour les sons graves, vibration de l’apex Tonotopie (représentation topographique des fréquences)

Composition cellulaire Les cellules ciliées internes (CCI) et les cellules ciliées externes (CCE) reposent sur une membrane : la membrane basilaire.

Comment ça marche ? Le déplacement des stéréocils des cellules ciliées produit une dépolarisation rapide de toute la cellule ciliée. L’énergie mécanique se transforme en énergie électrique : c’est la transduction nerveuse. Lorsqu’un son est trop faible, la vibration des cils est insuffisante. Les cils des cellules ciliées internes n'atteignent pas la membrane tectoriale, il n'y a donc pas de message nerveux qui circule jusqu'au cerveau. Les celles ciliées externes interviennent alors car leurs cils sont capables de détecter une petite vibration, les cils s’inclinent et amplifient alors le mouvement relatif entre la membrane basilaire et la membrane tectoriale. L’appareil vestibulaire Il contient les canaux semi-circulaires et le saccule et l’utricule. Le saccule et l’utricule contient des otoconies qui vont les rendre aptes à détecter les mouvements. Ce sont des capteurs d’accélération linéaire.

Les otoconies sont des petits cristaux de carbonate de calcium (CaCO3) de forme oblongue.

Ils sont disposés dans l’endolymphe, et enchâssés dans la membrane otoconiale qui repose sur les cellules sensorielles ciliées du vestibule. Ainsi, les déplacements peuvent être perçus dans les trois dimensions. Les canaux semi-circulaires Ils sont remplis également de liquide et leur paroi est tapissée de cils sensibles aux mouvements de la tête (équilibre). Les 3 canaux semi-circulaires sont remplis de la même endolymphe que la cochlée. Lorsque l’oreille est soumise à un mouvement, l’inertie de ce liquide rend ce mouvement détectable par des cellules ciliées, proches de celles de la cochlée. Il y a donc un rapport étroit entre le système auditif et le système vestibulaire

2. An Analy aly alyse se de dess inf info ormat rmatio io ions ns vvest est estibu ibu ibulair lair laires es eett aau uditiv ditives es Le système vestibulaire

Il va détecter les sensations liées à l’équilibre. Il informe le système nerveux central (tronc cérébral et cervelet) sur la position et les déplacements de la tête. L’utricule et le saccule On détecte à l’intérieur les changements d’orientation de la tête et les changements d’accélération de la tête. Les canaux semi-circulaires Ils sont sensibles à toutes les rotations de la tête, cad aux accélérations angulaires. Les cupules des canaux semi-circulaires sont activées par une rotation soudaine de la tête et sont à l'origine de signaux vers le système nerveux central en début et fin de rotation uniquement. La perte des fonctions des canaux semi-circulaire est responsable de troubles de l’équilibre lorsque le sujet effectue des mouvements rapides, compliqués et comportant des changements rapides et de direction du mouvement. Le nerf vestibulaire C’est le VIIIème nerf crânien (nerf vestibulo-cochléaire) est composé de 2 parties : - Le nerf cochléaire provenant de l’organe de l’audition transmet les stimulis sonores au cerveau - Le nerf vestibulaire, en liaison avec l’organe de l’équilibre Les fibres du nerf vestibulaire pénètrent au niveau du bulbe-pontique Elles se divisent en plusieurs branches qui se terminent dans les noyaux vestibulaires. Certaines fibres se projettent directement sur la substance réticulée ou le cervelet.

Les noyaux vestibulaires 3 noyaux : - Supérieur (de Bechterew) - Médial (de Schwalbe) - Inférieur (de Roller) Les noyaux vestibulaires sont reliés entre eux par des neurones (coordination de l’action des organes droits et gauches de l’équilibre). Suite des projections Les signaux émis par l’appareil vestibulaire sont ainsi transmis, directement ou après relais par les noyaux vestibulaires, au cervelet et à la substance réticulée. Ils sont ensuite transmis à la moelle par les faisceaux vestibulo-spinaux et réticulo-spinaux. Analyse de l’information auditive par le cerveau On parle de voie auditive avec la transmission des informations de la cochlée vers le cerveau.

3. Les vvoie Les prin étap oie oiess au audit dit ditive ive ivess au niv nivea ea eau u du ccerve erve erveau au – Les princi ci cipale pale paless étap tapes es Chaque vibration est donc transformée par l’oreille interne et transportée par les nerfs auditifs en message électrique qui est ensuite dirigé vers le cortex cérébral via plusieurs étapes : Le noyau cochléaire, le complexe olivaire, le noyau du lemniscus latéral, le colliculus inférieur et le corps genouillé médian du thalamus. 1ère étape : le nerf auditif Autre nom : nerf vestibulo-cochléaire. Il est formé de deux parties : le nerf cochléaire et le nerf vestibulaire. Le nerf vestibulaire reçoit les informations concernant le maintien de l'équilibre. Le nerf cochléaire recueille dans les informations auditives.

Les fibres afférentes primaires constituant le nerf auditif vont cheminer pour pénétrer dans le tronc cérébral (au niveau des noyaux cochléaires). La tonotopie est conservée au niveau du nerf auditif. Les fibres apicales, codant les basses fréquences, sont localisées dans la région centrale du nerf, alors que les fibres basales, codant les hautes fréquences, sont plus localisées en périphérie (Sando, 1965).

2ème étape : le noyau cochléaire

On aura des fibres basales du nerf auditif qui vont pénétrer dans la partie dorsale du noyau cochléaire. La majorité des fibres apicales va aboutir dans le noyau cochléaire ventral, et quelques unes dans le noyau cochléaire dorsal (Lewy et Kobrak, 1936). Les cellules du noyau cochléaire envoient des axones dans l’hémisphère controlatéral, vers l’olive supérieure, puis le lemnisque latéral, et innervent le colliculus inférieur.

3ème étape : les lemnisques latéraux Ils sont différenciés en :  complexe ventral, comprenant les neurones monoauraux qui reçoivent seulement l'information d’une seule oreille  noyau dorsal composé de neurones binauraux qui reçoivent l'information des deux oreilles

4ème étape : le colliculus inférieur Situé dans la partie médiane du tronc cérébral, au niveau du toit du mésencéphale. Donc les neurones sont dévolus à la localisation spatiale du son, et à la perception du niveau sonore et à sa variation, et de la fréquence et sa variation. Il existe des relations audition-vision, et les neurones du colliculus se projettent vers le corps genouillé médian du thalamus. Le corps genouillé médian

Noyau intermédiaire de relais dont les neurones atteignent le cortex auditif. Les informations sont traitées sous forme de localisation spatiale et de signification.

Le cortex auditif C’est une aire acoustique du cortex temporal. Cette aire auditive primaire réalise un premier traitement du son pour ensuite le projeter sur des aires auditives associatives

Selon l’emplacement, on a différentes fonctions.

Dès le colliculus inférieur, mais surtout dans les régions corticales, les informations d’autres modalités perceptives telles que la vision et le toucher peuvent moduler les réactions auditives.

III.

Les p pat at atholog holog hologies ies au auditiv ditiv ditives es 1. La su surdi rdi rdité té

En fonction de son intensité, on classe la surdité comme surdité:  Légère si le déficit est de moins de 30 dB  Moyenne s'il est compris entre 30 et 60 dB  Sévère s'il est compris entre 70 et 90 dB  Profonde s'il est de plus de 90 dB 17 % de la population mondiale est affectée par la surdité à des degrés divers, sans tenir compte des personnes âgées de plus de 65 ans. Il existe deux types de surdité :  La surdité de transmission qui touche l'oreille externe et/ou l'oreille moyenne.  La surdité de perception qui touche l'oreille interne. La surdité de transmission Elle est causée par : - Des otites chroniques - Un bouchon de cérumen dans l'oreille (cause fréquente) - L'ostopongiose : Calcification qui réduit la mobilité de l'étrier Elle est caractérisée par une perte des sons graves, elle ne pose pas trop de problèmes pour la compréhension de la parole, les sons étant perçus moins fort. L'audition peut-être récupérée (en totalité, ou en partie) grâce à des médicaments (dans le cas d'une otite) ou une opération chirurgicale. La surdité de perception Elle est causée par : - Une exposition à des bruits très forts (ex : discothèques) - Une prise de médicaments toxiques pour l'oreille (c'est le cas de certains antibiotiques) - Une fracture du crâne Elle est caractérisée par une perte des sons aigus. Elle pose un problème pour la compréhension de la parole car ce sont justement les sons aigus comme le "f", le "s" ou encore le "ch" qui jouent un rôle essentiel dans la compréhension des mots. Cela implique la destruction des cils vibratiles de la cochlée. Elle ne peut pas être soignée mais souvent efficacement corrigée avec des appareils auditifs. Les degrés de surdité On mesure la surdité d'une oreille sur base des pertes auditives exprimées en dB aux fréquences 500 Hz, 1000 Hz, 2000 Hz et 4000 Hz.

Audiogramme Lors d'une étude récente réalisée sur un échantillon national d'élèves de classes de 5e, on a pu constater chez 49% des enfants testés l'existence d'une perte auditive sur les aigus qui, jusque là ne s'observait qu'à la cinquantaine. Quelques causes de surdité  Traumatisme sonore Exposition soudaine à une source sonore violente et intense (ex. une détonation ou une explosion) Exposition prolongée à une source sonore élevée et continue (ex. l'écoute régulière d'un lecteur de musique portable à un haut niveau sonore, un travail sur un chantier) C’est l’oreille interne qui est touchée. La perte auditive est totalement irréversible, le traumatisme sonore peut être considéré comme une forme de vieillissement brutal du système auditif.  Les infections et tumeurs Elles touchent principalement l'oreille externe et moyenne.  Les intoxications chimiques et médicamenteuses Médicaments ototoxiques, c’est-à-dire ayant un effet toxique sur le système auditif. Antibiotiques, diurétiques, des chimiothérapies, mais aussi l'aspirine et ses dérivés peuvent ainsi accélérer le vieillissement de l’oreille moyenne et interne.  Les maladies infantiles (Oreillons, otites chroniques...) L’acouphène, qu’est-ce que c’est ? L’acouphène chronique est un bruit subjectif, entendu sans cesse, jour et nuit, " dans l’oreille " ou " dans la tête ", sans aucun stimulus sonore extérieur. Il peut être le symptôme d’une pathologie du système auditif, comme l’otospongiose, la maladie de MÉNIÈRE, et peut aussi se manifester en cas d’hypercholestérolémie, d’hypertension, d’hyperthyroïdie. Augmenter le son entraîne de plus en plus de cas de surdité et d'acouphène chez les jeunes. Une impression de pression dans les oreilles quand vous quittez la boîte de nuit est un signe de lésion auditive, et chez certaines personnes prédisposées, les dégâts peuvent être permanents....