Anatomie et fonctionnement auditif

Physiologie du récepteur auditif

Il est constitué de        

l’oreille externe  

L’oreille moyenne

L’oreille interne   

Le système auditif est composé du récepteur auditif et du système d’exploitation qui est situé dans le cerveau.

Oreille externe    Rôle de transmission                                                                            

Oreille moyenne Rôle de transmission

Oreille interne       Rôle de réception

Nerf auditif            Rôle de transmission

      Noyaux centraux  Rôle de perception

Ecorce cérébrale (cortex)    transmission et analyse                                                                                              

2)   L’oreille externe

    

Le tympan est au bout du conduit auditif.

Rôles :

-         Pavillon = réflecteur

-         Conduit auditif = phénomène de résonance dû à la forme du conduit : il y a de nombreux virages qui amplifient le niveau sonore entre l’entrée et le tympan.

Domaine de moyenne fréquence : entre 2.000 et 7.000 Hz.

    

     Avec l’âge, le conduit auditif peut s’effondrer ; il perd alors ses possibilités d’amplification.

     Quand il y a trop de cérumen, risque d’obstruction du conduit par un bouchon qui nuit à l’audition.

Certains animaux comme le coyote peuvent déplacer leurs pavillons en direction de la source d’un son, mais les muscles qui permettent ces mouvements sont atrophiés et inopérants chez l’être humain.

3)   oreille moyenne

Encore appelée caisse du tympan, c’est une petite cavité, remplie d’air et tapissée d’une muqueuse, creusée dans l’os temporal. Sa limite externe est le tympan, et sa limite interne est une paroi osseuse percée de deux orifices, la fenêtre du vestibule (ou fenêtre ovale) et la fenêtre de la cochlée (ou fenêtre ronde).

 

Le tympan (tympanon = tambourin) est une membrane mince et translucide de tissu conjonctif fibreux dont la face externe est recouverte de peau et la face interne d’une muqueuse. Cette membrane est déformable et fragile. Il a la forme d’un cône aplati dont le sommet pénètre dans l’oreille moyenne. Les ondes sonores font vibrer le tympan, qui transfère cette énergie aux petits osselets. C’est un tissu vivant qui est capable de cicatrisation quand il est percé. Mais, plus les cicatrisations se font tard dans l’âge, plus elles sont épaisses et dures et donc elles diminuent la souplesse et les possibilités de déformation du tympan d’où une moins bonne audition.

La chaîne des osselets comprend 3 os, suspendus dans l’oreille moyenne par des ligaments : le marteau, l’enclume et l’étrier. La « poignée » du marteau est rattachée au tympan, et la base de l’étrier s’insère dans la fenêtre ovale. L’enclume s’articule avec le marteau et l’étrier par des articulations synoviales. Les osselets transmettent le mouvement vibratoire du tympan à le fenêtre ovale qui, à son tour, agite les liquides de l’oreille interne. Les mouvements du tympan entraînent des mouvements identiques d’avant en arrière du dernier osselet l’étrier.

                            Transmission mécanique des vibrations sonores.

Cette chaîne des osselets entraîne une amplification des sons de l’ordre de 20 à 30 dB, entre 1.000 et 10.000 Hz avec un maximum vers 4.000 Hz (comme l’oreille externe).

Si l’oreille moyenne fonctionne mal, l’amplification disparaît, il y a mauvaise transmission.

La trompe d’Eustache est un conduit oblique qui relie l’oreille moyenne au nasopharynx (partie supérieure de la gorge). Normalement, la trompe auditive est aplatie et fermée, mais la déglutition et le bâillement peuvent l’ouvrir momentanément pour équilibrer la pression de l’air entre l’oreille moyenne et l’environnement. C’est là un mécanisme important car le tympan ne peut vibrer librement que si la pression exercée sur ses deux surfaces est égale. Dans le cas contraire, le tympan fait saillie vers l’intérieur ou vers l’extérieur, ce qui entrave l’audition. L’équilibration de la pression « débouche » les oreilles.

Avec le vieillissement, les structures souples (ligaments) deviennent plus rigides ; il y a des phénomènes d’ossification entre les osselets, entre l’étrier et les parois osseuses qui l’entourent. On a alors un système plus rigide qui entraîne une moins bonne entente. Problèmes d’otospongiose et d’otosclérose.

Deux minuscules muscles squelettiques se trouvent dans la caisse du tympan : le muscle du marteau et le muscle de l’étrier. L’action réflexe de ces muscles, déclenchée par les sons exceptionnellement forts (dès 85 dB), protège les récepteurs de l’audition. Plus précisément, le muscle du marteau tend le tympan en le tirant vers l’intérieur, et le muscle de l’étrier atténue les vibrations de la chaîne des osselets ainsi que les mouvements de l’étrier dans la fenêtre ovale. Ce réflexe tympanique, ou réflexe d’atténuation des sons, diminue la propagation du son vers l’oreille interne, mais comme il se produit après une période de latence de 40 ms, il ne protège pas les récepteurs contre les bruits soudains, comme ceux des armes à feu.

Ce réflexe de contraction des muscles est aussi appelé réflexe stapédien (stapedius = étrier) ou réflexe de l’oreille moyenne.

La protection apportée est faible, elle est de l’ordre de 5 à 10 dB et varie selon la fréquence du son. C’est de plus une protection courte car les muscles se fatiguent vite.

Il aurait un autre rôle : il diminuerait les sons qui arrivent par voie aérienne pour limiter le niveau sonore et/ou le retour de la parole car il se déclenche avant que l’on parle.

4)   L’oreille interne

Elle comprend :

L’oreille interne est aussi appelée labyrinthe, étant donné sa forme compliquée. Sa situation dans l’os temporal, à l’arrière de l’orbite, protège les délicats récepteurs qu’elle abrite. Elle comprend deux grandes divisions : le labyrinthe osseux et le labyrinthe membraneux.

Le labyrinthe osseux est un système de canaux tortueux creusé dans l’os qui comprend trois régions : le vestibule(saccule+ utricule), la cochlée et les canaux semi-circulaires. C’est une cavité.

Le labyrinthe membraneux est un réseau de vésicules et de conduits membraneux logé dans le labyrinthe osseux.

Le vestibule est la cavité ovoïde située au centre du labyrinthe osseux. Il est situé à l’arrière de la cochlée et à l’avant des canaux semi-circulaires. C’est un organe qui abrite les récepteurs de l’équilibre qui réagissent à la gravité et encodent les changements de position de la tête. (sert à détecter les accélérations de la tête, contrôle les mouvements des yeux quand on bouge, maintien de l’équilibre).

La cochlée (cochlea = limaçon) est une cavité osseuse spiralée et conique deux fois plus petite qu’un pois cassé. Elle naît de la partie antérieure du vestibule, puis elle décrit environ deux tours et demi autour d’un pilier osseux appelé columelle.

Le conduit cochléaire membraneux serpente au centre de la cochlée et se termine en cul de sac à son sommet. Il abrite l’organe spiral (ou organe de Corti), le récepteur de l’audition.

La cochlée est en communication avec l’oreille moyenne par l’intermédiaire de l’étrier qui a un mouvement de piston d’avant en arrière dans la fenêtre ovale et va donc produire des vibrations dans les liquides contenus dans la cochlée.

La cochlée est divisée en trois cavités distinctes. Ces cavités sont, de haut en bas,   

la rampe vestibulaire, unie au vestibule et contiguë à la fenêtre ovale,

Le conduit cochléaire proprement dit

La rampe tympanique, qui se termine à la fenêtre de la cochlée.

Les deux rampes communiquent au sommet de la cochlée (apex) dans une région appelée hélicotrème (= ouverture dans la spirale).

    

         Quand l’étrier vibre, il avance d’avant en arrière (fréquence : 16 à 20.000 Hz) ce qui entraîne des vibrations dans les liquides qui vont arriver à faire vibrer les différentes membranes. La membrane basilaire monte et descend et fait à son tour osciller la partie basale du conduit cochléaire.

Selon la fréquence des sons envoyés à l’oreille, ce n’est pas le même endroit sur la membrane basilaire qui va vibrer.

Quand la vibration arrive dans la fenêtre ovale, si ce sont des sons aigus, ils font vibrer les parties proches de la fenêtre ovale. Plus les sons sont graves, et plus la vibration se réalise vers l’apex.

Sur la membrane basilaire sont disposées les cellules nerveuses du récepteur auditif qui détectent les vibrations et vont envoyer les messages vers le cerveau.

Si le son est très important, les cellules nerveuses ne tiennent pas le coup : il y a alors surdité dans une zone plus ou moins importante, surdité pour des fréquences bien précises.

La cochlée est composée de plusieurs unités identiques. Sur la membrane basilaire, il existe des cellules de support et des cellules nerveuses situées de part et d’autre d’une structure de support. Les cellules nerveuses sont chargées de détecter les vibrations. On trouve des cellules ciliées sensorielles externes et des cellules ciliées sensorielles internes, dont la base est entourée par les neurofibres afférentes du nerf cochléaire. Leur rôle est différent.

     Cette organisation rappelle ce qui se passe au niveau de la rétine en ce qui concerne les cônes et les bâtonnets.

Les cellules nerveuses sont activées par des vibrations qui entraînent la déformation des cils. Les cils des cellules externes sont disposés en forme de V ouvert.

Quand les vibrations arrivent, les cils des cellules externes sont pliés : ils bougent de gauche à droite, ce qui entraîne le fonctionnement nerveux de la cellule.

     Les cils des cellules internes ne bougent que s’il y a beaucoup de bruit.

     Cellules externes : détection

     Centres nerveux auditifs : 1ères analyse

     Cellules externes :  amplification, sélection

     Cellules internes : réception

     Silence puis bruit :

oreille interne : la membrane basilaire vibre, les cellules externes sont déformées, elles envoient des messages nerveux vers le cerveau.

Plus les cellules sont déformées, plus elles envoient de messages. Les messages envoyés sont en relation avec l’intensité du message.

Dans les centres nerveux, il y aurait une 1^ère analyse du message.

Les cellules externes seraient douées de mobilité : elles ont la possibilité de faire bouger leurs cils donc elles amplifient les vibrations qui se produisent. Conséquence : si les cellules externes vibrent beaucoup, alors les cellules internes vont vibrer à leur tour (elles sont stimulées). Ce sont les cellules internes qui produisent les informations utilisées pour l’audition.

On a donc deux systèmes côte à côte dans le système auditif :

§         un système amplificateur

§         un système à l’origine de l’audition

Si l’un des deux est défaillant, il y a surdité.

Les cellules les plus fragiles du récepteur auditif sont les cellules externes ; on les perd davantage avec l’âge. Si l’organe auditif est malmené, ces cellules partent en priorité. Il en est de même s’il y a attaque par des produits externes ou internes ou lors de maladies (urée, diabète). Il y a perte progressive de l’amplification et donc une moins bonne audition.

S’il y a encore des cellules internes, une audition dégradée peut être restaurée par des amplificateurs.

Les cellules internes stimulées envoient des messages qui partent vers le système nerveux.

Il existe un contrôle du système nerveux sur les cellules externes. Le système nerveux peut détecter l’endroit où la vibration est la plus importante : il y a alors un retour nerveux vers les cellules externes pour bloquer l’amplification. L’amplificateur a un rôle de sélection en fréquence.

Avec le vieillissement, il y a perte de cellules nerveuses, perte de fibres du nerf auditif ; d’où un fonctionnement plus malaisé du système auditif.

5)    système nerveux consacré à l’audition

Dans le système nerveux, il existe des agglomérats de cellules nerveuses ayant un fonctionnement commun identifiable (motricité, sensibilité…) ; on les regroupe sous le nom de « noyaux ».

Les noyaux cochléaires sont le premier relais pour les informations provenant des cellules internes. Ils sont liés à une certaine représentation du niveau sonore et sont à l’origine du réflexe stapédien. Chez les animaux, on peut déceler des réflexes conditionnés aux sons (on reconnaît le son mais on ne peut pas donner sa nature).

Le noyau olivaire : l’information passe à un niveau supérieur et est donc complexifiée, plus structurée. Quand le noyau olivaire est stimulé avec l’électricité, il y a modification de l’audition. C’est là que se situe la commande qui bloque ou facilite le fonctionnement des cellules ciliées externes (et donc aussi celui des cellules internes). Contrôle le système amplificateur et le filtrage. C’est le premier niveau dans lequel on prend en compte les informations provenant des parties droite et gauche du système auditif. Il y a analyse en terme de variation de niveau, de variation de fréquence, de variation de la position de la source sonore.

rôle schématique des structures impliquées dans l’audition

• hémisphère (cortex) et corps genouillé médian :signification  localisation
• colliculus inférieur :  localisation spatiale, niveau sonore et variation du niveau sonore, fréquence et variation de la fréquence, relations audition-vision
• noyau du lemnisque latéral :  localisation spatiale et réflexes auditifs ? (mouvements de la tête)
• noyau olivaire : comparaison entre 2 oreilles,  commande de l’amplification par l’oreille interne et sélection en fréquence                         
• noyaux cochléaire :  réactions primaires aux sons, réflexe d’oreille, moyenne niveau sonore
•  oreille: sélection en fréquence réception, amplification                          

Le noyau du lemnisque latéral aurait un rôle dans la localisation spatiale, i.e. l’aptitude à discerner l’origine spatiale d’un son. Il pourrait avoir des connexions avec les centres susceptibles de déclencher des mouvements de la tête.

Le colliculus inférieur a une action dans l’analyse des sons en terme de niveau sonore, de variation de fréquence, de position dans l’espace. Il existe une comparaison entre l’information auditive et ses variations et entre l’information visuelle et ses variations. Les deux colliculi échangent leurs informations visuelles et auditives. Des réajustements ont lieu à ce niveau s’il y a handicap auditif ou visuel.

Les corps genouillés médians (situés dans le thalamus) et le cortex : on peut difficilement faire la différence entre ce qui est traité par l’un et l’autre. Les informations sont traitées sous forme de localisation spatiale et de signification

     L’état d’éveil de la personne, son état d’attention… dépendent du message reçu.

     Selon la connaissance des sons et de leur utilité, le traitement des informations sera différent.

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