V Qu est ce qu une bonne audition? 1/ Sensibilité des cellules ciliées 2/ Sélectivité en fréquences : la tonotopie

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1 L audition I Le stimulus auditif II Capacités auditives de l oreille humaine III Anatomie de l oreille humaine IV La cochlée : les cellules ciliées 1/ Rôle des cellules ciliées internes 2/ Rôle des cellules ciliées externes V Qu est ce qu une bonne audition? 1/ Sensibilité des cellules ciliées 2/ Sélectivité en fréquences : la tonotopie VI Pathologies de l oreille interne - 1 -

2 I Le stimulus auditif Un son est une variation périodique de la pression de l air. Fig.1 : Production des sons par les vibrations de l air ambiant. Si les phases de compression et de dilatation sont périodiques, elles induisent une variation concomitante de la pression de l air. La distance entre deux phases de compression (ou détente) détermine un cycle du son. Les ondes sonores se caractérisent par deux paramètres principaux : son amplitude et sa fréquence. Fig.2 : L amplitude où force du son est mesurée en décibels (db). L amplitude correspond à notre perception de l intensité sonore (son fort ou faible). La fréquence est la vitesse à laquelle les ondes vibrent, mesurée en cycles par seconde ou hertz (Hz). La fréquence correspond à notre perception de la hauteur tonale (son aigu ou grave)

3 II Capacités auditives de l oreille humaine Fig.3 : Le champ auditif représente l ensemble des sons, définis par leurs fréquence et intensité, pouvant être perçus par l oreille ; il représente les capacités maximales de l oreille humaine. Les infrasons et les ultrasons définissent respectivement des sons de trop basses ou trop hautes fréquences ne pouvant pas être perçus par l oreille humaine quelle que soit leur intensité. Le seuil de perception correspond à l intensité minimale pour qu un son soit perçu ; en dessous de cette intensité le son n est pas perçu. Au-delà de la limite supérieure de perception, les vibrations ne sont plus perçues comme des sons mais donnent naissance à des sensations douloureuses. La zone conversationnelle délimite grossièrement l ensemble des sons utilisés dans le langage parlé ; elle représente la zone utile pour la vie de relation de l individu. Fig.4 : Audiogrammes cliniques enregistrés à différents âges La courbe de seuils est ici normalisée (ramenée à 0 db pour chaque fréquence) ; les mesures sont alors effectuées et représentées en pertes auditives. Chaque courbe représente la moyenne de la perte auditive pour l âge considéré

4 III/ Anatomie de l oreille humaine Fig.5 : Structure des régions externe, moyenne et interne de l oreille Fig.6 : Premiers stades de la voie auditive. Fig.7 : Rôle des différentes parties de l oreille - 4 -

5 IV La cochlée Fig.8 : La cochlée est constituée de trois fins canaux parallèles ou rampes. L organe de Corti contient les récepteurs auditifs ; il est localisé sur la membrane basilaire et il est recouvert par la membrane tectoriale. Les récepteurs auditifs sont les cellules ciliées dont les cils sont enchâssés dans la membrane tectoriale. Ces récepteurs sont de deux types, les cellules ciliées internes (CCI) et les cellules ciliées externes (CCE). Le déplacement de l onde propagée déclenche la transduction sensorielle en faisant bouger les cellules ciliées disposées sur la membrane basilaire. Fig.9 : Mouvements des stéréocils produits par le déplacement de la membrane basilaire. Quand un son provoque une déformation de la membrane basilaire, la lame réticulaire se déplace entraînant un déplacement des stéréocils. 1/ Rôle des cellules ciliées internes Fig.10 : Innervation des cellules ciliées à partir du ganglion spiral. Les neurones du ganglion spiral fournissent toute l information auditive transmise au cerveau. Les CCI, trois fois moins nombreuses que les CCE, sont innervées par 95% des neurones du ganglion spiral. La majeure partie de l information provenant de la cochlée vient donc des CCI

6 Fig.11 : Transduction mécano-électrique par les CC. L inclinaison de la touffe de cils ouvre les canaux potassiques situés à l extrémité des stéréocils. L entrée de potassium dépolarise les CC ce qui entraîne l ouverture des canaux calciques dépendants du voltage. Ceci provoque l entrée de calcium et la libération de neurotransmetteur vers les terminaisons nerveuses du nerf auditif. Les CCI sont à l origine de la mécano-transduction. 2/ Rôle des cellules ciliées externes Fig.12 : Amplification du signal à partir des CCE. Les CCE possèdent sur leur membrane des protéines motrices (prestine). Quand le potassium entre dans les CCE, les protéines motrices sont activées ce qui modifie la longueur de la cellule. Ces changements de longueur accentuent les mouvements de la membrane basilaire. Les CCE jouent le rôle d amplificateur cochléaire. Fig.13 : Les différentes étapes du filtrage mécanique cochléaire

7 V Qu est ce qu une bonne audition? 1/Sensibilité des cellules ciliées Fig.14 : Potentiel récepteur des CC en fonction du déplacement des stéréocils. Le PR est saturé dés lors que les stéréocils se sont déplacés de 20 nm (son intense). Les sons les plus faibles que nous percevons déplacent les cils de seulement 0,3 nm. (le diamètre d un stéréocil est d environ 500 nm) 2/ La tonotopie Fig.15 : Sensibilité de la membrane basilaire au son selon le principe de la tonotopie. Il existe une amplification sélective des différentes fréquences de la base à l apex de la cochlée. Les sons de hautes fréquences sont codés par la base de la cochlée, les sons de basses fréquences par l apex. VI Pathologies de l oreille interne Fig.16 : Les trois facteurs majeurs des surdités épigénétiques (surdités acquises)

8 1/ Effet du vieillissement : presbyacousie Fig.17 : La presbyacousie peut avoir pour origine une perte de la mobilité de la chaîne des osselets (oreille moyenne), ou une perte de cellules ciliées (oreille interne) 2/ Effet des drogues : 0totoxicité A B C D Fig.18 : Les antibiotiques de la famille des aminoglycosides lèsent les cellules ciliées de façon dose dépendante (B à D), Les CCE sont les premières touchées. (A cochlée normale). 3/ Effet des surstimulations : traumatismes acoustiques Fig.19 : la surstimulation des CCI libère un excès de glutamate qui provoque un gonflement et un éclatement du bouton postsynaptique

9 4/ Les acouphènes Les acouphènes sont des perceptions auditives en l absence de tout stimulus externe. Fig.20 : Le bruit excessif détruit la synapse entre la CCI et le nerf auditif. La terminaison nerveuse endommagée est le siège de décharges spontanées de bouffées de potentiels. 5/ Les implants cochléaires Fig.21 : L implant cochléaire est un implant électronique qui vise à restaurer un certain niveau d audition pour les personnes souffrant de surdité neurosensorielle. La stimulation du nerf auditif à l aide d un faisceau d électrodes implanté le long de la cochlée, permet de mimer partiellement la décomposition spectrale naturelle effectuée par la cochlée. Bibliographie Neurosciences : à la découverte du cerveau ; Bear M.F. et al. ; Ed Pradel ; 2010 Neurosciences ; Purves G.J. et al., de Boeck; 2011 Site internet