4.3 Le fonctionnement de l'oreille

4.3   Le fonctionnement de l’oreille

 

 

4.3.1       Oreille externe : 

 

Les  ondes sonores sont captées par le pavillon de l’oreille puis conduites par le conduit auditif jusqu’au tympan qui les traduit en vibrations.  Le pavillon, également appelé "méat acoustique", sert d'amplificateur des sons. Il concentre les ondes sonores et, via le conduit auditif, les réfléchit vers le tympan. Le pavillon est basé sur le principe de réflexion sonore et de l’amplification. Le pavillon amplifie de quelques décibels, les fréquences proches de 5 KHz.

Le conduit auditif amplifie lui aussi les fréquences d’une dizaine de décibels lorsqu’elles sont autour de 2,5 KHz et 4Khz. L’amplification peut atteindre de 5 à 20 décibels entre 2000 et 7000Hz grâce à l’effet total du corps (épaules et tête)

De l’oreille externe, les sons sont alors transmis à l’oreille moyenne.

 

4.3.2       Oreille moyenne :

 

Le manche du marteau est inclu dans la membrane du tympan. Les vibrations du tympan sont ainsi transmises au marteau. Celui-ci met en mouvement l’enclume qui transmet à son tour les vibrations à l’étrier. Le dernier osselet, l’étrier, s’appuie sur un orifice fermé d’une membrane, la  fenêtre ovale de la cochlée et fait ainsi passer les vibrations dans l'oreille interne.

Située à côté de cette première fenêtre, la  fenêtre ronde  de la cochlée, autre orifice fermé d’une membrane, garantit l’équilibre des pressions dans l’oreille interne. C’est par là que ressortent les vibrations transmises par l’étrier à l’oreille interne.

La chaîne tympano-ossiculaire assure le transfert des pressions acoustiques entre le milieu aérien et le milieu liquide de l’oreille interne.

L'un des osselets, l'étrier, protège également l'oreille des vibrations acoustiques trop importantes. Lorsqu'un son est trop élevé, le muscle de cet osselet se contracte et empêche la platine (le bout de l'osselet) de s'enfoncer trop profondément dans la fenêtre ronde. C'est le réflexe stapédien.

4.3.3       Oreille interne :

 

-      Le vestibule :

Situé dans la partie postérieure du labyrinthe osseux, le vestibule contient des éléments sensoriels qui envoient des informations sur la position et sur les mouvements du corps. Il participe de cette manière à l'équilibre du corps.

-      La cochlée :

         La cochlée, de structure osseuse, est remplie d’un liquide, l’endolymphe. Vibrant au rythme du déplacement de l’étrier contre la fenêtre ovale, le liquide transmet des vibrations à la membrane basilaire qui supporte l’organe de Corti  à l’intérieur duquel sont implantées des cellules ciliées. Ces dernières perçoivent le mouvement du liquide contre la membrane et transforment l’énergie mécanique de ces vibrations en signaux nerveux. Chaque zone du cône que forme la cochlée réagit à des sons de fréquences différentes. Comme le montre le document ci-après (doc 4.3.3.a les aigus sont situés à la base de la cochlée tandis que les sons graves sont perçus dans le haut de celle-ci.

onde_propag.gif 

 

 

 

Doc 4.3.3.a : les différentes zones de la cochlée réagissant à une plage de fréquence donnée

 

 

 

-      Organe de Corti :

 

L'organe de Corti est nommé ainsi du fait qu’Alfonso Corti fut l'un des premiers anatomistes à faire une description détaillée de cet organe sensoriel-nerveux de la cochlée. Il est composé des  cellules ciliées appelées aussi cellules sensorielles, de fibres nerveuses connectées aux cellules ciliées et des structures de support.

Le fonctionnement de l’organe de corti se résume en 5 phases :

1.     Les vibrations transmises à la périlymphe font vibrer la membrane basilaire.

2.    Les stéréocils des cellules ciliées externes qui sont implantées dans la membrane tectoriale sont déplacés dans le sens horizontal. Lorsque la membrane basilaire s’élève, les cils se basculent vers l’extérieur. De plus les cellules ciliées externes sont dépolarisées par l’entrée des ions potassium K+.

 

3.    Les cellules ciliées  externes dépolarisées se contractent par contact avec la lame réticulaire. Ce mécanisme fournit de l’énergie qui amplifie la vibration initiale.

4.    Les cellules ciliées internes sont excitées par contact direct avec la bande de Hensen de la membrane tectoriale.

5.    La synapse entre les cellules internes ciliées et les fibres du nerf auditif est activée. Un message est envoyé au cerveau.

 

-      Les liquides :

         La cochlée est remplie de liquides : la périlymphe entre les rampes tympanique et vestibulaire et l’endolymphe dans le canal cochléaire. Ces fluides sont essentiels pour le fonctionnement des cellules sensorielles de l'oreille interne. La périlymphe (ici en bleu sur le doc 4.3.3.b) et l’endolymphe (en rouge sur le doc 4.3.3.b) ne possèdent pas le même contenu ionique. La périlymphe a une composition semblable aux autres liquides extracellulaires (chlorure de sodium (Na+ ; Cl-) en équilibre électrostatique) alors que l’endolymphe possède une surcharge en ions potassium K+.

  

         perylimphe-et-endolymphe-cochlee.jpgk.jpg

 

  Doc 4.3.3.b : En haut la composition ionique de l’endolymphe et de la périlymphe, en bas les échanges ioniques dans le canal cochléaire

 

 

Composition ionique (mM)

 

 

La périlymphe

L'endolymphe

 

Na+

154

1

 

K+

3

161

 

Cl-

128

131

 

 

 

 

 

 

 

 

Doc 4.3.3.c : Composition et concentration ionique respective de l’endolymphe et de la périlymphe.

-      La strie vasculaire :

La strie vasculaire est l'épithélium qui tapisse le mur latéral du canal cochléaire. Elle est constituée de cellules marginales, qui bordent le canal où est située l’endolymphe. Ces cellules jouent un rôle majeur dans les échanges ioniques. La composition ionique de l’endolymphe provient d’un transport et d’un échange d’ions au niveau de ces cellules marginales. Les échanges se réalisent au niveau des capillaires, d’autres cellules de la strie vasculaire ainsi qu’au niveau des fibroblastes qui ont un rôle de recyclage du potassium.

 

 

4.1.4       Le centre nerveux :

 

Environ 35 000 cellules ciliées sont reliées à  quelques 50 000 fibres nerveuses et forment le nerf auditif. Les signaux nerveux formés sont transmis au cerveau à travers différentes étapes. Tout d’abord à  partir du nerf  auditif,  le message nerveux est acheminé aux fibres du nerf cochléaire. Puis il traverse plusieurs neurones et arrive dans le thalamus. Enfin il est transmis au centre nerveux de l’audition (cortex auditif), situé dans le lobe temporal du cerveau.

Chaque oreille envoie ses propres influx nerveux qui, se complétant, permettent au cerveau d’additionner l’ensemble des sons perçus, d’isoler les sons du bruit environnant et de détecter l’origine de ces sons.

 

 

 

 cerveau-schema.jpg

 

 

 

 

Doc 4.3.4 : Système nerveux de l’audition à travers le cerveau, le mésencéphale et le bulbe rachidien