L’oreille interne

L’oreille interne

L’oreille interne est constituee principalement de la cochlee. C’est la structure auditive essentielle, car c’est la que l’energie des ondes de pression d’origine sonore est transformee en influx nerveux. La cochlee n’a pas comme seule fonction d’amplifier les ondes sonores et de les convertir en influx nerveux ; elle joue aussi un role d’anlyseur mecanique de frequence, decomposant des ondes acoustiques complexes en elements plus simples. Beaucoup de caracteristiques de la perception auditive derivent directement des proprietes physique de la cochlee ; il vaut donc la peine d’examiner sa structure de facon quelque peu detaillee.

C’est une petite structure d’environ 10 mm de large en forme d’escargot et qui une fois deroulee forme un tube d’environ 35 mm de long. D’aspect exterieur, la cochlee est un tube enroule sur lui meme (voir schema 1). A sa base se trouve la fenetre ronde et la fenetre ovale. Sur toute sa longueur elle divisee en trois compartiments. Au milieu se trouve le compartiment cochleaire, structure flexible contenant le canal cochleaire, l’organe de Corti. Il est delimite par la membrane basiliaire et la membrane de Reissner.

De part et d’autre de ce canal se trouvent deux compartiments remplis de liquide, la rampe vestibulaire et la rampe

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tympanique. Le compartiment cochleaire ne va pas tout a fait au bout de la cochlee, il est remplace a son extremitiee par l’helicotreme, orifice faisant communique la rampe tympanique et la rampe vestibulaire. Il s’ensuit qu’une pression sur la fenetre ovale, provoque un bombement de la fenetre ronde. Schema 1 Le fonctionnement de la cochlee reside en fait dans la vibration de la membrane basiliaire.

Lorsque l’Etrier applique une pression sur la fenetre ovale, une onde est transmise dans la perylimphe remplissant la rampe tympanique. Telle l’onde creee par un caillou lance dans l’eau, elle se propage en un mouvement decelere dans la cochlee avec une amplitude croissante jusqu’au point d’amplitude maximale. C’est a ce point que l’onde deforme le plus la membrane basiliaire, et donc provoque la plus forte vibration. Chaque point de la membrane basiliaire possede une frequence a laquelle il vibre le plus efficacement.

Les points qui repondent aux frequences elevees sont a la base de la membrane basiliaire, ceux qui repondent aux frequences basses sont a l’apex. On a donc une repartition progressive et reguliere des differentes frequences recues: c’est une tonotopie. Grace a cette repartition, un son complexe determine un profil de vibration equivalent a la superposition des vibrations causees par les frequences individuelles dont il est constitue. Un ensemble d’ondes complexes devient une suite de point ou la membrane basiliaire vibre. Mais comment cette vibration est-elle utilisee ?

C’est ici que le compartiment cochleaire prend toute son importance. Comme vu precedemment, ce compartiment contient l’organe de Corti. C’est le nom donne a l’organe permettant la transduction de l’onde et influx nerveux. Il est constitue de la membrane tectoriale et de cellules sensitives appelees cellules ciliees. Ce sont des cellules sensitives tres specialisee et particulierement sensibles. Elles sont capables de detecter des mouvements de la taille d’un atome. Elles ont pour role de convertir les vibrations de la membrane basiliaire en influx nerveux, qu’elles envoient aux fibres afferantes.

Le temps de reponse est tres rapide, puisque la transformation de la vibration en message nerveux est effectuee en moins de 10 ? s. Les cellules ciliees possedent a leur extremite apicale une touffe de stereocils ranges en taille croissante jusqu’au kinocil (cil beaucoup plus grand que les autres). Ces stereocils sont relies entre-eux par des filaments qui sont fixes a leur extremitee apicale, ils sont appele liens apicaux. Chaque touffe contient entre 30 et quelques centaines de stereocils disposes en hexagone (voir schema 2 (B)).

Un autre element important de l’appareil de Corti est la membrane tectoriale qui recouvre les cellules ciliees. Le frottement des cils contre la membrane tectoriale modifie l’inclinaison des cils par rapport a la cellule, le message envoye au cerveau dependra de cette inclinaison (consequence de l’intensite de l’onde sonore de depart) et la position des cellules ciliees le long de la membrane basiliaire (consequence de la frequence de l’onde de depart). Selon la frequence les cellules ciliees les plus stimulees enverront un influx nerveux lus puissant ) leurs propres fibres afferentes. Ce qui conduit a une tonotopie des fibres afferentes. Selon ce procede la cochlee transforme n’importe quelle onde sonore. Si le mouvement de la membrane pousse les cils les plus courts vers les plus grands, cela entraine une depolarisation de la cellule ciliee. Ce qui se fait par un procede complexe ou les liens apicaux ouvre des canaux permettant aux ions K+ de penetrer dans la cellule. A l’inverse, si le mouvement de la membrane pousse les cils les plus longs vers les plus courts, cela conduit a une hyperpolarisation.

Le pole basal de la cellule est relie a des fibres nerveuses qui rejoignent ensuite le nerf auditif: les fibres afferantes. C’est en stimulant ces fibres que les cellules ciliees font passer leur message nerveux. Ces stimulations sont provoquees par des neurotransmetteurs. Ils sont synthetises dans la cellule ciliee et stockes sous forme de vesicules. Lors d’une depolarisation ou d’une hyperpolarisation, les echanges ioniques provoquent une sortie des vesicules au pole basal. Cela permet l’action directe des neurotransmetteurs sur les fibres afferentes.

Ensuite l’influx nerveux est transmis au nerf auditif pour qu’il soit amene au cerveau. En y regardant plus precisement, il existe deux sortes de cellules ciliees: les cellules ciliees externes, et internes. Il y a dans l’organe de Corti une rangee de cellules ciliees internes et trois rangees cellules ciliees externes. Les premieres sont les veritables recepteurs sensoriels: 95% des fibres du nerf auditif sont connectees avec elles. Les secondes, qui constituent 75% de la population totale de cellules ciliees ne sont donc a l’origine que de 5% des fibres portant des messages auditif au cerveau.

Les cellules ciliees externes contiennent des filaments d’actine ce qui laisse penser qu’elles peuvent se contracter. Le role des cellules ciliees externes n’est pas de recolter les informations, mais de les optimiser. Elles se contracte pour adapter la sensibilite de l’appareil auditif pour les sons dangereusement forts. Pour les sons plus faibles, elles permettent d’ameliorer les vibrations (et donc la qualite du son percu). Elles permettent meme de filtrer le bruit de fond. En se contractant, elles stoppent (ou reduisent) les vibrations constantes causees par un bruit de fond.

La finesse des mecanismes mis en jeu dans la regulation des sons par les cellules ciliees externes n’est pas encore parfaitement connue. Une chose certaine est que les humains ayant des defaillances au niveau de ces cellules ciliees externes ne sont pas sourds, mais ont une ecoute grossiere, mal differenciee et peu selective. L’oreille interne est donc une etape indispensable qui grace a la tonopie de la cochlee et aux cellules ciliees permet de decomposer un son complexe, et de transformer une vibration en influx nerveux qui pourra ensuite etre transmis au cerveau. Toutes ces operations sont effectuees tres rapidement (en moins de 10? s).