L'ouïe

Généralités.

     L'ouïe est le sens qui permet de percevoir et d'interpréter les sons. À ne pas confondre avec l'audition qui est la quantification et la qualification de cette perception. Le son est une vibration mécanique qui se propage dans la matière (le son ne se propage pas dans le vide). L'ouïe de l'homme lui permet de percevoir des vibrations de 16 Hz (les sons graves de basses fréquences) jusqu'à 16,000 Hz (16 kHz; les sons aigus de hautes fréquences). Et ceci est dans le meilleur des cas. Il faut une certaine intensité aux sons, surtout ceux de très basses ou de très hautes fréquences, pour être perçus. Aussi, s'ils sont trop intenses, ces sons peuvent devenir douloureux et même créer de sérieux dommages à notre appareil auditif. Les fréquences les mieux percues par l'oreille humaine sont celles aux allentours de 1-3 kHz. Curieusement, cette plage de fréquence correspond et même surpasse les plages les plus aigues de la parole ou des chants. Cependant, il est vrai que losqu'on se parle on n'est pas loin de l'autre et qu'on n'a pas besoin d'une grande sensibilité pour ces sons.

     Pour être perçues, ces vibrations sonores doivent, d'une façon ou une autre, atteindrent notre cerveau qui pourra alors les interpréter. Bien que ces vibrations peuvent se transmettre au travers de la boîte crânienne, leur transmission n'en serait pas très efficace. C'est notre système auditif qui est spécialisé pour une transmission optimale de ces vibrations. Cet appareil auditif est constitué de l'oreille externe, l'oreille moyenne, l'oreille interne et les voies centrales jusqu'aux cortex cérébral qui interprétera et mémorisera ces données auditives.

     Au niveau de l'oreille externe, les sons s'engouffrent dans le pavillon de l'oreille où ils sont légèrement amplifiés. Ces vibrations voyagent ensuite le long du conduit auditif, jusqu'au tympan. Le tympan agit un peu comme une peau de tambour, c'est une membrane qui se met à vibrer à son tour. Puis, de l'autre coté du tympan, dans l'oreille moyenne, les vibrations sont transmises par trois petits osselets qu'on nomment le marteau, l'enclume et l'étrier. Le dernier de ces os, l'étrier, s'appuie sur une membrane (la fenêtre ovale) de la cochlée, un petit organe de l'oreille interne en forme de colimaçon. Finalement, les vibrations dans la cochlée vont faire vibrer de petits cils (de l'organe de Corti) qui transduiront (transformeront) ces vibrations mécaniques en signaux électriques qui se propageront le long du nerf auditif jusqu'aux différentes régions du cerveau où ils seront interprétées.

L'oreille externe.

     L'oreille externe comprend le pavillon de l'oreille, la partie que nous voyons de l'extérieur, et le conduit auditif. Pour des détails sur les différentes partie du pavillon de l'oreille, je vous invite à consulter ma page sur la vue externe de la tête et du cou.

     Ce pavillon de l'oreille est une organe cartilagineux. C'est-à-dire qu'il est fait de cartilage (un tissus ressemblant à de l'os, mais qui n'est pas calcifié), comme certain disent, comme du croquant de poulet. Puis, à l'intérieur, il y a aussi certains muscles qui permetteraient des mouvements du pavillon (voir les figures ci bas). Chez l'homme cependant, cette capacité de mouvement est pratiquement inexistante. Ces muscles sont surtout un vestige qui nous viennent des animaux, qui eux peuvent plus facilement diriger leurs pavillons d'oreille pour mieux identifier et localiser un son. Chez l'homme, la forme du pavillon qui permet une certain localisation des sons, mais surtout dans le sens vertical. Cependant, c'est plus la différence, en temps et en amplitude, entre les deux oreilles qui nous permet cette localisation. Finalement, le pavillon permet une certaine amplification, de 5 à 20 décibels, des fréquences moyenne des sons.

L'oreille moyenne.

     Au bout du conduit auditif externe il y a le tympan, cette membranne fibreuse qui vibre comme une peau de tambour lorsque les ondes sonores l'atteignent. Derrière ce tympan, dans une cavité osseuse du crâne, à l'abri du monde extérieur, il y a les osselets. D'abord le marteau avec son manche qui est soudé derrière le tympan. Ce dernier s'appui sur l'enclume qui à son tour s'appui sur l'étier. Ces marteau, enclume et étrier sont rattachés entre-eux par différents muscles et ligaments, permettant ainsi la transmission des sons et une certaine atténuation des sons de trop fortes amplitudes. Finalement, la cavité osseuse de l'oreille moyenne est relié au rhinopharynx, à l'arrière du nez, via le tube auditif (anciennement appelé trompe d'Eustache ou trompe auditive). Ce tube auditif permet d'équilibrer la pression entre l'oreille externe et l'oreille moyenne.

L'oreille interne.

     L'oreille interne est situé dans la boîte crânienne. Il est constitué de deux parties: l'organe vestibulaire qui est responsable de l'équilibre, et la cochlée (ressemblant à une coquille d'escargot) qui est responsable de la perception des sons. Pour l'instant je discuterai seulement de la transmission des informations sonores.

     Donc, la cochlée, qu'on appelait anciennement le limaçon, est une spirale creuse qui fait un peu plus de deux tours et demi. En son centre, la cavité se nomme la columelle, puis le premier tour se nomme la base et le second, le tour apical. L'inérieur de la cochlée est séparé par de fines membrannes en trois cavités ou conduits: la rampe vestibulaire, la rampe tympanique et le conduit cochléaire.

     Si nous déroulons la cochlée, comme sur la figure ci-contre, vous noterez qu'elle est large en son début et qu'elle s'amincie jusqu'à sa pointe qu'on nomme l'hélicotréma. Comme nous l'avons vue plus tôt, l'étrier s'appuie sur la fenêtre ovale située à l'entrée de la rampe vestibulaire. Les vibrations sonores se propagent le long de la rampe vestibulaire et revienent par la rampe tympanique pour s'estomper au niveau de la fenêtre ronde. La cochlé est remplie de liquide et, au niveau de l'hélicotréma, il y a communication entre les rampes vestibulaire et tympanique. Entre ces deux rampes, il y a une cavitée fermée qu'on nomme le conduit cochléaire. Et, c'est dans ce conduit qu'on retrouve l'organe de Corti où il y a des cellules cilliées qui vibrent sous ces ondes sonores, et qui tranforment (la transduction) ces vibrations mécaniques en signaux électriques que le cerveau pourra interpréter et mémoriser.

     Comme la cochlée est large en son début et très fine à sa pointe, les ondes sonores ne voyagent pas toute la même distance. Les hautes fréquences (de courtes longueurs d'ondes) sont perçues au début de la cochlée alors que les basses fréquences (de longueurs d'ondes plus longues) sont perçues à la pointe de celui-ci.

Position dans la cochlée où les ondes sonores sont transduites.

     Voici quelques planches anatomiques au sujet de l'oreille interne. Notez que la terminologie n'a été vérifiée qu'aux meilleurs des conaîssances de l'auteur. Certains termes, plus pointus, demandent peut-être clarification; svp m'en avertir.

L'oreille interne.

L'oreille interne, échancrée.

Coupe de la cochlée osseuse.

Les voies centrales.

     C'est le nerf cochléaire qui émerge de la cochlée et qui transmet l'information auditive vers les différentes régions du cerveau afin que ces informations sonores soient interprétées et mémorisées. Notez que ce nerf cochléaire (transportant l'information auditive) se joint au nerf vestibulaire (transportant l'information d'équilibre) pour former le huitième nerf crânien (le nerf vestibulocochléaire (VIII)) jusqu'au noyau cochléaire. En gros, chaque fibre nerveuse dans ce nerf transporte l'information d'une cellule ciliée de l'appareil de Corti. Donc, chaque fibre transporte essentiellement l'information d'une fréquence sonore et de son amplitude. Mais en fait c'est un peu plus compliqué que ça, la relation n'est pas nécéssairement de 1 pour 1 entre chaque fibre nerveuse et chaque cellule ciliée. Aussi, un son se compose souvent de plusieurs fréquences, d'amplitudes différentes, et excitera plusieurs cellules ciliées à la fois. Aussi, il est possible plusieurs cellules ciliées soient associées à une fibre nerveuse. De plus, il y a certaines fibres nerveuses qui sont afférentes, c'est-à-dire qu'ils se dirigent, depuis le cerveau, vers les cellules ciliées et peuvent ainsi moduler l'activité de ces dernières.

     Tout ça pour dire que, même à la sortie de la cochlée, il y a déjà un début de traitement de l'information. Ainsi, les sons de faibles intensité pourraient être amplifiés (comme quand on porte attention à certains sons ou une voix particulière dans une foule bruyante), alors que ceux de trop fortes intensités seront atténués, améliorant et protégeant ainsi l'audition.

     Tel que mentionné, le réseau de fibres émergeant de la cochlée établit un premier relais au niveau du noyau cochléaire, à la jonction de la moelle allongée et du pont. De là, l'information sensorielle peut être divisée en différentes modalités qui se répartissent en 4 faisceaux nerveux. Deux de ces faisceaux restent du même côté (ipsilatéral) et deux passent (décussent) de l'autre côté (contalatéral). Et, provenant de l'autre oreille, c'est le contraire, ce qui permet entre autres la localisation des sons (l'audition en stéréo). Deux mécanismes nous aident à localiser ces sons : la différence de temps entre la perception d'un son par une oreille versus la perception du même son par l'autre oreille, et la différence d'amplitude (la force) d'un son qui peut être atténué par la boîte crânienne avant d'atteindre l'oreille de l'autre côté.

     Un premier faisceau, la stria acoustique dorsale, est d'abord ipsilatéral. Puis, au niveau du pont, ce faisceau décusse du côté contralatéral pour rejoindre le noyau du ruban de Reil où il revient du côté ipsilatéral jusqu'au Collicule inférieur du mésencéphale. Le faisceau plus médian, celui qui passe par l'Olive bulbaire ipsilatérale, reste du même côté et se termine au niveau du Collicule inférieur. Par la suite, le trajet se poursuit uniquement du côté contralatéral. Donc, les sons provenant de l'oreille gauche seront interprétés par le côté droit du cerveau. D'abord relayé au niveau du corps géniculé médial du thalamus où l'information auditive serait possiblement intégrée à d'autres informations sensorielles comme le toucher et la vision. Puis, l'information parviendra finalement au niveau du cortex cérébral, où en différents endroits elle pourra être interprétée.

     Tout le long du trajet, ces différentes structures possèdent une organisation tonotopique, c'est-à-dire qu'il y a une organisation de la perception des sons. La perception de différentes fréquences est organisée de façon graduelle des basses fréquences vers les hautes fréquences. Et au final, tel que mentionné, l'information aboutit au niveau du cortex auditif qui est situé au milieu du lobe temporal du cerveau. On divise l'aire corticale de l'audition en deux : le cortex auditif primaire et le cortex auditif secondaire (ou associatif). Le cortex auditif primaire est le lieu de la reconnaissance et de la mémorisation de différents sons (fréquences et amplitudes). Le cortex auditif secondaire, de plus grande surface, est aussi appelé l'aires associatives auditives. Il est impliqué dans l'association de plusieurs modalités sensitives. Les rôles de ces aires associatives sont difficiles à déterminer, mais on peut facilement supposer que ces régions soient impliquées dans la reconnaissance du langage. N'oublions pas que tout est compliqué dans ces domaines de la neurologie. Il faut considérer la reconaissance vocale, la distinction d'une voie particulière parmis une foule d'individus. Il y a aussi les domaines des hallucinations et des illusions auditives. Et finalement, il y a aussi des relations entre ces aires associatives auditives et celles impliquées dans le langage. De plus, on sait que pour la parole, c'est surtout le cortex gauche qui en est responsable, particulièrement chez les droitiers, le cortex droit chez plusieurs gauchers, et de façon bilatérale pour d'autres. Tous ces domaines font encore l'objet d'intenses recherches.

Liens.

Excellent site sur l'oreille et son fonctionnement: https://www.bksv.com/fr/knowledge/blog/sound/anatomy-of-the-ear