Système auditif

Les plis de cartilages entourant le conduit auditif sont nommés la pinna. Les vagues de son sont réfléchies et atténuées quand elles touchent la pinna, ces changements apportant des informations supplémentaires qui aideront le cerveau à déterminer la direction d'où ces sons proviennent. L'onde sonore entre par le conduit auditif externe, un simple tube (mais qui amplifie les sons d'une fréquence comprise entre 3 et 12 kHz). À l'extrémité distale du conduit auditif externe se trouve le tympan, qui marque le début de l'oreille moyenne.

L'onde sonore traversant l'oreille va frapper le tympan, puis traverse la cavité remplie d'air de l'oreille moyenne via une série d'os fragiles : le marteau, l'enclume et l'étrier. Cette chaîne d'osselets agit comme un levier, transformant les vibrations sonores à basse pression du tympan de vibrations sonores à haute-pression à d'autres, jusqu'à une plus petite membrane appelée fenêtre vestibulaire, ou fenêtre ovale. Le manubrium du marteau s'articule au tympan, pendant que le tablier des étriers s'articule avec la fenêtre vestibulaire. Une plus forte pression est nécessaire au niveau de la fenêtre vestibulaire, car l'oreille interne est remplie de liquide et non pas d'air. Le réflexe stapédien des muscles de l'oreille moyenne va protéger l'oreille interne des dommages en réduisant la transmission de l'énergie sonore quand le muscle stapédien est contracté en réponse à l'arrivée d'un son. L'oreille moyenne contient encore les informations auditives sous forme de vagues : elles seront transformées en influx nerveux dans la cochlée.

L'oreille interne est constituée de la cochlée et de plusieurs structures non-auditives, et est située dans le rocher, un os possédant une foule de corps caverneux formant la base du crâne. La cochlée comporte trois zones remplies de liquide et soutient une vague liquide dirigée par la pression à travers la membrane basilaire séparant deux des zones. Une des sections, la scala media, contient de l'endolymphe, une fluide similaire en composition d fluide intracellulaire circulant à l'intérieur des cellules. Les deux autres sections sont nommées la scala tympanis et la scala vestibuli et sont localisées avec le labyrinthe osseux rempli de périlymphe, similaire e composition au fluide cérébrospinal. La différence chimique entre l'endolymphe et la périlymphe est importante pour le fonctionnement de l'oreill interne, à cause des différences de potentiel électrique entre les ions calciques et potassiques.

La vue planaire de la cochlée humaine (typique de tous les mammifères et de la plupart des invertébrés) montre où les fréquences spécifiques arrivent sur toute sa longueur. La fréquence est approximativement une fonction exponentielle de la longueur de la cochlée à l'intérieur de l'organe de Corti. Chez certaines espèces, comme les chauve-souris et les dauphins, la relation est étendue à des aires spécifiques pour soutenir la capacité de leur sonar active.

L'organe de Corti est localisé dans le conduit de la membrane basilaire et transforme les vagues sonores mécaniques en signaux électriques pour les neurones grâce à ses cellules ciliées.. L'organe de Corti forme un ruban d'épithélium sensoriel qui passe le long de la scala media. Le trajet d'innombrables nerfs commence par cette première étape : d'ici, des processus supplémentaires mènent à une panoplie de réactions et de sensations auditives.

Les cellules ciliées sont des cellules en colonnes, chacune comprenant un ensemble de 100 à 200 cils spécialisés au sommet, d'où leur nom. Il y a deux types de cellules ciliées :

• Les cellules ciliées internes sont les mécanorécepteurs pour l'audition : ils transforment la vibration du son en activité électrique dans les fibres nerveuses transmise au cerveau. Reposant légèrement au sommet des plus longs cils de ces cellules, la membrane tectoriale bouge d'avant en arrière à chaque cycle sonore, inclinant les cils et permettant ainsi aux cellules ciliées d'émettre leurs réponses électriques. Comme lesphotorécepteurs des yeux, les cellules ciliées internes montrent une réponse graduée, au lieu des pics typiques des autres neurones : ils ne sont pas liés aux propriétés de "tout ou rien" des potentiels d'action.
• Les cellules ciliées externes sont une structure motrice. L'énergie sonore leur cause des changements de forme qui servent à amplifier les vibrations sonores d'une manière spécifique à la fréquence.

À ce niveau, on peut se demander comment une agitation d'un ensemble de cils indique une différence du potentiel de membrane : le modèle actuel indique que les cils sont attachés les uns aux autres par des tip links, structures liant le sommet d'un cil à un autre. En s'étirant et en se compressant, ces liens peuvent ouvrir un canal ionique et produire le potentiel récepteur dans la cellule ciliée. Récemment, il a été découvert que la Cadhérine-23 (CDH23) et la Protocadhérin-15 (PCDH15) sont les molécules d'adhésion associées à ces liens. On pense qu'un moteur fonctionnant au calcium permet un raccourcissement de ces liens pour régénérer les tensions, ce qui permet la capture de stimulation auditive prolongée.

Les neurones afférents innervent les cellules ciliées internes de la cochlée au niveau des synapses où le glutamate communique des signaux depuis les cellules ciliées jusqu'aux dendrites des neurones auditifs primaires.

Il y a bien moins de cellules ciliées internes dans la cochlée que les fibres nerveuses afférentes donc beaucoup de fibres nerveuses auditives innervent chaque cellule ciliée. Les dendrites neurales appartiennent aux neurones du nerf auditif, qui à leur tour rejoignent le nerf vestibulaire pour former le nerf vestibulocochléaire ou nerf crânien (numéro VIII). La région de la membrane basilaire alimentant les entrées d'une fibre nerveux afférente particulière peut être considérée comme son champ récepteur d'informations.

Les projections efférentes du cerveau jusqu'à la cochlée jouent aussi un rôle dans la perception des sons, même si cela n'est pas bien compris. Les synapses efférentes apparaissent dans les cellules ciliées externes et sur les dendrites afférentes sous les cellules ciliées internes.

• "Promenade autour de la cochlée".

Ce site en français et en anglais en accès libre est maintenu, régulièrement complété et mis à jour par le Pr R. Pujol et des chercheurs de l'INSERM U583, et a un double objectif :

• • donner des informations sur la structure et la fonction de l'oreille et du système auditif au public averti ;
  • apporter une aide à l'enseignement de l'oreille et du système auditif aux étudiants en médecine et en biologie ; il peut aussi être utilisé pour la formation continue des professionnels de Santé. Une version grand public en cours d'achèvement verra le jour à la même adresse courant 2010.

• Portail de l’anatomie
• Portail de la physiologie
• Portail des neurosciences
• Portail de la médecine