L’onde sonore entre dans la cochlée par la fenêtre ovale, elle circule le long de la rampe vestibulaire et ressort par la rampe tympanique. Le long de ces rampes se trouvent respectivement les membranes de Reissner et basilaire; leur déformation sous l’onde mécanique est à l’origine de la transduction des variations de pression en signal nerveux.
Tonotopie
Notion importante
Tonotopie
Tonotopie
La membrane basilaire ne réagit pas de la même manière aux différentes fréquences selon l’endroit de stimulation. La base de la membrane basilaire, plus étroite et plus rigide que sont apex, réagit principalement aux fréquences hautes. On observe donc un maximum de déformation à basse fréquence au niveau de l'apex; et un maximum de déformation à haute fréquence au niveau de la base.
Largeur Rigidité Fréquences
d’excitationBase Etroite Rigide Hautes Apex Large Souple Basses Lien vers l'original
Organe de Corti
Organe de Corti
La membrane tectoriale repose sur les cils présents sur la membrane basilaire. Les vibrations dues aux ondes acoustiques provoquent des mouvements de la membrane tectoriale et donc des mouvements des cils.
Il existe deux types de cellules ciliées:
- Cellules ciliées internes (une rangée): participent principalement à la transduction des vibrations en influx nerveux. (3.5k cellules dans la cochlée)
- Cellules ciliées externes (3 rangées): participent plutôt à l’amplification des vibrations. (12k cellules dans la cochlée)
Le déplacement des cils provoque l’ouverture de canaux récepteurs au niveau des cils, l’entrée d’ion va provoquer la dépolarisation de la cellule ciliée et donc l’augmentation du potentiel électrique au niveau de la base de la cellule.
La relation entre le déplacement des cils et le potentiel de récepteur n’est pas complètement linéaire. L’amplitude des variations de potentiel croit linéairement seulement à faible intensité. On observe une fonction de couplage logarithmique (caractéristique des transducteurs sensoriels.)
Au niveau de la synapse (lien entre la base de la CCI, et la cellule réceptrice suivante), on a des potentiels d’action (PA) unitaire. La création de PA nécessite un potentiel de récepteur suffisant:
- Seuil et loi du tout ou rien: Pas de PA sans amplitude suffisante du potentiel récepteur (de l’ordre du mV).
- Latence d’environ 1ms par rapport au stimulus sonore (contrairement à la variation de potentiel dans la cellule ciliée).
- Période réfractaire de 1ms.
Les PA générés sont toujours les mêmes, indépendamment de l’intensité sonore. Sur la figure suivante, la courbe en haut correspond au potentiel de récepteur dans cellule ciliée interne, et les traits en bas correspondent aux potentiels d’actions générés en conséquence. La ligne rouge indique le seuil de la synapse.
Encodage de la fréquence des sons:
Notion importante!
Encodage de la fréquence des sons
Encodage de la fréquence des sons
- La “période” des trains de PA : l’espacement entre deux trains (le ‘pas’) de PA.
- Tonotopie: les PA ne sont présents que dans les synapses des cellules les plus sensibles à la fréquence de stimulation. Les autres cellules de la cochlée n’étant pas suffisamment stimulées.
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Encodage de l'intensité des sons:
Notion importante!
Encodage de l’intensité des sons
Lien vers l'originalEncodage de l'intensité des sons
L’intensité des sons est encodée par le nombre de PA dans le train.
En l’absence de son, des PA sont toujours émis, on parle d’activité spontanée; lors de la présence d’un son, plus de PA sont émis, on parle d’activité évoquée.Lien vers l'original
Retour sur la tonotopie:
Retour sur la tonotopie
Les cellules ciliées au niveau de la base de la cochlée sont plus fermes que celles présente sur l’apex.
Fermeté des cellules
ciliéesLongueur Base Ferme 25µm Apex Lâche 70µm En plus de cela, les cellules ciliées externes (CCE) ont un rôle d’oscillateurs qui amplifie (très localement) la vibration de la membrane basilaire. Il s’agit là d’un mécanisme actif : l’électromotilité :contraction avec les variations de potentiel (raccourcissement en dépolarisation, allongement en repolarisation). Cette amplification permet d’augmenter la sensibilité de la cochlée d’environ 50dB et d’améliorer la discrimination de deux fréquences proches. C’est aussi ce mécanisme tonotopique qui permet la décomposition de sons complexe, le lieu du maximum de déformation dépendant de la fréquence de l’onde sonore.
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