Comment l'oreille interne nous permet-elle de percevoir le son?

C'est la dernière étape du son, l'oreille interne, c'est ici qu'il va être transmis au cerveau par un mécanisme complexe.

L'oreille interne est composée de deux parties qui sont le vestibule appelé aussi organe de l'équilibre et le limaçon ou cochlée. Elles sont toutes les 2 dans la même coque osseuse que nous pouvons voir sur le schéma ci-dessous.

Le vestibule

Comme l'indique son nom c'est une cavité très utile pour l'équilibre mais sans intérêt pour ce qui est de l'audition, même si cela peut expliquer pourquoi une surdité peut s'accompagner de vertiges. Nous n'aborderons cependant pas le sujet car cela ne concerne pas l'ouie en elle même.

La cochlée

Aussi appelé limaçon c'est une partie de l'oreille interne, comme un tuyau enroulé, qui serait fermé de chaque côté et rempli d'un liquide qui nous permet de percevoir les sons qui nous entourent. La première ouverture, la fenêtre ovale est en rapport direct avec l'étrier qui peut ainsi transmettre les vibrations reçues par l'oreille externe et le tympan. Il fait ainsi vibrer tout le liquide présent à l'intérieur de la cochlée. Ces vibrations vont ensuite faire des aller-retour d'un bout à l'autre du tuyau et vont finir par s'amortir sur la membrane très élastique de la fenêtre ronde : la deuxième ouverture de la cochlée. Les vibrations mettent entre 2 et 5 millisecondes pour parcourir les 20 mm de la cochlée, ainsi si 2 sons sont produits à moins de 5 ms d'intervalles ils sont perçus comme un même et unique son. Précisons que sa forme enroulée n'a aucune incidence sur la perception auditive, mais cela est beaucoup plus facile à loger. Cette animation nous montre concrètement ce que cela donne---> animation

De quelle façon toutes ces vibrations arrivent-elles au cerveau ?

La cochlée n'est pas composée que par un seul tuyau, un deuxième est accolé au premier. Il contient l'organe de corti, l'interprète du son. Ces 2 tuyaux ne sont séparés que par une fine membrane qui répond au nom de membrane basilaire. L'organe de corti, est composé de cellules ciliées réparties sur toute la membrane basilaire, du début de la cochlée jusqu'à la fin. Elles sont en contact avec les fibres nerveuses du nerf auditif. Il existe deux types de cellules ciliées :
Les cellules ciliées internes : elles sont les plus proches de l'axe du limaçon et sont reliées à 95% du total des fibres nerveuse, mais elles n'apportent au cerveau que la sensation sonore car chaque fibre est reliée à très peu de cellules ciliées.
Les cellules ciliées externes : plus éloignées de l'axe du limaçon, elles ne sont reliées qu'a 5% du total des fibres nerveuses, mais chaque fibre se ramifie en de nombreuses cellules ciliées et s'étale ainsi sur 80 µm.

Et comment arrivons-nous à discerner les différentes notes ?

La cochlée est comme une sorte de piano minuscule où chaque fréquence à sa place sur ce clavier. (voila ce que cela donne concrètement : ici)Un octave (6 tons) correspond à 2 mm du tube cochléaire, avec un rapide calcul nous pouvons nous rendre compte que nous sommes capables d'entendre une dizaine d'octaves. Et il y a environ 3.500 cellules ciliées externes, nous devrions donc pourvoir percevoir 3.500 fréquences différentes, mais n'importe qui peut se rendre compte par lui-même, que nous ne pouvons percevoir qu'une différence supérieure ou égale à un quart de ton, ce qui correspond à 1/24éme d'octaves. Si nous calculions la taille que représente un quart de ton à l'échelle de notre tube cochléaire ? Nous obtenons 1/12éme de mm soit environ 80 µm, ce qui correspond à l'étalement des cellules ciliées d'une fibre nerveuse, ce qui explique l'incapacité de l'homme à percevoir précisément une différence inférieure à un quart de ton.

Mais les fibres nerveuses transmettent des signaux électriques, pas des vibrations.

Les vibrations des liquides sont en effet bien trop faibles pour faire fonctionner le nerf auditif, mais les deux liquides ne sont pas identiques, ils sont chimiquement différents et ils créent ainsi une "batterie" physiologique et c'est la qu'intervient l'organe de Corti. Il détecte les plus infimes vibrations du liquide du tube cochléaire et les transforme en signaux électriques suffisamment puissants pour stimuler la fibre nerveuse. On peut éventuellement comparer ce processus à celui d'un piano électrique.

C'est donc comme ca que l'on reconnaît les notes ?

Oui mais uniquement à faible intensité, car dés que l'amplitude des vibrations augmentent, des fibres nerveuses voisines de celles correspondant au son émis. Comme lorsque l'on fait tomber une pierre dans l'eau, plus elle est grosse, plus il y a d'éclaboussures. Mais cela est habilement contré par les cellules cillées externes, c'est à ce moment qu'elles entrent réellement en jeu, elles vont augmenter la sélectivité des cellules ciliées internes, et ainsi éviter cet effet d'éclaboussures. C'est grâce à ce mécanisme que l'on peut reconnaître aisément une mélodie même à volume élevé.

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