L'audition: Transduction et Tonotopie

Audition

• L'audition implique des rappels, des fonctions d'intensité, les voies auditives centrales et la tonotopie.
• Il existe rappels qui différent selon les années.

Rappel: Transduction

• Le mécanisme est similaire pour les cellules ciliées externes (CCE) et cellules ciliées internes (CCI).
• Le potentiel endolymphatique est de +80mV, tandis que le potentiel de la périlymphe est de 0mV.
• La déflexion des stéréocils entraîne une dépolarisation en ouvrant des canaux ioniques.
• Des canaux calciques voltage-dépendants s'ouvrent, permettant l'exocytose de neurotransmetteurs (glutamate).
• Le mécanisme de l'électromotilité concerne la capacité des CCE à se contracter.
• La motorprotéine (étirée ou comprimée) provoque un raccourcissement de la protéine.
• La tonotopie passive est différente de la tonotopie active.
• La base de la membrane basilaire est 100% plus rigide que l'apex.
• Les hautes fréquences sont traitées à la base, nécessitant une rigidité élevée.
• La tonotopie active amplifie d'environ +50 dB la vibration de la membrane basilaire pour un son de fréquence pure.

Rappels

• Un son fort peut causer des dommages aux CCI, entraînant une désorganisation des stéréocils plutôt qu'une destruction.
• La désorganisation des CCI modifie la contraction des CCE et l'amplification de la membrane basilaire.
• La fréquence préférentielle des cellules reste la même, mais un son plus fort est nécessaire pour générer des potentiels d'action (PA).
• Le seuil est élevé, mais la fréquence reste constante.
• Certains antibiotiques et l'alcool peuvent détruire les CCE, réduisant les effets de contraction et supprimant l'effet facilitateur.
• La perte de CCE entraîne une perte de la fréquence préférentielle et un élargissement de la courbe d'accord.
• L'interaction entre les CCI et les CCE affecte la sélectivité tonale.
• Les CCE efférentes entrent en contact avec les CCE.

Take home message

• Un traumatisme acoustique affecte principalement les cils des CCI, augmentant le seuil auditif sans perte de sélectivité tonale.
• Les substances ototoxiques, comme certains antibiotiques, détruisent les CCE, entraînant une perte de sélectivité tonale.
• L'interaction entre les CCE et les CCI se produit via la membrane tectoriale lors de la contraction mécanique des CCE après dépolarisation.
• Les CCE sont fixées à la membrane tectoriale; leur contraction met cette membrane en contact avec les cils des CCI.
• La perte auditive neurosensorielle résulte d'un traumatisme des cellules ciliées, sans régénération possible chez les mammifères adultes, bien que des recherches sur la trans-différenciation soient prometteuses.

5 étapes du fonctionnement de la cochlée

• Le son arrive à la fenêtre ovale, générant une onde dans le liquide cochléaire.
• Le mouvement de la membrane basilaire provoque un mouvement du tectum à gauche ou à droite, déformant les stéréocils des CCE.
• La contraction des CCE se produit.
• Un effet facilitateur se produit avec le contact de la membrane tectoriale avec les CCI, déformation et potentiel d'action.
• La libération de neurotransmetteurs déclenche un potentiel d'action si le seuil est dépassé.

Fonctionnement de la cochlée

• Un son est envoyé, et sa transmission à travers les osselets provoque un mouvement du liquide cochléaire.
• Si le son est suffisamment fort, il répète avec les CCE qui amplifient le mouvement de la membrane basilaire.
• L'onde repart en arrière et percute la fenêtre ovale, générant un mouvement des chaînes osseuses dans l'autre sens.
• Le but est d'envoyer un son et de savoir s'il revient pour évaluer la fréquence et la localisation.
• La contraction lente des CCE permet d'atténuer les contractions rapides, protégeant contre la surstimulation, permettant l'adaptation, la détection du signal dans le bruit et l'attention visuelle.

Take home message

• La transduction auditive se déroule en cinq étapes:
• Déplacement de la membrane basilaire en réponse aux sons.
• Déplacement de la membrane tectoriale entraînant une déformation des cils des cellules ciliées externes (CCE).
• Les CCE sont dépolarisés (afflux de potassium) et se contractent.
• La membrane tectoriale entre alors en contact avec les cils des cellules ciliées internes (CCI).
• Les CCI sont déformées, libérant du glutamate.
• La contraction des CCE génère des émissions oto-acoustiques, permettant un test objectif de la fonction cochléaire.

5 étapes du fonctionnement de la cochlée

• Amplitude de vibration de la membrane basilaire.
• Exitation des cellules externes.
• Variation de potentiel de la membrane des cellules externes.
• Contraction rapides des cellules externes (électromotilité).
• Exitation d'une cellule interne.
• Dépolarisation de la cellule interne.
• Emission du massage auditif par la fibre de type I.
• Système nerveux central.

Fonctions d’intensités

• Enregistrement du nombre de potentiels d'action par seconde.
• Seuil est l' intensité minimale pour déclencher la décharge neuronale.
• Plateau est l'intensité à laquelle le nombre de potentiels d'action atteint son maximum.
• La plage dynamique se situe entre 30 et 70 dB dans la plupart des cas.
• Différentes CCI ont des connexions avec différents neurones auditifs primaires.
• Une plage dynamique est comprise entre 30 et 70 dB.
• Une cellule ciliée interne (CCI) innerve plusieurs neurones auditifs primaires de type 1 (+ neurones plus sensibles).

Fonctions d’intensités: Informations complémentaires et annexes

• Les fibres les plus sensibles ont des seuils bas et une activité spontanée élevée, saturant vers 30-40 dB.
• Les fibres à seuils et activité moyennes saturent entre 50 et 60 dB.
• Les fibres à seuils élevés et faible activité spontanée saturent entre 50 et 80 dB.
• Chaque CCI est reliée à plusieurs fibres afférentes, sensibles à des plages d'intensité croissantes.
• Les sons forts stimulent davantage de fibres.

Fonctions d’intensités

• Courbes d'accord: Les réponses à des stimulations de forte intensité élargissent le spectre de fréquences.
• Forte intensité augmente le mouvement de la membrane basilaire
• La membrane basilaire diminue rigidité, avec un spectre de fréquences stimulées élargi.

Take home message

• En réponse aux tonalités, les neurones auditifs primaires présentent une augmentation du nombre de potentiels d'action lorsque le seuil est atteint.
• Une activité spontanée peut être présente même en dessous du seuil.
• Au-dessus du seuil, l'augmentation de l'intensité du son entraîne une augmentation du nombre de potentiels d'action jusqu'à la saturation.
• Les neurones auditifs primaires ont des valeurs de seuil différentes.
• La plage dynamique correspond au domaine d'intensités entre le seuil et la saturation, généralement entre 30 et 50 dB.

Courbe d'accord: Neurone auditif primaire

• Les sons complexes nécessitent une population de neurones auditifs couvrant une large gamme de fréquences caractéristiques, basée sur le codage spatial avec un code temporel.

Fonctions d’intensités et fréquence caractéristique

• Les neurones auditifs primaires ont des courbes d'accord de forme similaire à celles des CCI
• Les neurones auditifs primaires à la base sont principalement sensibles aux sons de hautes fréquences
• Les neurones auditifs primaires situés au sommet sont principalement sensibles aux sons de basses fréquences.
• L'organisation tonotopique du système auditif est liée à la fréquence caractéristique et à la position des neurones auditifs primaires.

Réponses aux sons des neurones auditifs de type I

• La phase de décharge au son aide à localiser son point d'origine.
• Tous les neurones ont des phases.
• Les décharges ont lieu au maximum au début.

Voies auditives centrales

• Les voies auditives centrales incluent le tronc cérébral, le mésencéphale, le diencéphale et le cortex.
• La voie secondaire est ipsilatérale.
• Les fonctions du système auditif sont la transmission de l'influx nerveux auditif au cerveau, le décodage des sons simples, la localisation spatiale,le traitement des sons complexes et localisation spatiale auditive.

Tonotopie

• Relation entre la fréquence caractéristique et la position des neurones
• Les neurones auditifs primaires présentent une décharge au seuil d'une plage de fréquences.
• Sons complexes codés par des populations de neurones.