2) La réception du son
A-Le fonctionnement de l'oreille
L'oreille est le récepteur sensoriel de l'audition chez les vertébrés. C'est cet organe qui nous permet de precevoir les sons de notre environnement. Cependant, ne sont audibles que ceux de fréquence comprise entre 20 et 20 000 Hz. En-dessous de 20 Hz, ce sont les infrasons (perçus par les éléphants par exemple) et au-dessus de 20 000 Hz, les ultrasons (dauphins ou chauve-souris). Aussi, son anatomie varie selon les espèces, les poissons, par exemple, ne possèdent qu’une oreille interne. Etudions le mécanisme de l'oreille chez l'Homme.
Répartition des fréquences du son selon leur domaine
L'oreille se compose de trois parties : l'oreille externe et l'oreille moyenne assurent le transfert des ondes sonores à l'oreille interne, ou cochlée, qui transforme le stimulus en message nerveux.
L'oreille externe est constituée du pavillon, du conduit auditif externe et du tympan. Le pavillon capte les ondes sonores véhiculées par les vibrations de l'air. Elles sont dirigées par le conduit auditif pour faire vibrer une membrane, le tympan qui sépare l'oreille externe et l'oreille moyenne.
L'oreille moyenne comprend la caisse du tympan, la trompe d'Eustache et les osselets : marteau, enclume et étrier. Ces osselets transfèrent l'onde du milieu aérien vers les fluides de l'oreille interne. Cette chaîne d'osselets amplifie environ trente fois les ondes puis les transmet à la membrane de la fenêtre ovale qui sépare l'oreille moyenne de l'oreille interne. L'oreille moyenne est reliée au pharynx par la tompe d'Eustache qui régle la presson du corps avec celle du milieu extérieur.
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le vestibule : organe de l'équilibration qui determine la position de la tête et du corps dans l'espace.
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la cochlée : organe en forme de limaçon transformant la vibration des liquides du vestibule et des structures adjacentes en message nerveux. Ce sont les cellules sensorielles de l'organe de Corti (ou cellules ciliaires) qui son à l'origine de la transformation des vibrations sonorres en message nerveux. Ces cellules transmettent ensuite le message aux neurones cochléaires qui vont, à leur tour, le transmettre au cerveau par le nerf auditif.
Schéma légendé de l'oreille et des organes qui la composent
Ainsi, les sons captés par l’oreille externe sont transmis vers le conduit auditif. Les vibrations du son provoquent un mouvement du tympan puis de la chaîne de trois petits os. Les vibrations sont transmises dans la cochlée où se trouve une multitude de cellules ciliées. L’onde sonore provoque le déplacement des cellules ciliées qui génèrent alors des signaux nerveux, transmis par le nerf auditif jusqu’aux aires cérébrales auditives.
B-Transmission et interprétation du son
Une fois détecté par l'oreille, le son parvient au cerveau. Pour qu'un son parvienne de l'oreille jusqu'au cerveau, nous avons vu que l'oreille, par l'intermédiaire de la cochlée notamment, envoie ces ondes sonores sous formes de messages nerveux, des décharges électriques. Ces décharges sont transmises par l'intermédiaire du nerf auditif (ou cochléaire) se trouvant dans le tronc cérébral. Une fois le son reçu, c'est alors au cerveau d'interprêter les sons puis d'élaborer une réponse en réaction à la perception. Il effectue cette opération en 20 millièmes de secondes.
La transmission des messages nerveux se fait donc par les fibres du nerf auditif (nerf cochléaire), qui les amène aux centres auditifs du cerveau par le tronc cérébral : les décharges nerveuses passeront par le nerf cochléaire avant d’arriver dans le noyau cochléaire qui commence à déchiffrer le son. Celui-ci permet de définir le type de son : cri, alarme, paroles… Puis elles parviennent au thalamus où il se fait un important travail d’intégration de l'onde sonore : préparation d’une réponse motrice ou vocale par exemple. Enfin, les influx sont transmis au lobe temporal, partie du cerveau responsable de l’audition, de la mémoire et du goût.
Plus précisément, les messages nerveux portant les informations auditives arrivent au cortex auditif primaire des hémisphères droit et gauche. Cette aire auditive est aussi appelée, l'aire A1 ou aire 41 de Brodmann. Ces deux cortex auditifs (chez l'Homme) reçoivent un message déjà en partie décodé par le noyau cochléaire et les neurones du thalamus (corps genouillé médian), et vont pouvoir le reconnaître voire le mémoriser.
Voies empruntées par le signal électrique pour parvenir au cerveau
Après la transmission des perceptions sononres extérieures, c'est au cerveau de donner un "sens" au son. C'est l'interprétation ou le traitement du son. Le traitement du son par le cerveau est très complexe. Parmi les cinq sens, c’est à lui qu’est dédié le plus de zones d’activité. Les caractéristiques des sons sont analysées dans des centres spéciaux avec des zones différentes selon la nature du son. En effet, il existe un grand nombre de zones cérébrales susceptibles d'être sollicitées. Par exemple, ça ne sera pas la même selon que l'on écoute une langue étrangère, une langue inconnue ou notre langue maternelle. Il existe même un centre cérébral consacré à l’analyse de la musique. On a même découvert des cellules qui ne répondent qu’à des sons aux propriétés spécifiques.
Les neurones du complexe auditif reconnaissent les fréquences, le timbre, la mélodie d'une musique et même jusqu'à chaque note de musique qui la compose. Enfin, chaque cortex auditif peut donner un ordre d’importance aux différents sons qu’il perçoit. D'où la possibilité pour un individu de reconnaître une voie familière à travers le brouhaha d'une salle bruyante : alors que le cerveau est stimulé par de nombres sonorités, il "demande" à l'oreille de traiter en priorité certaines d'entre elles.
L’influx nerveux émanant des cellules ciliées gagne de proche en proche le centre de l’audition dans l’hémisphère cérébral après un certain nombres de relais et permet ainsi une analyse du signal sonore. Dans le cerveau, plusieurs relais reçoivent ce message et le décodent pour en faire, après interprétation, une sensation ou une perception consciente. Notons que le cerveau, en retour, a la possibilité de contrôler le fonctionnement de la cochlée.