• L’oreille — Principal organe de la communication
    Réveillez-vous ! 1990 | 22 janvier

    • L’oreille interne: la dernière étape

      À partir de la fenêtre ovale, nous pénétrons dans l’oreille interne. Les trois boucles placées dans les trois plans de l’espace et appelées canaux semi-circulaires sont des organes de l’équilibre et de la coordination. Avec la cochlée commence véritablement le phénomène de l’audition.

      La cochlée (du grec kokhlias, escargot) est composée fondamentalement de trois canaux, ou rampes, remplis de liquides et enroulés en spirale comme une coquille d’escargot. Deux de ces canaux communiquent entre eux au sommet de la spirale. Sous l’action de l’étrier, la fenêtre ovale, située à la base de la spirale, se trouve animée d’un mouvement de piston dont le va-et-vient engendre des ondes de pression hydraulique dans le liquide. En se propageant à l’intérieur de la spirale, ces ondes provoquent une ondulation des parois qui séparent les canaux.

      C’est le long d’une de ces parois — la membrane basilaire — que se trouve le véritable centre de l’audition, une structure extrêmement sensible appelée organe de Corti, du nom d’Alfonso Corti qui le découvrit en 1851. Sa partie-clé est constituée de rangées de cellules sensorielles ciliées au nombre de 15 000 ou plus. De ces cellules ciliées partent des milliers de fibres nerveuses, qui transmettent les informations sur la fréquence, l’intensité et le timbre du son jusqu’au cerveau, où se produit alors la sensation auditive.

      Le mystère s’éclaircit

      On s’est longtemps demandé par quel processus l’organe de Corti communiquait ces données complexes au cerveau. Les scientifiques savaient que le cerveau ne répond pas à des vibrations mécaniques, mais uniquement à des changements électrochimiques. L’organe de Corti devait donc, d’une manière ou d’une autre, convertir le mouvement ondulatoire de la membrane basilaire en impulsions électriques, et transmettre celles-ci au cerveau.

      Il aura fallu quelque 25 ans au savant hongrois Georg von Békésy pour percer le mystère de ce minuscule organe. Il découvrit notamment qu’à un moment précis de leur progression dans les canaux de la cochlée les ondes de pression hydraulique atteignent un maximum et poussent alors sur la membrane basilaire. Lorsque les ondes proviennent de sons aigus, cette poussée s’effectue près de la base de la cochlée; lorsqu’elles proviennent de sons graves elles sont perçues vers le sommet. Le savant en tira la conclusion qu’un son d’une fréquence définie produit des ondes qui ploient la membrane basilaire en un endroit spécifique, déclenchant une réponse des cellules ciliées locales et, partant, l’envoi de signaux vers le cerveau. L’emplacement des cellules ciliées correspondrait donc à la fréquence, et le nombre de cellules stimulées, à l’intensité.

      Cette explication était valable pour les sons simples. Toutefois, les sons présents dans la nature le sont rarement. Le coassement d’une grenouille n’a rien à voir avec un roulement de tambour, fût-​il de la même fréquence, et ce pour la simple raison que chaque son est constitué d’un ton fondamental et de nombreux harmoniques. Le nombre d’harmoniques et leur intensité confèrent à chaque son un caractère, ou timbre, particulier. C’est grâce à ce phénomène que nous pouvons reconnaître les sons que nous entendons.

      La membrane basilaire est capable de réagir simultanément à tous les harmoniques d’un son; elle en détecte le nombre et la nature, ce qui lui permet d’identifier le son. Les mathématiciens appellent cette technique analyse de Fourier, du nom de Jean-Baptiste-Joseph Fourier, brillant mathématicien français du XIXe siècle. L’oreille, elle, utilise depuis toujours ces mathématiques supérieures pour analyser les sons qui lui parviennent et transmettre l’information au cerveau.

      Aujourd’hui encore, les scientifiques ne savent toujours pas précisément quelle sorte de signaux l’oreille interne envoie au cerveau. Les recherches ont révélé que tous les signaux émis par les cellules ciliées sont de durée et d’intensité à peu près égales. D’où la conclusion que le message qui parvient au cerveau ne dépend pas de la teneur des signaux, mais simplement de l’émission ou de la non-émission de ceux-ci.

      Pour illustrer ce processus, pensez à ce jeu au cours duquel des enfants se transmettent une histoire en se la racontant à voix basse. Lorsqu’elle arrive au bout de la chaîne, elle n’a souvent plus grand-chose à voir avec l’original. Maintenant, si, au lieu d’une histoire compliquée, c’est un code — un nombre par exemple — qui est transmis, il est peu vraisemblable qu’il sera déformé. C’est, semble-​t-​il, ce procédé qu’utilise l’oreille interne.