La science de l'ouïe - Douglas L. Oliver

Regardez la leçon complète: https://ed.ted.com/lessons/the-science-of-hearing-douglas-l-oliver

La capacité de reconnaitre les sons et d'identifier leur position est possible grâce au système auditif. Il est formé de deux parties principales : l'oreille et le cerveau. Le rôle de l'oreille est de transformer l'énergie sonore en signaux neutres ; tandis que le cerveau reçoit et processe les infos contenues dans ces signaux. Pour comprendre comment ça marche, Douglas L. Oliver suit un son dans son voyage vers l'oreille.

Leçon de Douglas L. Oliver, animation de Cabong Studios.

Tu entends le gentil mouvement des vagues,

le cri lointain d'un goéland.

Mais après, un bruit strident
interrompt le calme,

s'approchant encore et encore et encore.

Jusqu'à ce que... Clap!

Tu t'es débarrassé du moustique
irritant et le calme est rétabli.

Comment as-tu pu détecter ce son au loin

et comprendre qui le produisait
avec cette précision ?

La capacité de reconnaître les sons
et d'identifier leur position

est possible grâce au système auditif.

Il est formé de deux parties principales :
l'oreille et le cerveau.

Le rôle de l'oreille est de transformer
l'énergie sonore en signaux nerveux ;

tandis que le cerveau reçoit et traite
les infos contenues dans ces signaux.

Pour comprendre comment ça marche,

on peut suivre un son
dans son voyage vers l'oreille.

La source d'un son produit des vibrations

qui voyagent sous forme
d'ondes de pression

à travers des particules dans l'air,
dans les liquides

ou dans les solides.

Mais l'oreille interne, appelée cochlée,

est en réalité remplie de fluides salés.

Le premier problème est de comprendre
comment transformer ces ondes sonores,

peu importe d'où elles proviennent,

en ondes dans le fluide.

La solution est une membrane, le tympan,

et les osselets de l'oreille moyenne.

Ceux-ci transforment
les larges mouvements du tympan

en ondes de pression
dans le fluide de la cochlée.

Quand le son entre
dans le conduit auditif,

il frappe le tympan et le fait vibrer
comme une peau de tambour.

Le tympan vibrant tape un osselet
appelé marteau,

qui frappe l'enclume et fait bouger
le troisième osselet appelé étrier.

Ce mouvement pousse le fluide
dans les cavités de la cochlée.

Une fois là,

les vibrations sonores ont finalement été
transformées en vibrations d'un fluide,

et elles voyagent sous forme d'onde
d'une extrémité à l'autre de la cochlée.

Une surface appelée membrane basilaire
recouvre la longueur de la cochlée.

Elle est revêtue de cellules ciliées
qui ont des composants spécialisés

appelés stéréocils,

qui bougent avec les vibrations du fluide
cochléaire et de la membrane basilaire.

Ce mouvement déclenche un signal
qui voyage à travers les cellules ciliées,

vers le nerf auditif,

et puis vers le cerveau, qui l'interprète
comme un son spécifique.

Lorsqu'un son fait vibrer
la membrane basilaire,

pas toutes les cellules ciliées bougent,

seulement celles sélectionnées,
selon la fréquence du son.

C'est un bel exemple d'ingénierie.

D'un côté, la membrane
basilaire est rigide,

et elle vibre juste en réponse
à des sons à longueur d'onde courte

et à haute fréquence.

L'autre est plus flexible

et vibre juste en présence de sons
à basse longueur d'onde et fréquence.

Les sons faits par le goéland
et le moustique

font vibrer de zone différentes
sur la membrane basilaire,

comme si on jouait
de différentes touches sur un piano.

Mais ce n'est pas tout.

Le cerveau doit encore remplir une tâche :

identifier la source du son.

Pour cela, il compare les sons
qui arrivent aux deux oreilles

pour localiser la source dans l'espace.

Un son qui vient d'en face va atteindre
les deux oreilles en même temps.

Et il aura la même intensité
dans chaque oreille.

Mais un son à basse fréquence
qui arrive d'un côté

atteindra l'oreille plus proche quelques
microsecondes avant l'autre oreille.

Et les sons à haute fréquence seront plus
intenses dans l'oreille plus proche

parce que la tête les bloque.

Ces infos arrivent à des parties
spécifiques du tronc cérébral

qui analysent les différences de temps
et d'intensité entre les oreilles.

Elles envoient les résultats de leur
analyse au cortex auditif.

Maintenant, la cerveau a toutes
les informations dont il a besoin :

les modèles d'activité
qui nous disent quel est le son

et les informations pour le localiser.

Tout le monde n'a pas
une audition normale.

La perte auditive est la troisième maladie
chronique la plus commune au monde.

L'exposition à des bruits intenses
et certaines drogues

peut tuer les cellules ciliées,

empêchant aux signaux de voyager
de l'oreille au cerveau.

Des maladies comme l'ostéosclérose
bloquent les osselets dans l'oreille

qui ne peuvent plus vibrer.

Dans le cas de l'acouphène,

le cerveau fait des choses bizarres

pour nous faire croire qu'il y a
un son quand il n'y en a pas.

Mais, quand il fonctionne,

notre ouïe est un système
incroyable et élégant.

Nos oreilles englobent une pièce affinée
de machinerie biologique

qui transforme la cacophonie
des vibrations dans l'air autour de nous

en impulsions électriques
parfaitement accordées

qui distinguent applaudissements, coups,
soupirs et mouches.