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Contrainte Psycho-Physiques et Electrophysiologiques sur le codage de la stimulation électrique chez les sujets porteurs d'un implant cochléaire

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par Stéphane GALLEGO
Université Lyon I - Doctorat 1999
  

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III Organisation fonctionnelle des voies auditives

al Nerf auditif

L'association du nerf vestibulaire et du nerf nochléaire constitue le nerf VIII. Les fibres du nerf auditif correspondent aux axones des neurones du ganglion spiral ( 95 % de neurones de type I et 5 % de neurones de type II), elles se terminent dans le tronc cérébral au niveau du noyau cochléaire. Le nerf auditif transmet le message codé au système nerveux central. Il effectue :

le codage spatial de la fréquence (tonotopie),

le codage temporel de la fréquence (synchronisation),

le codage de l'intensité (taux de décharge et système relais),

le renforcement des codages temporels (adaptation nerveuse à court terme),

le renforcement des contrastes spectraux.

le Noyau cochléaire

La totalité des fibres du nerf auditif se terminent dans le noyau cochléaire, premier relais des voies auditives. C'est un complexe nucléaire formé de trois noyaux : le noyau cochléaire antéro-ventral (NCAV), le noyau cochléaire postéro-ventral (NCPV) et le noyau cochléaire dorsal (NCD).

Le noyau cochléaire présente une grande variété cellulaire, corrélée à une grande diversité de réponses en terme de latence, taux de décharge, d'inhibition. Ces fibres suivent une organisation tonotopique selon la fréquence caractéristique : des basses Fc dans le NCPV jusqu'aux hautes Fc dans le NCD.

Le noyau cochléaire traite divers aspects de l'information qu'il reçoit du nerf auditif :

information temporelle,

renforcement de la modulation d'amplitude,

codage du spectre des sons complexes.

Après avoir été traité les signaux sont distribués aux voies auditives supérieures. Le NCAV se projette principalement par le corps trapézoïde sur l'olive supérieure latérale (OSL) ipsilatérale et sur l'olive supérieure médiane (OSM) des deux côtés. Le NCPV se projette principalement dans le complexe de l'olive supérieure et les noyaux pré-olivaires par le corps trapézoïde. Les cellules de la partie centrale du NCPV se projettent principalement par la strie acoustique intermédiaire sur les noyaux pré-olivaires. Le NCD se projette principalement sur le colliculus inférieur controlatéral par la strie acoustique dorsale.

NC

NDLL

NLL

NVLL

NCVA

NCO

NCVP

CGM

Cl

N Pr 0

OSL

OSM

NCT

NPeO

Figure 7
·
Principales voies ascendantes du système auditif

NPeO noyaux péri-olivaires CT corps trapézoïde

NCT noyau du corps trapézoïde OSM olive supérieure médiane

OSL olive supérieure latérale NprO noyaux pré-olivaires

NC noyau cochléaire

NCVA noyau cochléaire ventral antérieur NCVP noyau cochléaire ventral postérieur

NCD noyau cochléaire dorsal LL lemnisque latéral

NLL noyau du lemnisque latéral

NDLL noyau dorsal du lemnisque latéral NVLL noyau ventral du lemnisque latéral Cl colliculus inférieur

NCCI noyau central du colliculus inférieur NECI noyau externe du colliculus inférieur NPCI noyau péricentral du colliculus inférieur CGM corps genouillé médian

NDCG noyau dorsal du corps genouillé NVCG noyau ventral du corps genouillé NMCG noyau médian du corps genouillé Al aire corticale auditive primaire

Ail aire corticale auditive secondaire

cl Le complexe de l'olive supériuere (COS)

Il est composé du noyau olivaire supérieur latéral (OSL), du noyau olivaire supérieur médian (OSM) et du noyau médian du corps trapézoïde (NMCT).

Les trois structures du COS ont des types de neurones différents, elles sont organisées de façon tonotopique :

- l'OSL est voué au moyennes et hautes fréquences

- l'OSM traite les basses fréquences.

Le COS est le lieu de convergence de l'information provenant des deux oreilles. Il a principalement un rôle dans la localisation spatiale des sources sonores et de l'interaction binaurale.

d/ Lemnisque latéral

Il est divisé en deux zones contenant chacune différents types cellulaires : le noyau dorsal (NDLL) et le noyau ventral (NVLL). Ses propriétés sont peu étudiées mais il semble être organisé tonotopiquement.

et Colliculus inferieur (Cl)

Il est composé de trois noyaux : le noyau central (NCCI), le noyau péricentral (NPCI) et le noyau externe (NECI). C'est la principale structure auditive du mésencéphale, la grande majorité des structures sous-corticales y aboutissent. Les cellules du NCCI ont une bonne sélectivité tonale et sont organisées de façon tonotopique et topographique. Sensibles à des stimuli complexes, elles intègrent l'information d'autres modalités sensorielles. Les cellules du NPCI et du NECI sont disposées par ordre croissant selon la Fc, leurs courbes de réponses sont irrégulières.

Le Cl est au carrefour des traitements ascendants et descendants du système auditif, c'est un centre de haute intégration de l'information. Il joue un rôle important dans :

l'analyse fréquentielle

la localisation de la source sonore

l'éveil auditif (orientation de la tête et des yeux aux bruits).

Certaines régions du Cl traitent l'information des deux oreilles, d'autres sont spécifiques à une oreille. Il contient la cartographie de plusieurs caractéristiques de la stimulation sonore :

carte de la périodicité

carte des fréquences

carte de l'intensité.

f/ Le colliculus supérieur

Particulièrement sensible aux indices de localisation, il pourrait contenir la carte des délais interauraux.

g/ Thalamus auditif

Les neurones du Cl se projettent dans le corps genouillé médian du thalamus, dernier relais avant le cortex. Le thalamus auditif est composé du corps genouillé médian (CGM), du groupe postérieur du thalamus (P0),et du noyau réticulé du thalamus (NRT). Ces régions se subdivisent en différentes parties qui sont à la base d'une organisation parallèle en trois systèmes distincts : tonotopique, diffus et polysensoriel.

h/ Le cortex auditif

Une des caractéristiques très importante du cortex auditif est son organisation en plusieurs zones distinctes. On distingue des aires primaires et des aires secondaires. Dans le cerveau humain le cortex auditif primaire se situe dans la partie médiane du gyrus transverse de Heschl (lobe temporal), il est entouré par des aires secondaires qui répondent elles aussi à des stimuli auditifs. Le noyau ventral du CGM se projette sur l'aire auditive primaire, le noyau dorsal se projette sur une aire secondaire et le noyau médian envoie des fibres à toutes les subdivisions du cortex auditif. L'aire Al envoie des projections descendantes au noyau ventral du CGM et aux noyaux central et péricentral du Cl. Elle se projette aussi sur les aires auditives de l'hémisphère opposé. Le rôle des différentes aires de projection auditive du cortex a pu être apprécié par l'étude des conséquences de lésions localisées du système nerveux auditif sur les possibilités de détection et d'identification des sons. Les aires auditives corticales chez le singe et le chat jouent un rôle essentiel dans :

- l'identification de l'ordre chronologique des séquences sonores

- la mémorisation à court terme de séquences sonores

- la localisation des sons dans l'espace.

Des données convergentes sont en faveur d'une spécialisation de l'hémisphère droit dans le traitement de l'information tonale. Plusieurs faits montreraient qu'il serait possible de dissocier les aires primaires et secondaires dans le traitement de la hauteur. Certaines données suggèrent qu'un réseau neuronal distribué dans le cortex temporal et frontal droit permet d'extraire l'information tonale et de la maintenir en mémoire à court terme.

L'hémisphère gauche semble spécialisé dans le traitement de la parole et la zone de Broca semble impliqué dans la tâche phonétique, en accord avec la théorie motrice de la parole. L'aire de Broca et le lobe pariétal gauche pourraient être responsables de la transformation d'une onde sonore en une représentation articulatoire permettant des jugements de catégorie phonétique.

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"Il faudrait pour le bonheur des états que les philosophes fussent roi ou que les rois fussent philosophes"   Platon