L'oreille interne : comment la cochlée transforme la vibration en signal nerveux

Une fois renforcée par les osselets de l'oreille moyenne, la vibration sonore entre dans un monde liquide : l'oreille interne. C'est là que se produit l'étape décisive de l'audition, celle où un mouvement mécanique devient un message nerveux. Cette transformation a lieu dans la cochlée, un organe minuscule logé profondément dans l'os temporal, de chaque côté du crâne.

Un escargot rempli de liquide

La cochlée doit son nom au mot latin qui désigne l'escargot : c'est un tube enroulé sur lui-même en spirale. Si l'on pouvait le dérouler, on verrait un long canal divisé dans sa longueur en plusieurs compartiments remplis de liquides. Une membrane souple, la membrane basilaire, court tout le long de ce canal.

Quand la base de l'étrier pousse sur la fenêtre ovale, elle met le liquide en mouvement. Comme un liquide ne se comprime pas, il doit pouvoir se déplacer quelque part : une seconde ouverture, la fenêtre ronde, fermée par une fine membrane, se bombe en sens inverse. Ce va-et-vient crée une onde qui parcourt la membrane basilaire, un peu comme une vague qui court le long d'une corde que l'on secoue.

Les cellules ciliées, capteurs de l'audition

Posées sur la membrane basilaire se trouvent les cellules ciliées, ainsi nommées parce qu'elles portent à leur sommet de minuscules touffes de cils rigides. Quand l'onde soulève la membrane, ces cils s'inclinent. Ce simple basculement ouvre de petits canaux à la surface de la cellule, laisse entrer des particules chargées et déclenche un signal électrique. La vibration est devenue information.

On distingue deux familles. Les cellules ciliées internes, disposées en une seule rangée, transmettent l'essentiel du message au nerf auditif. Les cellules ciliées externes, plus nombreuses, agissent plutôt comme un amplificateur intégré : elles se contractent et s'allongent au rythme du son, ce qui renforce les vibrations faibles et affine la distinction entre des sons proches. Le signal part ensuite par les fibres du nerf auditif vers le tronc cérébral, puis vers les zones du cerveau qui l'interprètent.

Graves au sommet, aigus à la base

La membrane basilaire n'a pas les mêmes propriétés sur toute sa longueur. Près de l'entrée de la cochlée, à la base, elle est étroite et raide ; vers le sommet de la spirale, elle devient plus large et plus souple. Résultat : chaque fréquence fait vibrer au maximum une zone précise. Les sons aigus agissent surtout près de la base, les sons graves plus loin, vers le sommet.

La cochlée fonctionne ainsi comme un clavier de piano enroulé, où chaque position correspond à une hauteur de son. Ce rangement, appelé tonotopie, se retrouve jusque dans les zones auditives du cerveau. Les notions de hauteur et d'intensité sont détaillées dans l'article Décibel et fréquence.

Pourquoi les cellules abîmées comptent

Chez l'être humain, les cellules ciliées ne se renouvellent pas au cours de la vie. Celles qui sont détruites par le bruit, l'avancée en âge, certaines maladies ou certains médicaments ne sont pas remplacées. C'est pourquoi les atteintes de l'oreille interne sont en général durables, et pourquoi se protéger des sons trop forts a autant de sens.

Quand les cellules ciliées externes sont touchées, l'oreille perd une partie de son amplificateur naturel : les sons faibles ne sont plus perçus, et la distinction entre des sons voisins devient moins nette. Cela éclaire un phénomène déroutant, décrit dans l'article J'entends moins bien, mais certains bruits me semblent trop forts. Toute impression de changement de l'audition mérite d'en parler à un médecin ; une baisse brutale de l'audition d'une oreille justifie de consulter sans délai.

À retenir

• La cochlée est un tube en spirale rempli de liquide, dans lequel l'onde sonore parcourt la membrane basilaire.
• Les cellules ciliées convertissent ce mouvement en signal électrique transmis au nerf auditif.
• Les aigus sont captés près de la base de la cochlée, les graves vers son sommet.
• Les cellules ciliées perdues ne se renouvellent pas chez l'être humain.