comment le marteau ,l’enclume et l’étrier amplifient-ils le son dans l’oreille interne?
Douglas E. Vetter, professeur adjoint de neurosciences à la Tufts University Sackler School of Biomedical Sciences, répond à cette question.
Le marteau, l’enclume et l’étrier—également connus sous le nom de malleus, incus et étrier, respectivement, et collectivement, comme « osselets de l’oreille moyenne »—sont les plus petits os du corps humain., Trouvés dans l’oreille moyenne, ils font partie du système auditif entre le tympan et la cochlée (le conduit en forme de spirale abritant les cellules ciliées impliquées dans la transmission du son au cerveau). Pour comprendre le rôle de ces os dans l’audition, il faut comprendre les leviers. En effet, les osselets de l’oreille moyenne sont disposés et interagissent les uns avec les autres comme un système de levier.
Tous les leviers génèrent un avantage mécanique. Ils sont utilisés pour exercer une force importante sur une petite distance à l’une des extrémités du levier par l’application d’une plus petite force sur une plus longue distance à l’extrémité opposée., Les capacités de levier des osselets de l’oreille moyenne sont nécessaires pour générer les grandes forces qui nous permettent d’entendre.
en tant qu’animaux terrestres, nous vivons dans un environnement gazeux. Mais, notre oreille interne est remplie de liquide, et cela représente un problème. À titre d’exemple, la plupart des gens ont une connaissance de première main de l’Audition sous l’eau. Si quelqu »un vous crie au-dessus de la surface de l » eau, les sons sont extrêmement sourdine, ce qui rend difficile à comprendre ou même entendre du tout. C »est simplement parce que la plupart du son est réfléchi sur la surface de l » eau.,
alors, comment pouvons-nous absorber les sons aéroportés, qui ne sont que des vibrations des molécules d’air, et les faire passer au-delà de l’interface air-fluide entre notre conduit auditif et l’oreille interne? Nous avons besoin d’un système pour utiliser ces vibrations de l’air pour pousser contre la surface du liquide de l’oreille interne.
lorsque le tympan vibre lorsque le son frappe sa surface, il met les osselets en mouvement. Les osselets sont disposés dans un ordre spécial pour effectuer leur travail. Directement derrière et relié au tympan—qui est essentiellement un grand collecteur de sons—se trouve le marteau., Le marteau est disposé de manière à ce qu’une extrémité soit fixée au tympan, tandis que l’autre extrémité forme une charnière en forme de levier avec l’enclume. L’extrémité opposée de l’enclume est fusionnée avec l’étrier (donc, l’enclume et l’étrier agir comme un os). L’étrier se connecte ensuite à une ouverture spéciale dans la cochlée appelée « fenêtre ovale ». »La plaque de pied de l’étrier—la partie ovale et plate de l’os qui ressemble à la partie où l’on reposerait son pied dans un étrier réel—est attachée vaguement à la fenêtre ovale de la cochlée, lui permettant de se déplacer comme un piston., L’action en forme de piston génère des vibrations dans l’oreille interne remplie de liquide qui sont utilisées pour signaler au cerveau un événement sonore. Sans les osselets de l’oreille moyenne, seulement environ 0,1 pour cent de son énergie dans l’oreille interne.
surmonter le problème de la pénétration du son aérien dans l’oreille interne remplie de liquide est résolu par deux mécanismes principaux: la concentration de l’énergie du grand tympan sur la petite plaque d’étrier située dans la fenêtre ovale; et l’action en forme de levier entre le marteau et le complexe enclume-étrier., Chez le chat, par exemple, la simple concentration des forces du tympan à l’étrier augmente la pression à la fenêtre ovale à environ 35 fois celle mesurée au tympan. L’action du levier des os de l’oreille moyenne confère un avantage mécanique supplémentaire au système—car l’enclume est plus courte que le marteau—et augmente encore la pression d’environ 35%. De cette façon, nous surmontons le problème de l’introduction de vibrations aéroportées dans l’oreille interne pressurisée et remplie de liquide.
Tous les animaux n’ont pas la même configuration d’os de l’oreille moyenne., En fait, les reptiles, les amphibiens et les oiseaux, ont une oreille moyenne qui ne contient qu’un seul os, appelé Columelle, qui relie le tympan directement à la fenêtre ovale de la cochlée. Lorsque nous examinons la fréquence la plus sensible pour l’audition chez ces animaux, ils font très bien pour les sons autour de 1,000 hertz (1 kHz), mais perdent rapidement leur capacité à bien entendre à des fréquences plus élevées. D’autre part, les animaux avec trois os de l’oreille moyenne ont tendance à entendre les plus hautes fréquences. Pour les humains, notre audition peut s’étendre à 20 kHz, bien que la plupart de nos vies soient consacrées à des sons entre 4 et 8 kHz.,