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19.7: La cochlée
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The Cochlea
 
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19.7: The Cochlea

19.7: La cochlée

The cochlea is a coiled structure in the inner ear that contains hair cells—the sensory receptors of the auditory system. Sound waves are transmitted to the cochlea by small bones attached to the eardrum called the ossicles, which vibrate the oval window that leads to the inner ear. This causes fluid in the chambers of the cochlea to move, vibrating the basilar membrane.

The basilar membrane extends from the basal end of the cochlea near the oval window to the apical end at its tip. Although the cochlea itself narrows towards the apical end, the basilar membrane has the opposite geometry—becoming wider and more flexible towards the apical end.

Primarily because of these physical characteristics, the apical end of the basilar membrane maximally vibrates when exposed to low-frequency sounds, while the narrower, stiffer basal end maximally vibrates when exposed to high frequencies. This gradient of frequency response creates tonotopy—a topographic map of pitch—in the cochlea.

The hair cells are stimulated by the shearing force created by the vibration of the basilar membrane below them, relative to the stiffer tectorial membrane above them. Because of the tonotopy of the basilar membrane, hair cells are maximally stimulated by different frequencies depending on where they are in the cochlea. Those at the basal end respond best to high frequencies, and those at the apical end respond best to low frequencies. Consequently, their postsynaptic cells—the auditory nerve cells—have the same tonotopic pattern of responses.

This tonotopy is maintained throughout the auditory pathway, with information from different regions of the cochlea traveling in organized, parallel pathways through the brain. Ultimately, the primary auditory cortex contains a “map” of inputs from the basal to the apical end of the cochlea. The neurons that are stimulated within this map correlate with the frequencies that were heard, aiding in pitch discrimination.

Therefore, the cochlea plays a vital role both in the transduction of sound information into neural signals and the initial encoding of the pitch.

La cochlée est une structure enroulée dans l’oreille interne qui contient des cellules capillaires, les récepteurs sensoriels du système auditif. Les ondes sonores sont transmises à la cochlée par de petits os attachés au tympan appelés ossicules, qui vibrent la fenêtre ovale qui mène à l’oreille interne. Cela provoque le fluide dans les chambres de la cochlée à se déplacer, vibrant la membrane basilaire.

La membrane basilaire s’étend de l’extrémité basale de la cochlée près de la fenêtre ovale jusqu’à l’extrémité apicale à son extrémité. Bien que la cochlée elle-même se rétrécit vers l’extrémité apicale, la membrane basilaire a la géométrie opposée, devenant plus large et plus souple vers l’extrémité apicale.

Principalement en raison de ces caractéristiques physiques, l’extrémité apique de la membrane basilaire vibre au maximum lorsqu’elle est exposée à des sons à basse fréquence, tandis que l’extrémité basale plus étroite et plus rigide vibre au maximum lorsqu’elle est exposée à des fréquences élevées. Ce gradient de réponse de fréquence crée du tonotopy — une carte topographique de la hauteur — dans la cochlée.

Les cellules capillaires sont stimulées par la force de cisaillement créée par la vibration de la membrane basilaire en dessous d’eux, par rapport à la membrane téctoriale plus rigide au-dessus d’eux. En raison de la tonotomie de la membrane basilaire, les cellules capillaires sont stimulées au maximum par différentes fréquences selon l’endroit où elles se trouvent dans la cochlée. Ceux à l’extrémité basale répondent le mieux aux hautes fréquences, et ceux à l’extrémité apicale répondent mieux aux basses fréquences. Par conséquent, leurs cellules postsynaptiques — les cellules nerveuses auditives — ont le même modèle tonotomique de réponses.

Cette tonotomie est maintenue tout au long de la voie auditive, avec des informations provenant de différentes régions de la cochlée voyageant dans des voies organisées et parallèles à travers le cerveau. En fin de compte, le cortex auditif primaire contient une « carte » des entrées du basal à l’extrémité apicale de la cochlée. Les neurones qui sont stimulés dans cette carte sont en corrélation avec les fréquences qui ont été entendues, aidant à la discrimination de hauteur.

Par conséquent, la cochlée joue un rôle vital à la fois dans la transduction de l’information sonore dans les signaux neuronaux et l’encodage initial de la hauteur.


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