Santé

Théorie de l'échantillonnage cochléaire : les données fondamentales

Dossier - L'oreille numérique, avenir de l'audition
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L'audition repose sur un processus encore bien mystérieux. Comment le message sonore est-il capté et codé avant d'être transmis à notre cerveau ? Le numérique peut-il jouer un rôle dans ce fonctionnement ? Les réponses dans notre dossier consacré à l'oreille numérique.

  
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C'est à partir de l'ensemble de ces données : anatomiques, mécaniques et des théories de la communication et de l'information (voir page 7 de ce dossier), que l'on peut concevoir un modèle innovant du fonctionnement de l'oreille interne, modèle que j'ai développé sous l'appellation de théorie de l'échantillonnage cochléaire.

L'oreille est un convertisseur analogique-digital. Des cinq canaux de communication de l'organisme ouverts sur le milieu extérieur, c'est l'oreille qui est chargée de transmettre les messages de nature acoustique aux centres cérébraux.

La chaine de communication auditive, de l’oreille interne aux centres cérébraux. L’information est transmise sous forme d’influx codés en binaire sur chaque fibre nerveuse (loi du tout ou rien). © Roland Carrat - Tous droits réservés

Au préalable, on doit nécessairement tenir compte d'incontournables fondamentaux :

  • des cinq canaux de communication de l'organisme ouverts sur le milieu extérieur, c'est l'oreille qui est chargée de transmettre les messages de nature acoustique aux centres cérébraux (voir figure ci-dessus) ;
La chaîne de communication auditive (d’après E. Leipp). © DP
  • le canal auditif n'est pas monolithique, mais il est constitué d'une suite de maillons qui forment la chaîne de communication auditive (signal acoustique, milieu de propagation, système tympano-ossiculaire, cochlée, voies auditives et centres). Voir figure ci-dessus ;
  • le maillon cochléaire est assimilable à un transducteur chargé de coder un signal continu (le signal acoustique) en un signal discontinu de type impulsionnel véhiculé par les fibres nerveuses auditives jusqu'au centre de traitement cortical.

Différents types de codage

Jusqu'aux cellules ciliées de l'oreille interne, les messages sont transmis sous forme de vibrations mécaniques, acoustiques. Au-delà, ces mêmes messages sont codés sous forme d'impulsions électriques (et chimiques) pour cheminer dans les voies nerveuses. Il y a donc passage d'un type de codage des signaux (acoustiques) en un autre type de codage (impulsions nerveuses). Alors que le premier, continu par nature, est de type analogique, le second, celui du système nerveux, est de nature discontinu, binaire, puisque son alphabet se limite à 2 symboles 0 et 1. Il fonctionne sur le dilemme « ouvert-fermé », passage de courant ou non, dépolarisation ou phase réfractaire.

L'oreille interne se comporte donc en définitive, comme un transducteur d'un signal continu, analogique, en un signal discontinu, de type numérique, les spikes, parfaitement adapté au fonctionnement de la fibre nerveuse.

C'est un convertisseur analogique-digital, dont les cellules de Corti constituent le relais interface, et au sujet duquel on peut légitimement appliquer la théorie générale de l'information et de la communication, celle de l'échantillonnage des signaux. Son avantage est aussi de ne pas interrompre le canal de transmission des messages informatifs malgré le passage d'un support à un autre.