Examen par les pairs/Étude expérimentale/Cellules
Des chercheurs de l'Université d'Uppsala ont créé la première carte 3D du nerf auditif montrant où les différentes fréquences sonores sont capturées. En utilisant ce que l'on appelle l'imagerie par rayons X synchrotron, ils ont pu tracer les fils nerveux fins et l'organe auditif vibrant, la cochlée, et découvrir exactement comment les fréquences du son entrant sont distribuées. L'étude est publiée dans Rapports scientifiques.
"Cela peut rendre plus efficace le traitement avec des implants cochléaires pour les malentendants", déclare Helge Rask-Andersen, professeur d'otologie expérimentale à l'Université d'Uppsala.
Les ondes sonores ont des fréquences différentes, c'est-à-dire que le nombre de vibrations qu'elles produisent chaque seconde varie selon qu'il s'agit d'un son aigu, qui provoque plus de vibrations par seconde, ou d'un son grave, qui en entraîne moins. La fréquence est mesurée en hertz (Hz) et l'oreille humaine peut percevoir des fréquences comprises entre 20 et 20,000 XNUMX Hz.
Lorsque les ondes sonores sont captées par la cochlée de l'oreille interne, le tissu conjonctif fibreux et les cellules sensorielles séparent les différentes fréquences. Les sons à haute fréquence atteignent les cellules ciliées sensibles au son dans la partie inférieure de la cochlée, tandis que les sons à basse fréquence sont absorbés de manière correspondante dans les parties supérieures de la cochlée.
Les chercheurs ont maintenant étudié les détails de ce processus, presque jusqu'au niveau cellulaire. Pour ce faire, ils ont utilisé des rayons X synchrotron, une forme avancée et puissante d'imagerie tomographique. Étant donné que le rayonnement est trop puissant pour être utilisé sur des êtres humains vivants, des oreilles données par des personnes décédées ont été étudiées à la place. Ces recherches ont permis de déterminer la localisation des différentes fréquences dans le nerf cochléaire et de créer une carte tridimensionnelle des fréquences tonotopiques.
« Ce type de carte est comparable à un piano, les touches étant analogues à toutes les fréquences codées de manière similaire. Contrairement au piano, qui a 88 touches, nous avons environ 3,400 34 cellules ciliées auditives internes, qui codent toutes des fréquences distinctes. Les cellules ciliées sont attachées à une membrane basilaire de 12,000 millimètres de long et sont également réglées par 30 000 cellules ciliées externes afin que nous puissions entendre chaque niveau de volume. Cette information est transmise au cerveau via XNUMX XNUMX fibres précisément accordées dans notre nerf auditif », explique Helge Rask-Andersen.
Les conduits auditifs et les nerfs humains ne sont pas entièrement uniformes en apparence. Les chercheurs pensent donc que les nouvelles connaissances peuvent s'avérer extrêmement importantes pour les personnes qui, en raison de graves déficiences auditives, ont inséré des implants cochléaires (IC). Un IC est une aide auditive dans laquelle un composant est placé dans la cochlée pour fournir une stimulation électrique directe du nerf auditif, tandis qu'une autre partie est fixée à l'extérieur du crâne. Montrer exactement à quoi ressemble la cochlée du patient permet de mieux individualiser la technologie et de stimuler chaque zone à la bonne fréquence.
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L'étude est une collaboration entre l'Université d'Uppsala, des chercheurs canadiens de l'Université Western et de l'Université de la Saskatchewan, et la société Canadian Light Source Inc.
Hao Li et al., Cartographie tonotopique tridimensionnelle de la cochlée humaine basée sur l'imagerie par contraste de phase du rayonnement synchrotron, Rapports scientifiques. DOI: 10.1038 / s41598-021-83225-w
