Matériel et Méthodes
Chapitre 2.3 Données morphologiques
Afin d’étudier les structures de l’oreille et de les comparer entre groupes, des mesures ont été effectuées. Certaines des mesures, présentées ci-après, permettent également de faire des inférences fonctionnelles.
2.3 – Données morphologiques
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2.3.1 Structures de l’oreille moyenne 2.3.1.1 Anneau tympanique
La circonférence et le diamètre de l’anneau tympanique (Fig.2.11) ont été mesurés à l’aide de l’outil Spline Probe, présent dans Avizo 9.2.0 (www.fei.com). La circonférence de l’anneau tympanique a servi à calculer l’aire de l’anneau tympanique. La circonférence a d’abord été mesurée, en plaçant 40 points tout le long de l’anneau tympanique. Puis l’aire a été calculée à partir de cette circonférence, avec la formule suivante :
Aire=( Circonférence2𝜋 )² 𝜋
Pour le diamètre de l’anneau tympanique, nous avons mesurer trois fois chaque anneau, suivant trois orientations différentes, puis nous avons estimé un diamètre moyen par anneau.
Figure 2.11 Mesure de la circonférence (pointillés blancs et points noirs) et du diamètre moyen (estimé avec les diamètres d1, d2, et d3) de l’anneau tympanique.
2.3.1.2 Pneumatisation des cavités de l’oreille moyenne
La diversité des cavités, présentes dans l’oreille moyenne, a été décrite et comparée entre les différents groupes de primates (MacPhee & Cartmill, 1986 ; Szalay et al., 1987). Nous proposons ici une approche quantitative de cette diversité en estimant le degré de pneumatisation de la cavité tympanique et des autres cavités réunies (Chapitre 1, p.10). Le degré de pneumatisation est calculé à partir de l’aire et du volume de chaque cavité :
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Le volume et l’aire de chaque cavité est obtenu avec l’outil Surface Area Volume (Avizo 9.2.0), après segmentation de ces cavités. L’unité de mesure du résultat, pour le volume et l’aire, est le triangle. Il s’agit d’une unité brute, telle que le voxel, et ne prend donc pas en compte la résolution du scan. Étant donné que ces deux mesures sont utilisées pour le calcul d’un ratio, leur unité n’a pas d’incidence sur l’interprétation du résultat. Un ratio élevé indique un haut degré de pneumatisation, et donc une oreille moyenne avec des cavités présentant beaucoup d’os trabéculés, alors qu’un petit ratio indique un faible degré de pneumatisation et donc une oreille moyenne avec des cavités relativement lisses et sans trabéculation.
2.3.2 Structures de l’oreille interne 2.3.2.1 Fenêtre ovale
Afin d’estimer la sensibilité aux hautes fréquences, l’aire de la fenêtre ovale (Fig.2.12) est calculée. Ses deux diamètres sont d’abord mesurés : la longueur du grand diamètre (M), puis celle du petit diamètre (m) (Coleman et al., 2010). Pour cette thèse, c’est l’outil Spline probe
(Avizo 9.2.0), qui a permis de mesurer les diamètres de la fenêtre ovale. On utilise ensuite cette formule pour calculer l’aire de la fenêtre ovale :
Aire=π*(M/2)*(m/2)
Figure 2.12 Labyrinthe osseux avec représentation de la mesure des diamètres de la fenêtre ovale (M= grand diamètre, m= petit diamètre) et de la découpe (en pointillé) de la cochlée, pour estimer son volume, présenté ci-après.
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2.3.2.2 Cochlée
La cochlée étant un cône enroulé (Fig.2.13), on mesure son volume puis l’aire de sa base, pour ensuite utiliser la formule permettant de retrouver sa longueur :
Longueur de la cochlée = Hauteur du cône = 3*( VolumeAire )
Pour obtenir le volume de la cochlée, on effectue un découpage avec l’outil Volume edit
(Avizo 9.2.0), à partir du labyrinthe osseux segmenté. On sélectionne uniquement la cochlée en la délimitant au niveau de la fenêtre ronde (Fig.2.12), on obtient le volume de cette nouvelle structure découpée avec Volume Area Surface (Avizo 9.2.0), puis on mesure l’aire de la surface de la base de la cochlée que l’on vient de définir lors du découpage de la cochlée.
Figure 2.13 Estimation de la longueur de la cochlée.
Une autre méthode, plus proche de celle de Coleman (2007, Fig.2.14), a été testée, et consiste à placer des points (issus de l’outil Spline Probe, Avizo 9.2.0), le long de la cochlée en suivant son bord extérieur, de l’helicotréma jusqu’à la fenêtre ronde. Cette méthode a été utilisé pour le Chapitre 4. La première méthode présente le grand intérêt de moins dépendre de l’expérimentateur et d’être moins chronophage, cependant les deux méthodes ont été comparées et elles ne présentent pas de différences significatives en terme de résultats.
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Figure 2.14 Figure issue de la thèse de Coleman (2007) représentant sa méthode pour mesurer la longueur de la cochlée, à partir d’une image 2D.
2.3.2.3 Canaux semi-circulaires
Le radius de chaque canal est également mesuré (c’est la moyenne qui sera utilisée pour déterminer le coefficient d’agilité, Silcox et al., 2009). Les longueurs (L) et largeurs (l) de chaque canal sont mesurées. La longueur est mesurée entre les deux bases du canal (à l’intersection entre le début du canal et l’ampoule vestibulaire, Figure 2.15). La largeur est ensuite mesurée à partir de la médiatrice de la longueur. Puis avec ces deux variables, on peut calculer le radius avec la formule suivante :
Radius = 0,5*((L+l)/2))
Toujours avec le logiciel Avizo 9.2.0, nous avons également extrait l’orientation de chaque plan par lequel passe chaque canal semi-circulaires, pour ensuite estimer l’angle séparant les canaux deux à deux. Ces angles seront utilisés pour estimer l’Angular Velocity Magnitude, précédemment décrite, en Chapitre 1, et utilisée en Chapitre 4.
Figure 2.15 Mesures des radius des canaux semi-circulaires : L=longueur du radius, l=largeur du radius.
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2.3.3 Crâne
Pour compléter l’étude, la longueur du crâne et la distance interaurale de chaque spécimen ont aussi été mesurées (Fig.2.16), quand l’état du crâne et du scan le permettait. Pour les spécimens provenant des collections du MNHN de Paris, ces deux longueurs ont été directement mesurées à l’aide d’un pied à coulisse ; pour les spécimens dont les scans ont été téléchargés, les mesures ont été faites à l’aide de l’outil Spline Probe, du logiciel Avizo (9.2.0).
Figure 2.16 Mesures de la longueur du crâne (rouge) et de la distance interaurale (jaune).