Les produits de distorsion acoustiques (PDAs) appartiennent à la famille des otoémissions
acoustiques provoquées. Ils peuvent être obtenus avec deux sons purs stimulants de fréquence
f1 et f2, appelés primaires, présentés de façon continue et simultanée dans le conduit auditif
externe. Le signal acoustique recueilli dans le conduit est le résultat des distorsions exercées
par le système [oreille externe - oreille moyenne - oreille interne] lors de l’application des
deux primaires. On décrit ainsi plusieurs PDAs, définis par leur fréquence spécifique. Parmi
ces PDAs, les plus utilisés en clinique, comme en recherche, sont le produit cubique (2f1-f2)
et le quadratique (f2-f1). Ce sont en effet les plus robustes, c’est-à-dire qu’ils persistent pour
des intensités de primaires relativement faibles, quelles que soient les fréquences des
primaires.
En pratique, les PDAs sont mesurés par incrémentation : l’analyse du signal sortant est
basée sur une compilation de nombreuses acquisitions, permettant ainsi d’extraire le PDA du Figure 6
Voies du réflexe olivo-cochléaire. Voies afférentes, lignes rouge et voies efférentes, lignes bleues. NCV et NCD, noyau cochléaire ventral et dorsal
respectivement. SOC, complexe olivaire supérieur. VII, noyau du nerf facial. FOCC, fibres olivo-cochléaire croisées. FOCD, fibres olivo-cochléaires directes. Schéma réalisé par A. THOMAS (INRS)
30 bruit de fond, qui est par définition aléatoire. Le nombre d’acquisitions nécessaires est donc
d’autant plus important que le PDA est faible, ce qui est le cas chez l’homme : les PDAs
recueillis chez l’homme sont inférieurs d’au moins 25 dB à ceux que l’on peut recueillir chez
le rat (Fechter, 1993).
La mesure des PDAs peut être effectuée selon deux méthodes :
La plus informative est la procédure « entrée-sortie » (ou input/output), qui consiste
à enregistrer l’intensité des PDAs produits pour chaque couple de fréquences f1/f2
en faisant varier l’intensité des primaires, mais en gardant leurs rapports de
fréquences (f1/f2) et d’intensités (L1/L2) constants.
La seconde méthode consiste, pour une intensité de stimulation donnée, à faire
varier les fréquences de stimulation (avec f1/f2 constant), traçant ainsi un
« Dpgramme » à l’intensité choisie. Cette méthode est particulièrement utilisée en
clinique car elle est plus rapide.
Les PDAs sont spécifiques du fonctionnement et des dysfonctions des CCEs, qu’elles
soient structurelles (Schrott et al., 1991 ; Trautwein et al., 1996) ou fonctionnelles (Schmiedt,
1986 ; Mills et al., 1993 ; Mills et Rubel, 1994).
Sources et mécanismes cochléaires à l’origine des produits de distorsions acoustiques
La cochlée a les caractéristiques d’un système non linéaire compressif :
- non linéaire.
Bien que périodique, la réponse à un signal sinusoïdal n’est pas sinusoïdale car elle intègre
les harmoniques de la fréquence de stimulation. En cas de stimulations acoustiques
31 leurs produits d’intermodulation. De même, l’amplitude de la réponse d’un système non-
linéaire n’est pas proportionnelle à l’amplitude du son stimulant.
- compressif : la réponse du système est inférieure à celle du stimulus. On estime par
exemple qu’une augmentation du niveau sonore de 10 dB mesurée à proximité de la
membrane tympanique induit une augmentation de 2,5 dB sur la vibration de la membrane
basilaire (Chatterjee et Zwislocki, 1998).
Brown et al. (1996), distinguent deux mécanismes différents de génération des PDAs : la
distorsion non linéaire et la réflexion.
La distorsion non linéaire
La distorsion non linéaire provient de l’interaction entre l’onde de Békésy et les
phénomènes actifs locaux provoqués par l’amplificateur cochléaire. Ceci lui a valu le nom de
phénomène « onde-dépendant » (« wave-fixed phenomenon »).
Le mécanisme de réflexion
La réflexion de l’énergie acoustique absorbée par la cochlée dépend de l’architecture de
l’épithélium neuro-sensoriel fait d’inhomogénéités structurelles et anatomiques. L’épithélium
crée donc des inégalités de réflexion de l’énergie acoustique, qui sont distribuées de façon
aléatoire, mais constante, le long de la membrane basale. Il s’agit d’un phénomène « place-
dépendant » (« place-fixed phenomenon »).
Les PDAs seraient le résultat de la combinaison de ces deux phénomènes, dont la
participation respective varie en fonction des conditions de stimulation acoustique et des
inhomogénéités locales.
32 une première source située dans la région de recouvrement des ondes correspondant
aux sons purs stimulants,
une seconde source localisée au site correspondant à la fréquence caractéristique du PDA (CFdp = 2f1-f2).
Pour chacune de ces sources, les deux mécanismes de génération s’expriment avec un
degré d’efficacité variable. Ainsi, la réflexion est négligeable au niveau de la région de
recouvrement, alors qu’elle est prédominante pour la source CFdp. Les produits de ces deux
sources s’additionnent pour créer une onde composite, mesurable dans le conduit auditif
externe. Le signal composite peut être assimilé à la somme : [mécanisme de distorsion non
linéaire de la zone de recouvrement] plus [mécanisme de réflexion de la zone CFdp].
Par conséquent, lorsque l’énergie de réflexion est faible, la source du signal enregistré
correspond à la région de recouvrement, celle-ci pouvant être assimilée à la région de f2. Dans
le cas contraire, le PDA mesuré provient de CFdp et reflète donc l’activité des régions f1 et f2.
Les études récentes (Shaffer et al., 2003 ; Mauermann et Kollmeier, 2004) ont isolé dans le
signal mesuré la part provenant de chacune de ces deux sources, afin de pouvoir supprimer
CFdp, rendant ainsi la mesure plus spécifique d’une seule région cochléaire (f2) et limitant la
33 Figure 7-
Schéma résumant les sources et mécanismes de génération du PDA cubique.
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Première partie
Expérimentation
animale chez le rat
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Introduction
L’implication des voies centrales dans la synergie des effets auditifs du bruit et des solvants aromatiques a été démontrée au laboratoire en utilisant le PMC (Lataye et al., 2007 ; Maguin et al., 2009). Ces travaux ont mis en lumière la pertinence de l’étude des réflexes acoustiques pour appréhender les effets pharmacologiques de substances chimiques. En effet, l’état de fonctionnement de l’arc réflexe renseigne indirectement sur le capteur auditif périphérique (oreille interne), les voies afférentes et efférentes et l’effecteur (musculaire pour le ROM). Cependant, l’explication des résultats obtenus restait soumise à des hypothèses, en particulier pour le ROI, où une propagation du bruit controlatéral d’une oreille à l’autre (crosstalk acoustique) était suspectée. Dans le but de pouvoir mener ces investigations de manière longitudinale chez le rat et de les transposer chez l’homme, il était indispensable de mettre au point un instrument non invasif. Pour cela, les produits de distorsions acoustiques (PDAs) ont été utilisés comme outil d’investigation. Le protocole expérimental était calqué sur celui utilisé par Lataye et al. (Lataye et al., 2007). Les PDAs cubiques étaient enregistrés
en continu et une stimulation controlatérale (CONTRA) ou ipsilatérale (IPSI) était utilisée
pour déclencher les réflexes : ROM ou ROI. Les mesures étaient réalisées simultanément à
une injection intra-carotidienne d’un véhicule contenant du toluène.
Au-delà de la confirmation des résultats obtenus sur les réflexes acoustiques, les résultats toxicologiques expérimentaux obtenus ont tous été intégrés aux données connues de la
physiologie des voies afférentes et efférentes afin de proposer un modèle de fonctionnement
des voies réflexe elles-mêmes (Campo et al., 2007 ; Rumeau et al., 2011 ; Venet et al., 2011). L’aboutissement de cette première partie a été la mise au point d’un dispositif de mesure utilisable chez l’homme, basé sur l’enregistrement combiné des PDAs et du ROM, baptisé EchoScan.
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