3.7 : Percevoir le Volume Sonore

Le cerveau humain perçoit la hauteur tonale grâce à deux mécanismes principaux : la théorie du lieu et la théorie des fréquences. Ces deux mécanismes illustrent les processus complexes par lesquels nous interprétons les ondes sonores, contribuant ainsi à notre compréhension de la perception auditive.

La théorie du lieu, ou codage du lieu, suggère que différentes tonalités sont entendues parce que diverses ondes sonores activent des zones spécifiques le long de la membrane basilaire de la cochlée. Le cerveau identifie la tonalité d’un son en localisant l’endroit précis sur la membrane qui génère le signal neuronal correspondant. Les sons à haute fréquence provoquent des vibrations importantes près du début de la membrane de la cochlée, tandis que les sons à basse fréquence entraînent des vibrations plus diffusées, rendant leur localisation plus difficile. Bien que cette théorie explique efficacement la perception des sons aigus, en particulier ceux compris entre 5 000 et 20 000 Hz, elle présente des limites dans l'explication de la perception des sons graves.

La théorie des fréquences, également connue sous le nom de codage temporel, offre une explication alternative de la perception de la hauteur tonale. Selon cette théorie, le cerveau interprète la hauteur tonale en analysant la fréquence des impulsions neuronales qui sont transmises par le nerf auditif. La membrane basilaire vibre dans son ensemble en réponse à une onde sonore entrante, provoquant des impulsions neuronales qui se dirigent vers le cerveau en synchronisation avec l'onde sonore. Par exemple, une onde sonore d'une fréquence de 100 ondes par seconde génère 100 impulsions par seconde le long du nerf auditif. Ce mécanisme est efficace pour des fréquences allant jusqu'à 100 Hz, ce qui correspond aux taux de décharge maximaux de nombreux neurones.

La théorie de la volée est une variante de la théorie des fréquences qui explique la perception des hauteurs tonales pour les sons situés entre 100 et 5 000 Hz. Selon cette théorie, des groupes de neurones s'activent à leur rythme maximal, mais sont légèrement désynchronisés les uns par rapport aux autres, ce qui leur permet d'atteindre des taux de déclenchement globaux correspondant à des fréquences allant jusqu'à 5 000 Hz.