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Les causes de l'hyperacousie sont multiples et complexes. Ses mécanismes sont liés à une réaction exagérée du système auditif.
Toutes atteintes auditives légères ou importantes, récentes ou anciennes, qui touchent l’oreille interne peuvent être à l’origine de l'hyperacousie.
En réponse à cette désafférentation (diminution des entrées sensorielles), on observe une augmentation de l'activité corticale cérébrale (mêmes mécanismes que pour l’acouphène et la douleur). Cette hyperactivation, ou hypersynchronisation, entraîne une hypersensibilité des voies auditives centrales qui sont elles-mêmes reliées avec les zones cérébrales profondes de l’émotion, de la mémoire et de la concentration.
C'est ce dérèglement du schéma neuronal auditif normal qui est à l'origine de ces troubles.
Comme pour l'acouphène, l’atteinte périphérique serait gérée par le système limbique qui gère les émotions et qui va entraîner une modification comportementale du sujet. Un cercle vicieux va s'installer : plus le patient est gêné par les sons et plus il va se protéger et éviter les situations bruyantes, même pour des sons de moins en moins forts.
Un modèle d'évitement (Lethem et al 1983, Baguley 2007) se développerait notamment en raison de ces distorsions cognitives ; peur de la douleur, peur que la situation s'aggrave …
Formby avait retrouvé et analysé ce phénomène en 2002, lors d’une expérience en constituant trois groupes de sujets. Il fait porter des protections auditives toute la journée à un groupe, soumet un autre groupe à des bruits continus de faible intensité, et laisse le dernier groupe avec une audition normale (groupe contrôle) vivre normalement. Il observe une hypersensibilité au bruit dans le premier groupe et une augmentation de la tolérance aux sons forts dans le deuxième.
La survenue d'une hyperacousie pourrait être également reliée à des facteurs traumatiques, biologiques, psychologiques, et sociaux (Engel 1997).
L'hyperacousie est la conséquence d’une atteinte auditive, qui crée une augmentation de fonctionnement des centres auditifs cérébraux et qui peut devenir chronique en raison de l'intervention du système émotionnel.