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L’objectif général de cette thèse était de déterminer dans quelle mesure les entraînements auditifs pouvaient conduire à une modification de la perception du voisement en français en termes d’identification, de discrimination et de perception catégorielle (PC). L’originalité de notre méthodologie reposait sur l’étude à la fois des effets entraînements sur la perception d’un contraste particulier (e.g. +15/+45 ms DEV) mais également sur la perception catégorielle de stimuli variant le long d’un continuum (e.g. +75, +45, +15, -15, -45 et -75 ms DEV). En effet, la majorité des études de la littérature se limitent à étudier les effets des entraînements sur un contraste bien particulier (e.g. Golestani & Zatorre, 2004 ;Tremblay et al. 1998 ;Tremblay et al. 2001). Grâce à notre paradigme, il nous était possible de quantifier l’apprentissage sur un contraste spécifique mais aussi d’en étudier les éventuels effets de généralisation sur l’ensemble du continuum.<p><p>Dans une première étude, nous avons tenté d’évaluer les limites du système perceptif en matière d’extraction de l’information statistique en travaillant sur de fines différences acoustiques (Etude 1). Au fil des années, une partie de plus en plus importante de la littérature s’est développée, soutenant que la formation des catégories phonologiques reposait sur l’extraction des régularités statistiques existant dans la production des phonèmes. Cependant, en aucun cas la question des limites que pouvait imposer le système perceptif n’a été posée. Pour ce faire, nous avons décidé de déterminer dans quelle mesure l’exposition à une grande variabilité de stimuli séparés par de fines différences acoustiques pouvait conduire à l’amélioration des capacités de discrimination d’un contraste spécifique.<p><p>Par la suite, nous avons sommes concentrés sur la question des modifications de la PC suite à un entraînement. L’idée principale était de déterminer dans quelle mesure un entraînement centré sur une valeur particulière du continuum et mettant en jeu un contraste (i.e. opposition entre deux stimuli) pouvait avoir un impact sur la PC. Pour ce faire, nous avons commencé par entraîner des participants à identifier (Etude 2) des stimuli autour de trois frontières non-phonologiques (-30, -45 et -60 ms DEV). <p><p>Ensuite, nous avons entraîné d’autres participants à discriminer (Etude 3) des stimuli autour de deux frontières non-phonologiques (-30 et -45 ms DEV). Les modifications perceptives étaient évaluées sur différents paramètres qui caractérisent la PC (voir Introduction – La Perception Catégorielle) chez des adultes normo-entendant. Nos hypothèses reposaient sur l’idée selon laquelle, plus on s’éloigne de la frontière phonologique, plus les modifications perceptives seraient difficiles. Toutefois, les discontinuités perceptives pourraient interagir, facilitant ainsi les changements.<p>Sur base des résultats de ces études, nous nous sommes intéressés à la malléabilité de la perception catégorielle chez des enfants de troisième maternelle et de deuxième primaire (Etude 4). Dans ce cas, nous avons décidé d’entraîner les enfants à identifier des stimuli autour de la frontière phonologique du français (0 ms DEV) et autour d’une frontière non-phonologique (-30 ms DEV). L’idée sous-jacente était que les enfants, et plus particulièrement ceux qui n’avaient pas encore appris à lire, puissent être plus sensibles aux modifications perceptives imposées par leur environnement.<p><p>Par la suite, la question des entraînements auditifs comme source de changements chez les enfants et adultes normo-entendant s’est élargie aux pathologies et notamment dans les troubles spécifiques du langage (Etude 5). En effet, il est reconnu que ces enfants présentent des difficultés dans la perception des sons de parole et notamment du voisement. Dans cette étude, nous avons donc tenté de restructurer la PC au moyen d’un entraînement basé sur une tâche de discrimination. Malgré leur difficulté sévère à traiter le matériel auditif, ces enfants ne présentent pas des troubles de l’audition. Nous nous attendions donc à une amélioration de leurs habilités à percevoir le voisement.<p><p>Enfin, nous nous sommes interrogés sur les facteurs qui pouvaient contribuer, en plus des séances d’entraînement, à la consolidation des représentations phonologiques en mémoire. Parmi ceux-ci, la littérature dans le domaine visuel et moteur indique que le sommeil contribue à consolider ce qui a été appris. Nous avons donc décidé de nous intéresser aux rôles et aux bénéfices du sommeil dans la consolidation des apprentissages auditif chez des adultes normo-entendant (Etude 6).<p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Contexte : Les difficultés de compréhension de la parole dans le bruit représente la principale plainte des personnes malentendantes. Cependant, peu d’études se sont intéressées aux mécanismes d’encodage des sons en environnement bruyant. Ce faisant, nos travaux ont portés sur les stratégies d’encodage des sons dans le nerf auditif dans environnements calme et bruyant en combinant des techniques électrophysiologiques et comportementales chez la gerbille.Matériel et méthodes : L’enregistrement unitaire de fibres du nerf auditif a été réalisé en réponse à des bouffées tonales présentées dans un environnement silencieux ou en présence d’une bruit de fond continu large bande. Les seuils audiométriques comportementaux ont été mesurés dans les mêmes conditions acoustiques, par une approche basée sur l’inhibition du reflex acoustique de sursaut.Résultats : Les données unitaires montrent que la cochlée utilise 2 stratégies d’encodage complémentaires. Pour des sons de basse fréquence (<3,6 kHz), la réponse en verrouillage de phase des fibres de l’apex assure un encodage fiable et robuste du seuil auditif. Pour des sons plus aigus (>3,6 kHz), la cochlée utilise une stratégie basée sur le taux de décharge ce qui requiert une plus grande diversité fonctionnelle de fibres dans la partie basale de la cochlée. Les seuils auditifs comportementaux obtenus dans les mêmes conditions de bruit se superposent parfaitement au seuil d’activation des fibres validant ainsi les résultats unitaires.Conclusion : Ce travail met en évidence le rôle capital de l’encodage en verrouillage de phase chez des espèces qui vocalisent au-dessous de 3 kHz, particulièrement en environnement bruyant. Par contre, l’encodage de fréquences plus aiguës repose sur le taux de décharge. Ce résultat met l’accent sur la difficulté d’extrapoler des résultats obtenus sur des modèles murins qui communique dans les hautes fréquences (> à 4 kHz) à l’homme dont le langage se situe entre 0,3 et 3 kHz. / Background: While hearing problems in noisy environments are the main complaints of hearing-impaired people, only few studies focused on cochlear encoding mechanisms in such environments. By combining electrophysiological experiments with behavioral ones, we studied the sound encoding strategies used by the cochlea in a noisy background.Material and methods: Single unit recordings of gerbil auditory nerve were performed in response to tone bursts, presented at characteristic frequencies, in a quiet environment and in the presence of a continuous broadband noise. The behavioral audiogram was measured in the same conditions, with a method based on the inhibition of the acoustic startle response.Results: Single unit data shows that the cochlea used 2 complementary strategies to encode sound. For low frequency sounds (<3.6 kHz), the phase-locked response from the apical fibers ensure a reliable and robust encoding of the auditory threshold. For high frequencies sounds, basal fibers use a strategy based on the discharge rate, which requires a larger heterogeneity of fibers at the base of the cochlea. The behavioral audiogram measured in the same noise condition overlaps perfectly with the fibers’ threshold. This result validates our predictions made from the single fiber recordings.Conclusion: This work highlights the major role of the phase locked neuronal response for animal species that vocalize below 3 kHz (as human), especially in noisy backgrounds. At the opposite, high frequency sound encoding is based on rate information. This result emphasizes the difficulty to transpose results from murine model which communicate in the high frequencies (> 4 kHz) to human whose language is between 0.3 and 3 kHz.

La surdité est un problème de santé publique. Le vieillissement de la population explique ainsi une grande partie des causes de surdités, par la fréquence de la presbyacousie. Le principal moyen de la réhabilitation auditive est représenté par les prothèses auditives conventionnelles. Les aides auditives ont considérablement progressé ces dernières années, principalement en termes d’amélioration du traitement du signal. Ceci étant dit, outre le problème économique, certains facteurs limitent encore les bénéfices que les patients peuvent ressentir (occlusion du conduit auditif, effet larsen, absence d’amplification en ambiance sonore,…). Les implants d’oreille moyenne sont destinés à amplifier le signal sonore en le transmettant à l’oreille moyenne pour compenser une perte auditive. Ils sont indiqués en cas d’échec ou de contre-indication de l’appareillage conventionnel. Cependant, les implants d’oreille moyenne présentent certaines limites comme l’insuffisance de performance. Des données récentes montrent que les performances des techniques de réparation de la chaîne ossiculaire sont dépendantes du couplage des prothèses ossiculaires à la chaîne des osselets. Par ailleurs, des avancées dans la compréhension de la biomécanique de la chaîne ossiculaire confirment l’importance du placement et du couplage des procédés de restauration chirurgicaux. Nous avons formulé l’hypothèse selon laquelle ces données pouvaient être appliquées aux implants d’oreille moyenne pour en améliorer les performances. Nous avons voulu analyser expérimentalement les effets sur les performances de variables telles que : placement d’un transducteur, le couplage à la chaîne des osselets, la taille de l’effecteur, l’effet de stimulations alternatives. Nous avons utilisé un transducteur électromagnétique de dernière génération (Otologics MET-V Gen 2) et une technique d’analyse de la vibration des structures de l’oreille moyenne par vélocimétrie laser. Les résultats ont montré une nette amélioration des performances en fonction des modifications de placement et de couplage à la chaîne des osselets ou à la fenêtre ronde. / Hearing loss is a public health issue. Ageing is the most frequent cause of deafness. The main option for the rehabilitation of hearing loss is the use of conventional hearing aids. These aids have dramatically improved their performance for the past 20 years, mostly with regards to signal processing. However, in addition to economic reasons, some limitations remain (occlusion, feedback, hearing in noise…) and limit the satisfaction of patients. Active middle ear implants (AMEI) have been developed to overcome some of these problems and are indicated n conventional hearing failed to improve patients’ quality of hearing. However, AMEI suffer from limitations, as insufficient performances for severe hearing losses. Recent experimental and clinical data have highlighted the importance of coupling and placement of ossicular reconstruction passive prosthesis use. Other reported new findings regarding the biomechanism of the ossicular chain, especially for high frequency hearing, which is, unfortunately, where most people have their hearing loss. We hypothesized that these findings could be applied to AMEI use. We have analysed experimentally the effects on AMEI performance of variables such as: placement, coupling, size of tranduscer vibrating tip, alternative stimulation options. We used a electromagnetic tranducer from Otologics LLC to drive the middle ear or round window membrane, and a laser Doppler vibrometer to assess for the induced middle transfer function. Results have shown that we could provide great improvement in performance when varying the coupling method and the placement to the ossicular chain or the round window membrane.

L'objectif de cette thèse est de s'intéresser à l'impact de la dégradation du signal de parole sur le traitement et les représentations du langage. Le signal peut être dégradé de façon transitoire (i.e., parole dans le bruit, Axe 1) ou permanente (Axe 2). L'Axe 1 étudie l'impact de la présence de bruit sur le traitement sémantique au niveau du mot isolé et dans un contexte phrastique. Deux études ont permis de mettre en évidence que lorsque le signal de parole est masqué, le traitement sémantique est moins efficace, voire disparait. A la lumière de l'Effortfulness Hypothesis nous suggérons que le traitement sémantique n'est pas automatique mais dépendant de ressources cognitives. Lorsque le signal de parole est dégradé ces ressources cognitives sont allouées aux traitements linguistiques de bas niveau, les traitements de haut niveau comme le traitement sémantique sont donc moins efficaces. L'Axe 2 évalue les liens entre la dégradation permanente du signal de parole du fait d'un manque de maturité des traitements auditifs centraux ou à un Trouble du Traitement Auditif (TTA) et les représentations langagières. Deux études se sont intéressées au développement des traitements auditifs et à la présence de TTA au sein d'une population d'adultes dyslexiques. Les résultats ont mis en évidence que les traitements auditifs centraux continuent leur maturation durant l'adolescence. La dernière étude a permis de mettre en évidence chez la population dyslexique des difficultés dans les tests impliquant des traitements spectral et temporel. Ces compétences sont apparues liées au sein de cette population aux représentations phonologiques. L'ensemble des résultats suggèrent que la dégradation du signal de parole a différents effets sur le langage selon sa nature. Ainsi, lorsqu'elle est transitoire elle impacte sa compréhension en dépit d'une intelligibilité préservée. Une dégradation transitoire impacte la compréhension malgré l'intelligibilité, la dégradation permanente impacte les représentations différemment selon la population / This thesis aims at investigating the effect of speech degradation on language processing and representation. Speech signal can be degraded temporary (i.e., speech in noise) or continually, when central auditory processes are deficient. Experimental work was therefore based on two main axes. The first one got interested in the effect of noise on semantic processing, despite preserved intelligibility. Two studies showed that semantic processing is less efficient when speech is presented in noisy condition. In light of the Effortfulness Hypothesis, we suggest that semantic processing relies on cognitive resources. When signal is degraded these resources are reallocated to low level processes and therefore few are left available to perform higher level processes. Axe 2 aims at evaluating links between continuous speech degradation because of immaturity of central auditory processes or Auditory Processing Disorder (APD) and language representation. Two studies investigated the effect of auditory processing development on language on a children population (6-11 years old) and the effect of APD on language representation in an adult dyslexic population. Both populations were evaluated using the BECAC (Donnadieu et al. 2014). This battery aims at evaluating central auditory processes using non-verbal material so that auditory performances can be related to language competences. Results evidenced that central auditory processes mature until adulthood, and at some point in development (8-9 years old) are linked to language representation. Results of the last study showed that dyslexic adults are impaired in tests involving spectral and temporal processes; in addition these abilities are related with phonological awareness. Altogether, these results indicate that speech degradation has distinct effects on language depending on its nature. Therefore when temporary, speech degradation impacts its comprehension despite intelligibility. When continuous, speech degradation’s impact evolves during development and disappears in normal adults. However, it stays for dyslexics

L'éminence ganglionnaire médiale (MGE) produit la grande majorité des interneurones GABAergiques corticaux synthétisant la parvalbumine. Les neuroblastes issus de la MGE migrent sur une longue distance avant d'atteindre leur destination finale. A ce jour, on ne sait pas s'il existe des mécanismes moléculaires les guidant vers des régions corticales données. Je montre que deux protéines apparentées aux cadhérines, cdhr23 et cdhr15, ont un rôle déterminant dans le développement d'interneurones du cortex auditif et de manière spécifique. Chez la souris et le macaque, ces deux protéines sont co-synthétisées par des neuroblastes issus de la MGE pendant leur migration. Chez les souris déficientes pour Cdhr23 ou Cdhr15, les neuroblastes synthétisant cdhr15 ou cdhr23 s'accumulent dans le télencéphale basal, ne parviennent pas à pénétrer dans le néocortex et présentent in vitro des défauts de polarité cellulaire. Cdhr15 intervient dans la survie des précurseurs d'interneurones à parvalbumine pendant la première semaine postnatale. Les souris mutantes pour Cdhr23 ou Cdhr15 présentent à trois semaines un nombre réduit d'interneurones à parvalbumine dans leur cortex auditif mais pas dans les cortex avoisinants. Cette diminution est associée à une disposition aux crises audiogènes. Mes résultats indiquent que des précurseurs d'interneurones du cortex auditif sont équipés de protéines d'adhérence déterminantes pour leur migration et leur intégration dans le cortex auditif. Ils suggèrent l'existence d'un possible mécanisme moléculaire général fondé sur un " code d'adhérence " qui déterminerait les neuroblastes GABAergiques dès leur naissance à intégrer une aire corticale donnée. / The medial ganglionic eminence (MGE) gives rise to the majority of cortical GABAergic interneurons that synthetize parvalbumin. Neuroblasts born in the MGE undergo a long distance migration before reaching their final target. Up to now, it is unknown whether any molecular mechanism guides them to specific cortical regions. I show that two cadherin-related proteins, cdhr23 and cdhr15, have a critical role in the development of interneurons of the auditory cortex, specifically. In mice and macaque, the two proteins are co-synthetized in neuroblasts from the MGE during their migration. In mouse mutants for Cdhr23 or Cdhr15, neuroblasts synthetizing cdhr15 or cdhr23 accumulate in the basal telencephalon, fail to enter the neocortex and present in vitro cell polarity defects. Cdhr15 is involved in the survival of parvalbumin interneuron precursors during the first postnatal week. Mutant mice for Cdhr23 and Cdhr15 show at three weeks a reduced number of parvalbumin interneurons in the mouse auditory cortex but not the neighbouring ones. This decrease is associated with a susceptibility to audiogenic seizures. My results reveal that interneuron precursors of the auditory cortex are endowed by specific adhesion proteins critically involved in their migration and integration in the auditory cortex. They suggest a possible general molecular mechanism based on an "adhesion code” that would determine GABAergic neuroblasts from their birth to a specific cortical region.

Contexte: La réponse synchrone des fibres auditives, évaluée à partir de l'onde I des potentiels d'action évoqués auditifs (PEA), ou à partir du potentiel d'action composite (PAC) du nerf auditif, est l'élément clé du dépistage des neuropathies auditives. De récentes études ont toutefois montré que le seuil et l'amplitude de cette réponse pouvaient être absolument normaux malgré une perte importante de fibres du nerf auditif. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle méthode d'exploration fonctionnelle, potentiellement applicable à l'homme, rendant mieux compte du nombre et de l'intégrité des fibres du nerf auditif. Cette méthode a été évaluée à l'aide d'un modèle pharmacologique de neuropathie physiologiquement pertinent.Matériel et méthodes: Chez des gerbilles, une perte sélective de fibres auditives a été induite par application d'une faible concentration d'ouabaïne dans la niche de la fenêtre ronde de la cochlée. Cette neuropathie a ensuite été caractérisée par des comptages de synapses (immunohistochimie/imagerie confocale 3D) et l'enregistrement de l'activité unitaire de fibres du nerf auditif. Les PAC et l'activité soutenue du nerf ont été enregistrés 6 jours après l'application d'ouabaïne, à l'aide d'une électrode de recueil disposée dans la niche de la fenêtre ronde. Résultats: L'application d'ouabaïne induit une perte spécifique des fibres à basse activité spontanée (AS<0,5 potentiel d'action/sec) comme observé au cours du vieillissement et après une surexposition sonore. La disparition de cette population de fibres est indétectable à l'aide du PAC car leur réponse unitaire est à la fois retardée et désynchronisée. Par contre, l'amplitude de la réponse soutenue du nerf se révèle être un bien meilleur indicateur de la perte des fibres à basse activité spontanée. Pour aller plus loin, nous avons mis au point une méthode qui permet d'observer l'activité synchrone et soutenue du nerf auditif dans une même réponse. Cette approche rend compte des trois mécanismes de fusion vésiculaire (libération rapide, lente et soutenue) de la première synapse auditive.Conclusion: L'analyse de la réponse soutenue du nerf auditif est une approche fiable pour déterminer le nombre et le phénotype fonctionnel des fibres qui composent le nerf auditif. Cette méthode, applicable à l'homme, devrait améliorer le dépistage des neuropathies, avec une meilleure différenciation des atteintes d'origine synaptique et/ou neuronale.Mots clés: Cochlée, nerf auditif, potentiel d'action composite, activité soutenue du nerf auditif, enregistrement unitaires, ouabaïne, neuropathie / Background: The synchronous activation of the auditory nerve fibers (ANFs), is commonly studied through the compound action potential (CAP), or the auditory brainstem responses (ABR), to probe deafness in experimental and clinical settings. Recent studies have shown that substantial ANF loss can coexist with normal hearing threshold, and even unchanged CAP amplitude, making the detection of auditory neuropathies difficult. In this study, we took advantage of the round window neural noise (RWNN) to probe ANF loss in a physiologically-relevant model of neuropathy.Material and methods: ANF loss was induced by the application of ouabain onto the round window niche. CAP and RWNN of the gerbil's cochlea were recorded through an electrode placed onto the round window niche, 6 days after the ouabain application. Afferent synapse counts and single-unit recordings were carried-out to determine the degree and the nature of ANF loss, respectively. Results: Application of a low ouabain-dose into the gerbil RW niche elicits a specific degeneration of low spontaneous rate (SR) fibers, as shown by single-unit recordings. Simultaneous recordings (CAP/single-unit) demonstrate that low-SR fibers have a weak contribution to the CAP amplitude because of their delayed and broad first spike latency distribution. However, the RWNN amplitude decreases with the degree of synaptic loss. The RWNN method is therefore more sensitive than CAP to detect low-SR fiber loss, most probably because it reflects the sustained discharge rate of ANFs. Based on these data, we proposed a far-field method (Peri-stimulus time response-PSTR) to assess the fast, slow, and sustain vesicular release at the first auditory synapse.Conclusion: The round window neural noise is a faithful proxy to probe the degree and the SR-based nature of fiber loss. This method could be translated into the clinic to probe hidden hearing loss and orient the practitioner toward synaptopathy and/or neuropathy.Key words: Cochlea, auditory nerve, compound action potential, round window neural noise, single fiber recording, ouabain-induced neuropathy

Le processus du traitement de la parole est latéralisé au niveau cortical. En effet la théorie de l’échantillonnage asymétrique suggère que le signal acoustique est segmenté sous forme d’unités discrètes, et ensuite traité par les deux cortex auditifs non primaires en utilisant des fenêtres d’intégrations respectivement adaptées aux traitements des modulations lentes et rapides du signal de la parole. L’objectif de cette thèse était d’étudier les concepts de cette théorie au moyen de deux approches (psychophysique et neurophysiologique), en s’intéressant à l’activation corticale dans les deux hémisphères en fonction de la nature du signal auditif présenté. Les résultats révèlent que les scores d’intelligibilité de ces stimuli sont plus importants quand les modulations rapides arrivent au cortex auditif gauche et les modulations lentes arrivent au cortex auditif droit. Les résultats de l’IRMf démontrent une interaction entre l’enveloppe des stimuli présentés et les rythmes corticaux. Les deux cortex auditifs présentaient des asymétries inter-hémisphériques en réponse à ces stimuli. En outre, l’activité neuronale augmente avec les performances. Dans l'ensemble, les résultats de nos études vont dans le sens des prédictions de la théorie d’échantillonnage asymétrique. Nous supposons que, l’application des effets de la théorie de la latéralisation auditive dans le traitement du signal auditif pourrait améliorer la perception de la parole chez les personnes sourdes profonds en développant les stratégies de codage des Implants cochléaire de manière à les alignées sur les propriétés corticales d’échantillonnages intrinsèques / Speech perception consists of a set of bilateral computations that take continuously varying acoustic waveforms as input and generate discrete representations. Hypothesis of ‘asymmetric sampling in time’, suggests that auditory functional asymmetries can be explained by differences in temporal sampling between the two auditory cortices. We suggest that asymmetry in auditory cortical oscillations could play a role in speech perception by fostering hemispheric triage of information across the two hemispheres. Due to this asymmetry, fast speech temporal modulations, could be best perceived by the left auditory cortex, while slower modulations would be better captured by the right one. The aim of this thesis was to study and to test the validity of the predictions of the AST theory by investigating psychophysical and neurophysiological approach. They focus on the cortical activation in both hemispheres according to the nature of the auditory signal presented to both ears. Our results show that when we provide a different part of the speech envelope to each ear, word recognition is facilitated when the temporal properties of speech match the rhythmic properties of auditory cortices. We further show that the interaction between speech envelope and auditory cortices rhythms translates in their level of neural activity (as measured with fMRI). In the left auditory cortex, the neural activity level related to stimulus/brain rhythm interaction predicts speech perception facilitation. This interaction impacts speech perception performance. We propose that this lateralization effect could have practical implications in the framework of bilateral cochlear implants

Depuis quelques années, des recherches décrivent des effets alarmants de l’exposition à des environnements acoustiques artificiels sur les propriétés fonctionnelles des neurones du système auditif. L’objectif de ce projet était de déterminer si une exposition à très long terme à une intensité sonore, qui n’est pas reconnue par les législations pour provoquer des pertes permanentes ou temporaires (80dB SLP 8h/jour), induisait ou pas des changements au niveau des audiogrammes et des propriétés fonctionnelles des neurones du cortex auditif primaire.Des rattes adultes (Sprague Dawley) ont été exposées entre 3 mois à 18 mois (selon les groupes) à un milieu acoustique mimant les environnements sonores quotidiens de la majorité de la population et dont les effets n’ont jamais été étudiés sur de telles durées. L’originalité de ce projet réside dans l’analyse des effets à tous les niveaux du système auditif depuis le niveau périphérique (ABRs) jusqu’au niveau central (électrophysiologie corticale) ainsi que les conséquences possibles au niveau comportemental. Une tâche d’apprentissage perceptif inédite a été mise au point afin d’évaluer les effets de l’exposition. Au cours du vieillissement, nos données montrent une baisse des performances comportementales, une atteinte progressive des seuils ABRs et des atteintes de certains paramètres des réponses neuronales comme (i) la latence, (ii) la durée, (iii) la détection de silence dans une vocalisation, (iv) le suivit d’une modulation d’amplitude, (v) la reproductibilité des réponses à une vocalisation. Le principal effet de l’exposition à un environnement bruité est l’apparition d’un TTS après 6 à 12 mois d’exposition (qui disparait complètement en 3 semaines), sans que cela ait, de façon très surprenante, la moindre conséquence notable sur les seuils ABRs, l’activité évoquée corticale, ou les performances de discrimination des animaux. Ces résultats nous incitent à la prudence sur la généralisation des conclusions à tirer des expositions à des environnements bruités artificiels. / Over the last few years, studies have described alarming effects of exposure to artificial acoustic environments on the functional properties of neurons in the auditory system. The aim of this project was to determine if long-lasting exposure at a sound intensity which is not recognized by the legislation to cause permanent or temporary hearing loss (80 dB SLP 8h/ day) induced, or not, changes in the audiograms and functional properties of neurons in theprimary auditory cortex. Adult female rats (Sprague Dawley) were exposed over 3 to 18 months (depending on the group) to an acoustic environment mimicking daily sound environments surrounding a large part of the population, and whose effects have never been studied on such durations. The originality of this project lies in analyzing the effects at alllevels of the auditory system from peripheral (via ABRs) to central levels (cortical electrophysiology) and also the possible consequences at the behavioral level. A new perceptual learning task has been developed to assess the effects of exposure. During aging, our data showed a decrease in behavioral performance, a gradual impairment of ABRs thresholds as well as an impairment in parameters of the neural responses such as (i) the response latency, (ii) response duration, (iii) the ability to detect silence in a vocalization (iv) or to follow an amplitude modulation, (v) the reproducibility of response to vocalization. The main effect of exposure to a noisy environment is the appearance of a Temporary Threshold Shift (TTS) after 6 to 12 months of exposure (which completely disappears in three weeks). Surprisingly, this long lasting TTS had apparently no e ffect on ABRs thresholds, the evokedcortical activity, or the animal’s discrimination performance. These results encourage us to be quite cautious in generalizing the conclusions to be drawn from exposures to artificial noisyenvironments.

Comment le cerveau intègre-t-il toutes les informations sensorielles qu'il reçoit en une perception cohérente de l'environnement ? Cette intrigante et importante question en neuroscience n’est pas élucidée et a inspiré ce travail de thèse. Plus précisément, mon objectif a été d’étudier les modifications cérébrales induites par l’apprentissage d’une association entre un son et une odeur. Inhabituelle chez l’homme, hormis dans l’alimentation, cette association est pourtant fréquente chez l’animal, pour la détection de prédateurs par exemple. Mais sons et odeurs permettent surtout d'étudier les mécanismes cérébraux nécessaires à l'association entre deux sens très différents : le système auditif traite l’information en temps réel tandis que le système olfactif est lent et rythmé par la respiration. Ce travail de thèse était centré autour de la question suivante : comment le cerveau traite-t-il les interactions multisensorielles audio-olfactives ? En enregistrant l’activité de potentiel de champs local de plusieurs structures cérébrales chez des rats en train d’apprendre cette association, nous avons pu mettre en évidence un potentiel rôle des oscillations neuronales béta (15-35 Hz), dans le traitement et la mise en mémoire des différentes informations sensorielles. Ces oscillations représenteraient un lien fonctionnel entre aires cérébrales distantes, permettant l’intégration et l’association d'informations de natures très différentes. / Multisensory interactions are constantly present in our everyday life and allow a unified representation of environment. Cross modal integration is often studied in multisensory associative brain regions, but recent findings suggest that most of the brain could be multisensory. But at this time, we still don’t know how the brain deals with information from different sensory systems. In this project, we want to understand whether the establishment of neuronal oscillations can functionally connect sensory regions and take part of the multisensory integration, and how this connection is built up by learning. For this, we examine changes in the cortical network involved in the acquisition of a multisensory association between a sound and an odor in rats through the analysis of the local field potentials’ oscillations The originality of the project is to sample a large network of brain structures including primary sensory cortex (primary auditory cortex, olfactory bulb) and multimodal areas towards which converge these two senses: the piriform and perirhinal cortices. We have developed a behavioral GO/NO GO test in which the rat must combine simultaneous auditory and olfactory informations to succeed. Data and brain signals obtained in this task suggest that the power of oscillations in beta frequency band within the olfactory areas and the coherences of oscillations between these areas are modified by the multisensory learning.