Le rôle du collicule inférieur dans les divers processus auditif demeure à ce jour méconnu chez l’humain. À l’aide d’évaluations comportementales et électrophysiologiques, le but des études consiste à examiner l’intégrité fonctionnelle du système nerveux auditif chez une personne ayant une lésion unilatérale du collicule inférieur. Les résultats de ces études suggèrent que le collicule inférieur n’est pas impliqué dans la détection de sons purs, la reconnaissance de la parole dans le silence et l’interaction binaurale. Cependant, ces données suggèrent que le collicule inférieur est impliqué dans la reconnaissance de mots dans le bruit présentés monauralement, la discrimination de la fréquence, la reconnaissance de la durée, la séparation binaurale, l’intégration binaurale, la localisation de sources sonores et, finalement, l’intégration multisensorielle de la parole. / The role of the inferior colliculus in human auditory processing is still poorly understood. We report the results obtained from a 12-year-old boy who suffered a very circumscribed lesion at the level of the right inferior colliculus without additional neurological damage. The child underwent an extensive battery of psychophysical and electrophysiological tests. Results revealed that tonal detection thresholds, speech recognition in the absence of competing auditory input and performance on binaural interaction tasks were unimpaired. However, the pattern of results suggests that auditory functions such as the recognition of low-redundancy speech presented monaurally, frequency discrimination, the recognition of tone-duration patterns, binaural separation, binaural integration, sound-source localization in space as well as mutlisensory integration depend on the integrity of the bilateral auditory pathways at the level of the inferior colliculus.

No description available.

Chaque année, le piratage mondial de la musique coûte plusieurs milliards de dollars en pertes économiques, pertes d’emplois et pertes de gains des travailleurs ainsi que la perte de millions de dollars en recettes fiscales. La plupart du piratage de la musique est dû à la croissance rapide et à la facilité des technologies actuelles pour la copie, le partage, la manipulation et la distribution de données musicales [Domingo, 2015], [Siwek, 2007]. Le tatouage des signaux sonores a été proposé pour protéger les droit des auteurs et pour permettre la localisation des instants où le signal sonore a été falsifié. Dans cette thèse, nous proposons d’utiliser la représentation parcimonieuse bio-inspirée par graphe de décharges (spikegramme), pour concevoir une nouvelle méthode permettant la localisation de la falsification dans les signaux sonores. Aussi, une nouvelle méthode de protection du droit d’auteur. Finalement, une nouvelle attaque perceptuelle, en utilisant le spikegramme, pour attaquer des systèmes de tatouage sonore. Nous proposons tout d’abord une technique de localisation des falsifications (‘tampering’) des signaux sonores. Pour cela nous combinons une méthode à spectre étendu modifié (‘modified spread spectrum’, MSS) avec une représentation parcimonieuse. Nous utilisons une technique de poursuite perceptive adaptée (perceptual marching pursuit, PMP [Hossein Najaf-Zadeh, 2008]) pour générer une représentation parcimonieuse (spikegramme) du signal sonore d’entrée qui est invariante au décalage temporel [E. C. Smith, 2006] et qui prend en compte les phénomènes de masquage tels qu’ils sont observés en audition. Un code d’authentification est inséré à l’intérieur des coefficients de la représentation en spikegramme. Puis ceux-ci sont combinés aux seuils de masquage. Le signal tatoué est resynthétisé à partir des coefficients modifiés, et le signal ainsi obtenu est transmis au décodeur. Au décodeur, pour identifier un segment falsifié du signal sonore, les codes d’authentification de tous les segments intacts sont analysés. Si les codes ne peuvent être détectés correctement, on sait qu’alors le segment aura été falsifié. Nous proposons de tatouer selon le principe à spectre étendu (appelé MSS) afin d’obtenir une grande capacité en nombre de bits de tatouage introduits. Dans les situations où il y a désynchronisation entre le codeur et le décodeur, notre méthode permet quand même de détecter des pièces falsifiées. Par rapport à l’état de l’art, notre approche a le taux d’erreur le plus bas pour ce qui est de détecter les pièces falsifiées. Nous avons utilisé le test de l’opinion moyenne (‘MOS’) pour mesurer la qualité des systèmes tatoués. Nous évaluons la méthode de tatouage semi-fragile par le taux d’erreur (nombre de bits erronés divisé par tous les bits soumis) suite à plusieurs attaques. Les résultats confirment la supériorité de notre approche pour la localisation des pièces falsifiées dans les signaux sonores tout en préservant la qualité des signaux. Ensuite nous proposons une nouvelle technique pour la protection des signaux sonores. Cette technique est basée sur la représentation par spikegrammes des signaux sonores et utilise deux dictionnaires (TDA pour Two-Dictionary Approach). Le spikegramme est utilisé pour coder le signal hôte en utilisant un dictionnaire de filtres gammatones. Pour le tatouage, nous utilisons deux dictionnaires différents qui sont sélectionnés en fonction du bit d’entrée à tatouer et du contenu du signal. Notre approche trouve les gammatones appropriés (appelés noyaux de tatouage) sur la base de la valeur du bit à tatouer, et incorpore les bits de tatouage dans la phase des gammatones du tatouage. De plus, il est montré que la TDA est libre d’erreur dans le cas d’aucune situation d’attaque. Il est démontré que la décorrélation des noyaux de tatouage permet la conception d’une méthode de tatouage sonore très robuste. Les expériences ont montré la meilleure robustesse pour la méthode proposée lorsque le signal tatoué est corrompu par une compression MP3 à 32 kbits par seconde avec une charge utile de 56.5 bps par rapport à plusieurs techniques récentes. De plus nous avons étudié la robustesse du tatouage lorsque les nouveaux codec USAC (Unified Audion and Speech Coding) à 24kbps sont utilisés. La charge utile est alors comprise entre 5 et 15 bps. Finalement, nous utilisons les spikegrammes pour proposer trois nouvelles méthodes d’attaques. Nous les comparons aux méthodes récentes d’attaques telles que 32 kbps MP3 et 24 kbps USAC. Ces attaques comprennent l’attaque par PMP, l’attaque par bruit inaudible et l’attaque de remplacement parcimonieuse. Dans le cas de l’attaque par PMP, le signal de tatouage est représenté et resynthétisé avec un spikegramme. Dans le cas de l’attaque par bruit inaudible, celui-ci est généré et ajouté aux coefficients du spikegramme. Dans le cas de l’attaque de remplacement parcimonieuse, dans chaque segment du signal, les caractéristiques spectro-temporelles du signal (les décharges temporelles ;‘time spikes’) se trouvent en utilisant le spikegramme et les spikes temporelles et similaires sont remplacés par une autre. Pour comparer l’efficacité des attaques proposées, nous les comparons au décodeur du tatouage à spectre étendu. Il est démontré que l’attaque par remplacement parcimonieux réduit la corrélation normalisée du décodeur de spectre étendu avec un plus grand facteur par rapport à la situation où le décodeur de spectre étendu est attaqué par la transformation MP3 (32 kbps) et 24 kbps USAC. / Abstract : Every year global music piracy is making billion dollars of economic, job, workers’ earnings losses and also million dollars loss in tax revenues. Most of the music piracy is because of rapid growth and easiness of current technologies for copying, sharing, manipulating and distributing musical data [Domingo, 2015], [Siwek, 2007]. Audio watermarking has been proposed as one approach for copyright protection and tamper localization of audio signals to prevent music piracy. In this thesis, we use the spikegram- which is a bio-inspired sparse representation- to propose a novel approach to design an audio tamper localization method as well as an audio copyright protection method and also a new perceptual attack against any audio watermarking system. First, we propose a tampering localization method for audio signal, based on a Modified Spread Spectrum (MSS) approach. Perceptual Matching Pursuit (PMP) is used to compute the spikegram (which is a sparse and time-shift invariant representation of audio signals) as well as 2-D masking thresholds. Then, an authentication code (which includes an Identity Number, ID) is inserted inside the sparse coefficients. For high quality watermarking, the watermark data are multiplied with masking thresholds. The time domain watermarked signal is re-synthesized from the modified coefficients and the signal is sent to the decoder. To localize a tampered segment of the audio signal, at the decoder, the ID’s associated to intact segments are detected correctly, while the ID associated to a tampered segment is mis-detected or not detected. To achieve high capacity, we propose a modified version of the improved spread spectrum watermarking called MSS (Modified Spread Spectrum). We performed a mean opinion test to measure the quality of the proposed watermarking system. Also, the bit error rates for the presented tamper localization method are computed under several attacks. In comparison to conventional methods, the proposed tamper localization method has the smallest number of mis-detected tampered frames, when only one frame is tampered. In addition, the mean opinion test experiments confirms that the proposed method preserves the high quality of input audio signals. Moreover, we introduce a new audio watermarking technique based on a kernel-based representation of audio signals. A perceptive sparse representation (spikegram) is combined with a dictionary of gammatone kernels to construct a robust representation of sounds. Compared to traditional phase embedding methods where the phase of signal’s Fourier coefficients are modified, in this method, the watermark bit stream is inserted by modifying the phase of gammatone kernels. Moreover, the watermark is automatically embedded only into kernels with high amplitudes where all masked (non-meaningful) gammatones have been already removed. Two embedding methods are proposed, one based on the watermark embedding into the sign of gammatones (one dictionary method) and another one based on watermark embedding into both sign and phase of gammatone kernels (two-dictionary method). The robustness of the proposed method is shown against 32 kbps MP3 with an embedding rate of 56.5 bps while the state of the art payload for 32 kbps MP3 robust iii iv watermarking is lower than 50.3 bps. Also, we showed that the proposed method is robust against unified speech and audio codec (24 kbps USAC, Linear predictive and Fourier domain modes) with an average payload of 5 − 15 bps. Moreover, it is shown that the proposed method is robust against a variety of signal processing transforms while preserving quality. Finally, three perceptual attacks are proposed in the perceptual sparse domain using spikegram. These attacks are called PMP, inaudible noise adding and the sparse replacement attacks. In PMP attack, the host signals are represented and re-synthesized with spikegram. In inaudible noise attack, the inaudible noise is generated and added to the spikegram coefficients. In sparse replacement attack, each specific frame of the spikegram representation - when possible - is replaced with a combination of similar frames located in other parts of the spikegram. It is shown than the PMP and inaudible noise attacks have roughly the same efficiency as the 32 kbps MP3 attack, while the replacement attack reduces the normalized correlation of the spread spectrum decoder with a greater factor than when attacking with 32 kbps MP3 or 24 kbps unified speech and audio coding (USAC).

Pour percevoir la parole, le cerveau humain utilise les informations sensorielles provenant non seulement de la modalité auditive mais également de la modalité visuelle. En effet, de précédentes recherches ont mis en évidence l’importance de la lecture labiale dans la perception de la parole, en montrant sa capacité à améliorer et à modifier celle-ci. C’est ce que l’on appelle l’intégration audio-visuelle de la parole. L’objectif de cette thèse de doctorat était d’étudier la possibilité de faire varier ce processus d’intégration en fonction de différentes variables. Ce travail s’inscrit ainsi au cœur d’un débat régnant depuis plusieurs années, celui opposant l’hypothèse d’une intégration audio-visuelle universelle à l’hypothèse d’une intégration dépendante du contexte. C’est dans ce cadre que nous avons réalisé les cinq études constituant cette thèse, chacune d’elles investiguant l’impact d’une variable bien précise sur l’intégration bimodale :la qualité du signal visuel, l’âge des participants, le fait de porter un implant cochléaire, l’âge au moment de l’implantation cochléaire et le fait d’avoir des troubles spécifiques du langage. <p>Le paradigme expérimental utilisé consistait toujours en une tâche d’identification de syllabes présentées dans trois modalités :auditive seule, visuelle seule et audio-visuelle (congruente et incongruente). Les cinq études avaient également comme point commun la présentation de stimuli visuels dont la qualité était réduite, visant à empêcher une lecture labiale de bonne qualité. Le but de chacune de ces études était non seulement d’examiner si les performances variaient en fonction des variables investiguées mais également de déterminer si les différences provenaient bien du processus d’intégration lui-même et non uniquement de différences au niveau de la perception unimodale. Pour cela, les scores des participants ont été comparés à des scores prédits sur base d’un modèle prenant en compte les variations individuelles des poids auditifs et visuels, le weighted fuzzy-logical model of perception.<p>L’ensemble des résultats, discuté dans la dernière partie de ce travail, fait pencher la balance en faveur de l’hypothèse d’une intégration dépendante du contexte. Nous proposons alors une nouvelle architecture de fusion bimodale, prenant en compte ces dernières données. Enfin, les implications sont aussi d’ordre pratique, suggérant la nécessité d’incorporer des évaluations et rééducations à la fois auditives et visuelles dans le cadre des programmes de revalidation de personnes âgées, dysphasiques ou avec implant cochléaire./During face-to-face conversation, perception of auditory speech is influenced by the visual speech cues contained in lip movements. Indeed, previous research has highlighted the ability of lip-reading to enhance and even modify speech perception. This phenomenon is known as audio-visual integration. The aim of this doctoral thesis is to study the possibility of modifying this audio-visual integration according to several variables. This work lies into the scope of an important debate between invariant versus subject-dependent audio-visual integration in speech processing. Each study of this dissertation investigates the impact of a specific variable on bimodal integration: the quality of the visual input, age of participants, the use of a cochlear implant, age at cochlear implantation and the presence of specific language impairments. <p>The paradigm used always consisted of a syllable identification task, where syllables were presented in three modalities: auditory only, visual only and audio-visual (congruent and incongruent). There was also a condition where the quality of the visual input was reduced, in order to prevent a lip-reading of good quality. The aim of each of the five studies was not only to examine whether performances were modified according to the variable under study but also to ascertain that differences were indeed issued from the integration process itself. Thereby, our results were analyzed in the framework of model predictive of audio-visual speech performance (weighted fuzzy-logical model of perception) in order to disentangle unisensory effects from audio-visual integration effects. <p>Taken together, our data suggest that speech integration is not automatic but rather depends on the context. We propose a new architecture of bimodal fusions, taking these considerations into account. Finally, there are also practical implications suggesting the need to incorporate not only auditory but also visual exercise in the rehabilitation programs of older adults and children with cochlear implants or with specific language impairements. <p> / Doctorat en Sciences Psychologiques et de l'éducation / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les aides auditives (AA) sont les principaux outils d’intervention de réadaptation recommandés aux personnes âgées ayant une perte auditive, car elles offrent un large éventail d’avantages. Cependant, beaucoup de personnes qui possèdent des AA ne les utilisent pas ou les sous-utilisent. La raison la plus récurrente exprimée par ces non-utilisateurs d’AA est la difficulté persistante à comprendre les conversations dans des environnements bruyants. Il n’est pas mentionné si ces personnes ont essayé de porter leurs AA pendant un certain temps avant de décider de ne plus les porter. Dans l’éventualité où elles auraient abandonné peu de temps après l’obtention de leurs AA, il est possible que ces individus n’aient pas bénéficié d’une adaptation optimale à l’environnement sonore, appelée acclimatation auditive. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’apport de l’expérience avec les AA sur l’acclimatation auditive. La première étude visait à déterminer, au moyen d'une revue systématique, si un effet d’acclimatation se produit après l’utilisation d’AA et, le cas échéant, à établir l’amplitude et l’évolution dans le temps de cet effet. Quatorze articles évaluant l’acclimatation via des mesures comportementales, d’auto-évaluation et électrophysiologiques répondaient aux critères d’inclusion et d’exclusion. Bien que leur qualité scientifique générale soit faible ou très faible, les résultats de la revue systématique appuient l’hypothèse qu’un effet d'acclimatation est présent, tel que documenté par les trois types de mesures. Pour la reconnaissance de la parole dans le bruit, l’amélioration varie entre 2 et 3 dB en termes de rapport signal sur bruit (RSB) sur une période minimale d'un mois. Cette étude met en évidence l'importance d’utiliser les AA après l’appareillage afin d’optimiser les bénéfices que celles-ci peuvent procurer. L’objectif du deuxième article était de rapporter les résultats d’une étude longitudinale pour déterminer si l’acclimatation aux AA des personnes âgées peut être évaluée par leurs performances à des tâches de reconnaissance de la parole dans le bruit ainsi que par des mesures d’effort auditif. Trente-deux nouveaux utilisateurs d’AA et 15 utilisateurs expérimentés ont été évalués sur une période de 38 semaines en utilisant un paradigme de double tâche. Pour les nouveaux utilisateurs, les résultats ont révélé une amélioration significative de 2 dB RSB sur un test de reconnaissance de la parole dans le bruit après quatre semaines d’utilisation des AA, et aucune diminution de l’effort auditif, tel que mesuré par le coût proportionnel de la double tâche et par le temps de réponse à la tâche secondaire. Chez les utilisateurs expérimentés, les résultats n’ont dévoilé aucune amélioration de leur performance de reconnaissance de la parole dans le bruit suite à l’utilisation des AA. En conclusion, les résultats confirment la présence d’un effet d’acclimatation tel qu’évalué par des mesures comportementales, d’auto-évaluation et électrophysiologiques suite à une utilisation régulière d’AA. Plus précisément, les nouveaux utilisateurs présentaient une amélioration cliniquement significative de 2 à 3 dB en termes de RSB après une utilisation régulière de leurs AA. Par conséquent, les nouveaux utilisateurs d’AA devraient être informés de cette possible amélioration au fil du temps, car cela pourrait les inciter à continuer de s’adapter à leurs AA plus longtemps avant de décider de les utiliser ou non. / Hearing aids (HAs) are the primary rehabilitation intervention recommended for older adults with hearing loss, as they provide a wide range of benefits. However, a large proportion of individuals who own HAs does not use or underuse them. The most recurring reason reported by non-HA users is their difficulty to understand conversations in noisy environments even when they use HAs. It is unclear if these individuals tried to use their HAs for an extended period of time before abandoning their use. If they gave up too soon after being fitted with their HAs they may not have benefited from an auditory adaptation to the new auditory stimulation, referred to as auditory acclimatization. The main objective of this thesis is to evaluate the contribution of HA experience on auditory acclimatization. The first study aimed to determine, by means of a systematic review, if an acclimatization effect occurs after HA use and if so, to establish the magnitude and time-course of this effect. Fourteen articles that assessed acclimatization through behavioural, self-reported and physiological outcomes met the inclusion and the exclusion criteria. Although their general scientific quality was low or very low, the results of systematic review support the existence of an acclimatization effect as calculated by all three types of outcome measures. For speechrecognition- in-noise performance, improvement ranged from 2 to 3 dB in signal-to-noise ratio (SNR) over a minimum period of 1-month. This study highlights the importance of using the HAs on a regular basis after being fitted with HAs. The goal of the second study was to conduct a longitudinal investigation in order to determine whether acclimatization to HAs by older adults can be assessed data obtained on a speech-recognition-in-noise task and by measures of listening effort. Thirty-two new HA users and 15 experienced HA users were tested over a 38-week period using a dual-task paradigm. For new HA users, the results showed a significant improvement of 2 dB SNR on a speech-recognitionin- noise task after 4 weeks of using the HAs post fitting. Based on the proportional dual-task cost data and by the response time measures recorded on the secondary task. No improvement of speech perception performance in noise was observed for the experienced HA users. 8 The general findings from this thesis support the presence of an acclimatization effect as measured by behavioural, self-reported and physiological measures following regular HA use. Specifically, new HA users show a clinically significant change of 2 and 3 dB SNR on speechrecognition- in noise tasks following their initial fitting. Therefore, new HA users should be informed of the possible improvement in speech recognition over time, as it could entice them to pursue the use of their HAs for a longer period of time before deciding to abandon them.

Les salles de classe sont des milieux bruyants auditivement et visuellement. Au Québec, le bruit auditif dans les écoles s’avère une problématique qui règne depuis des dizaines d’années et qui reste encore d’actualité aujourd’hui. Le bruit environnant peut impacter négativement le bien-être et les apprentissages des élèves et le bien-être des enseignant·es. D’autant plus, souvent, la source principale de bruit dans les écoles provient de la parole, un comportement qui peut être contrôlé. Les élèves et surtout les enseignant·es surchargent leur système vocal pour pouvoir faire passer leur message oral à travers le bruit auditif, augmentant leur niveau d’effort vocal. Dans les salles de classe, les distractions visuelles telles que les affiches murales contribuent à l’encombrement visuel, qui peut être considéré comme du « bruit visuel ». Celui-ci peut également impacter négativement le bien-être des élèves et leurs apprentissages. Considérant la nature multimodale, ou audiovisuelle, de la parole, nous nous questionnions sur l’influence de l’encombrement visuel sur la parole. Ce mémoire de maîtrise, composé de deux études, avait pour but de 1) étudier la perception subjective des élèves québécois de leur salle de classe en relation avec des données acoustiques objectives, et 2) étudier l’effet de l’encombrement visuel sur l’effort vocal en termes de paramètres acoustiques (SPL, f0 et CPP) et de perception auto-rapportée de locutrices. Les deux études se sont basées sur des méthodes mixtes, intégrant des méthodes quantitatives similaires (ex. : collecte de mesures objectives acoustiques, analyses acoustiques) et des méthodes qualitatives similaires (ex. : collecte de données subjectives perceptuelles, analyse inductive de questions ouvertes). Les analyses quantitatives et qualitatives des deux études révèlent que bien que les résultats relatifs aux données objectives (mesures acoustiques) n’étaient pas statistiquement significatifs, les résultats relatifs aux données subjectives (perception) l’étaient. Par exemple, dans la première étude, les niveaux d’appréciation du son des élèves (EAE) n’étaient pas tous corrélés avec les SPLs, et dans la deuxième étude, le niveau d’encombrement visuel n’était pas corrélé aux paramètres acoustiques de SPL, f0 et CPP. Ces résultats mettent en lumière l’importance de considérer et d’inclure des données subjectives et perceptuelles dans les études portant sur les paysages sonores éducatifs et sur l’effort vocal, car ce sont des expériences vécues par des humains. / Classrooms are acoustically and visually noisy environments. In Quebec, auditory noise in schools is a problem that has existed for decades and is still relevant today. Background noise can negatively impact the well-being and learning of students and the well-being of teachers. Moreover, the main source of noise in schools comes from speech, a behavior that can be controlled. Students and especially teachers put pressure on their vocal system to be able to convey their oral message through auditory noise, increasing their level of vocal effort. In classrooms, visual distractions such as wall posters can be considered as visual clutter, or visual noise, an element that can also negatively impact students’ well-being and learning. Considering the multimodal, or audiovisual, nature of speech, we question the influence of visual clutter on speech. This master's thesis, composed of two studies, aimed to 1) study the subjective perception of Quebec students of their classroom in relation to objective acoustic data, and 2) study the effect of visual clutter on vocal effort in terms of acoustic parameters (SPL, f0 and CPP) and self-reported perception of female speakers. Both studies were based on mixed methods, integrating similar quantitative methods (e.g., collection of objective acoustic measurements, acoustic analyses) and similar qualitative methods (e.g., collection of subjective perceptual data, inductive analysis of open-ended questions). Quantitative and qualitative analyses of the two studies reveal that although the results relating to the objective data (acoustic measurements) were not statistically significant, the results relating to the subjective data (perception) were. For example, in the first study, students' Evaluation of the Acoustic Environment (EAE) were not all correlated with measured SPLs, and in the second study, the level of visual clutter was not correlated with acoustic parameters of SPL, f0 and CPP. These findings highlight the importance of considering and including subjective and perceptual data in studies of educational soundscapes and vocal effort, as the human experience is subjective.

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est l’une des techniques les plus utilisées en neurosciences. Malheureusement, elle implique une exposition à des niveaux de bruit importants. Cette exposition peut entraîner des effets temporaires ou permanents sur l’audition, surtout lorsqu’elle est prolongée ou répétée. Plusieurs inconnus subsistent au sujet des risques pour l’audition de sujets subissant des examens en IRM à répétition. L’objectif de ce projet était de suivre six participants de recherche subissant des examens IRM hebdomadaires et d’évaluer sur une base régulière l’évolution de leur audition. L’audition des participants a été testée périodiquement sur une période d’un an et demi. Des valeurs de référence ont été récoltées pour chacun des tests avant le début de ce projet. Des séances de tests auditifs ont ensuite été planifiées immédiatement avant et après un scan ainsi qu’à la suite d’un délai variant entre deux et sept jours après un scan. Un article scientifique présentant les résultats les plus importants de ce projet a été rédigé. Il comporte les résultats à deux des tests administrés aux participants: l’audiométrie par tons purs et les émissions otoacoustiques par produit de distorsion. Aucun effet de l’exposition au bruit du scanneur n’a été révélé par ces tests. / Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most commonly used tools in neuroscience. However, it implies exposure to high noise levels. It is well known that exposure to noise can lead to temporary or permanent hearing damages, especially when the exposure is long or repeated. Little is known about the hearing risks of people undergoing several MRI examinations, especially in the context of prolonged longitudinal studies. The goal of this research project was to follow six research participants undergoing weekly MRI scan sessions and test the evolution of their auditory health on a regular basis. The participants’ hearing was tested periodically, over a period of a year-and-a-half. First, baseline values were acquired for each of the hearing tests before the beginning of this research project. Hearing tests were then scheduled immediately before/after a scan and with a delay between two and seven days after a scan. A scientific publication was written outlying the main results regarding two of the administered tests: pure-tone audiometry and distortion product otoacoustic emissions. No consistent impacts of the scanner noise exposure were found for those two tests.

Le gène SYNGAP1 code pour la protéine Synaptic Ras GTPase-Activating protein 1 et est essentiel pour le développement normal de la fonction synaptique et de la cognition. Les mutations dans le gène SYNGAP1 qui provoquent la perte d'une seule copie du gène (haplo-insuffisance) sont associées à un handicap intellectuel, comorbide avec un trouble du spectre autistique et l'épilepsie. Les individus présentant des mutations SYNGAP1 montrent un large éventail de caractéristiques phénotypiques telles que l'encéphalopathie épileptique, des déficits moteurs, des déficits sensoriels et d'autres anomalies comportementales et cognitives. De manière intéressante, les modèles de souris transgéniques Syngap1 haplo-insuffisantes reproduisent les déficits comportementaux et cognitifs observés chez les individus SYNGAP1. Plusieurs études se sont concentrées sur le rôle de Syngap1 dans les synapses glutamatergiques, révélant qu'il est un régulateur négatif de Ras, impliqué dans le trafic des récepteurs AMPA au niveau de la membrane postsynaptique des neurones excitateurs. Syngap1 est fortement impliqué dans la maturation des épines dendritiques et dans la régulation de la plasticité synaptique et de l'homéostasie neuronale. Toutefois, le rôle de Syngap1 dans les neurones GABAergiques est moins bien exploré. Les interneurones GABAergiques forment une population hétérogène, les sous-types dominants étant les interneurones exprimant la Parvalbumine (PV) et la Somatostatine (SST) dérivés de l'éminence ganglionnaire médiane (MGE). Des études récentes ont révélé le rôle multifacette de Syngap1 dans les interneurones GABAergiques, notamment son implication dans la migration des interneurones, le branchement axonal des cellules PV et la régulation des synapses inhibitrices sur les somas postsynaptiques. Cependant, si et comment Syngap1 affecte les types cellulaires spécifiques d’interneurones dérivés de MGE tels que les interneurones PV et/ou SST n’est pas connu, et cela est exploré dans ma thèse. De plus, nous avons exploré si et comment l'haplo-insuffisance de Syngap1 induite pré- ou post-natalement spécifiquement dans les sous-types d'interneurones PV et SST contribue aux modalités comportementales, cognitives et sensorielles chez les souris adultes. Des stratégies génétiques ont été utilisées pour induire l'haplo-insuffisance de Syngap1, 1. pré-natalement dans les cellules PV et SST en utilisant la lignée de souris Nkx2.1_Cre, 2. pré-natalement dans les cellules SST en utilisant la ligne de souris SST_Cre et 3. post-natalement dans les cellules PV en utilisant la lignée de souris PV_Cre. Nous avons constaté que la réduction de Syngap1 pré-natalement dans les cellules PV et SST (en utilisant le promoteur Nkx2.1 pour cibler les interneurones dérivés de MGE) influence le traitement sensoriel auditif, en augmentant notamment les oscillations gamma de base, en affectant l'entraînement auditif et en échouant à s'habituer aux sons répétitifs. De plus, ces souris présentent des déficits de comportement social et une flexibilité cognitive altérée dans le comportement d'extinction de la peur. De telles altérations du traitement sensoriel, ainsi que des déficits comportementaux et cognitifs, n'ont pas été observés observés lorsque Syngap1 a été supprimé dans les cellules SST prénatales (en utilisant le promoteur SST). La suppression postnatale de Syngap1 dans les cellules PV montre quant à elle une habituation auditive accrue. Cependant, ces souris transgéniques ne présentent aucun déficit de comportement social ou d'extinction de la peur. Ces résultats suggèrent que les cellules PV pré- et/ou péri-natales sont particulièrement vulnérables à l'haplo-insuffisance de Syngap1 pendant une fenêtre temporelle sensible précoce lors du développement cérébral chez la souris. Alors que des modèles de souris conditionnelles spécifiques aident à comprendre la fonction biologique fondamentale de Syngap1, ils n'englobent pas la complexité du trouble génétique causé par SYNGAP1-ID. Nous avons donc étendu notre étude pour comprendre si les cellules PV sont altérées dans un modèle murin d'haplo-insuffisance germinale de Syngap1. En raison de leur innervation unique du soma et des dendrites proximales de leurs cibles postsynaptiques, les cellules PV influencent fortement l'activité du réseau et sont impliquées dans des fonctions cognitives supérieures telles que l'attention sélective, la mémoire de travail et la flexibilité cognitive, en particulier dans le cortex préfrontal (PFC). Nous avons étudié la connectivité synaptique des cellules PV et avons constaté qu'elles reçoivent des entrées excitatrices réduites dans les cortex préfrontal et auditif adultes. En parallèle, nous avons montré une connectivité réduite des cellules PV sur les cellules excitatrices avec moins de recrutement dans le PFC des souris adultes. Les souris transgéniques germinales présentent également des déficits de flexibilité cognitive (comme dans le comportement d'extinction de la peur) et dans l'apprentissage de la peur contextuelle. Ces résultats suggèrent un déséquilibre global entre l'excitation et l'inhibition dû à des altérations dans la connectivité des cellules PV. Nos études explorent donc le rôle de Syngap1 dans des lignées transgéniques haplo-insuffisantes conditionnelles et germinales en se concentrant sur des types cellulaires GABAergiques distincts (cellules PV et/ou SST), et montrent que les déficits des cellules PV, pendant une fenêtre de développement précoce, sont un facteur prédominant contribuant à la physiopathologie sous-jacente des mutations de Syngap1. Une meilleure compréhension du rôle de Syngap1 dans différents types cellulaires et stades de développement aidera à concevoir des stratégies d'intervention thérapeutique optimales. / SYNGAP1 gene encodes for the Synaptic Ras GTPase-Activating protein 1, and is critical for the normal development of synaptic function and cognition. Mutations in SYNGAP1 gene that cause loss of single copy of the gene (haploinsufficiency) are associated with intellectual disability, comorbid with autism spectrum disorder and epilepsy. Individuals with SYNGAP1 mutations show a broad spectrum of phenotypic features such as epileptic encephalopathy, motor deficits, sensory deficits and other behavioral and cognitive abnormalities. Interestingly, transgenic Syngap1 haploinsufficient mouse models phenocopy the behavioral and cognitive deficits as in SYNGAP1 individuals. Several studies have focused on the role of Syngap1 in glutamatergic synapses and revealed it to be a negative regulator of Ras, involved in the trafficking of AMPA receptors at the postsynaptic membrane of excitatory neurons. Syngap1 is strongly implicated in dendritic spine maturation and in regulating synaptic plasticity and neuronal homeostasis. The role of Syngap1 in GABAergic neurons however is less well explored. GABAergic interneurons form a heterogenous population, the dominant subtypes being the Parvalbumin (PV) and Somatostatin (SST) expressing interneurons derived from Medial Ganglionic Eminence (MGE). Recent studies have divulged the multi-faceted role of Syngap1 in GABAergic interneurons such as its involvement with interneuron migration, PV cell axonal branching, and regulation of inhibitory synapses onto postsynaptic somata. However, whether and how Syngap1 affects specific MGE-derived interneuron cell types such as PV and/or SST interneurons is unknown and explored in my thesis. Further, we explored whether and how Syngap1 haploinsufficiency induced either pre- or postnatally specifically in PV and SST interneuron subtypes, contributes to behavioral, cognitive and sensory related modalities in adult mice. Genetic strategies were used to induce Syngap1 haploinsufficiency, 1. prenatally in PV and SST cells using the Nkx2.1_Cre driver line, 2. prenatally in SST cells using SST_Cre driver line and 3. postnatally in PV cells using the PV_Cre driver line. We found that reduction of Syngap1 prenatally in both PV and SST cells (using the Nkx2.1 promoter to target MGE-derived interneurons) influences auditory sensory processing, in particular increasing the baseline gamma oscillations, affecting auditory entrainment and failing to habituate to repetitive sounds. In addition, these mice show deficits in social behavior and impaired cognitive flexibility in fear extinction behavior. Such sensory processing alterations, as well as behavioral and cognitive deficits were not observed when Syngap1 was deleted in prenatal SST cells (using the SST promoter). Postnatal deletion of Syngap1 in PV cells in turn showed increased auditory habituation, however these transgenic mice show no deficits in either social or fear extinction behavior. These results suggest that pre- and/or perinatal PV cells are particularly vulnerable to Syngap1 haploinsufficiency at an early sensitive time window during mouse brain development. While specific conditional mouse models help in understanding the fundamental biological function of the Syngap1, they do not encompass the complexity of the genetic disorder caused in SYNGAP1-ID. We therefore extended our study to understand whether PV cells are altered in a mouse model of germline Syngap1 haploinsufficiency. Due to their unique innervation of the soma and proximal dendrites of their postsynaptic targets, PV cells strongly influence network activity and are involved in higher cognitive functions such as selective attention, working memory and cognitive flexibility particularly in the prefrontal cortex (PFC). We investigated PV cell synaptic connectivity and found that they receive reduced excitatory inputs in the adult prefrontal and auditory cortex. In parallel, we showed reduced PV connectivity onto excitatory cells with less recruitment in the PFC of adult mice. The germline transgenic mice also showed deficits in cognitive flexibility (such as in fear extinction behavior) and cued contextual fear conditioning. These results suggest an overall E/I imbalance due to alterations in PV cell connectivity. Our studies therefore explore the role of Syngap1 in both conditional and germline haploinsufficient transgenic lines focusing on distinct GABAergic cell types (PV and/or SST cells), and shows that PV cell deficits, during an early developmental window, is a predominant contributing factor to the pathophysiology underlying Syngap1 mutations. A better understanding of the role of Syngap1 in different cell types and developmental stages will help in designing optimal therapeutic intervention strategies.

Le vieillissement dit "naturel", affecte physiologiquement les structures auditives périphériques; il en va de même du collicule supérieur (CS) lors du traitement des signaux auditifs et visuels. Chez le rat âgé, la sensibilité auditive périphérique diminue et l’extraction des attributs des signaux auditifs est modifiée, et ce, dès les noyaux cochléaires (premiers relais centraux de la voie auditive ascendante). De plus, les propriétés spectrales, temporelles et directionnelles des neurones auditifs du CS sont altérées lors du vieillissement. Ceci se manifeste aussi au niveau de l’organisation topographique de la sensibilité à la direction qui est abolie au sein des couches profondes du CS. Dans la même optique, l’extraction des attributs des fréquences spatiales concentriques mobiles (en présence ou en absence d’objet sonore modulé en amplitude) est altérée aussi au niveau des neurones audiovisuels du CS lors du vieillissement. En effet, au niveau spatial, chez l’animal âgé, la présence de déficits visuels est particulièrement marquée par une diminution de la sensibilité aux stimuli visuels et audiovisuels mobiles et rapides lors du déplacement de l’organisme dans son environnement. Compte tenu de l’ampleur des changements qui s’installent avec le vieillissement au niveau des structures périphériques et centrales, inévitablement, les mécanismes nerveux de la plasticité audiovisuelle de bas niveau, i.e. au niveau des neurones du CS, sont perturbés. En outre, chez l’animal âgé, le gain audiovisuel induit par l’activité des neurones du CS ne produit pas d’amélioration notable par rapport à la modalité unisensorielle. Dans l’ensemble, ces résultats montrent que le vieillissement perturbe l’activité neuronale du CS permettant de détecter les informations sensorielles pertinentes dans un environnement audiovisuel complexe. / Age-related physiological changes affect the peripheral auditory structures; this also applies to the superior colliculus (SC) auditory and visual processes. In aged rats, the peripheral hearing sensitivity decreases and at more central regions, particularly the first central node, in the ascending auditory projections, auditory processing of sounds is altered. Furthermore, at the level of the SC, spectral, temporal and directional properties of auditory neurons are also altered during aging. In addition, no systematic directional spatial arrangement is encountered among the neurons of aged rats, implying that the topographical organization of the auditory directional map is abolished in the deep layers of the SC. Moreover, in a condition where SC visual neurons are stimulated with looming concentric sinusoidal gratings (in the presence or in the absence of modulated audio signals), visual deficits in aged animals are particularly marked by a decrease in sensitivity to fast moving visual and audiovisual stimuli during self-motion. Given the links of age-related changes in the peripheral and in the central structures, inevitably, the mechanisms underlying the neuronal audiovisual plasticity, in the low-level (SC), are somehow disrupted. Specifically, in aged animals, the presence of the auditory stimulus when coupled with the visual signal did not enhance the response activity of the visual neurons. This seems to suggest that the mechanism that may serve to amplify the visual signal under weak or ambiguous and noisy conditions thus improving greater behavioral relevance of detecting rapidly approaching visual and audiovisual moving objects during self-motion is altered with aging. Overall, these results show that aging disrupts the SC neuronal activity that enables detection of relevant sensory information in a complex audiovisual environment.

L'accessibilité des musées hongrois aux personnes en situation de handicap, entendue au sens large, c'est-à-dire l'accessibilité du cadre bâti, l'accès à l'information, à la communication, l'accès à l'offre culturelle et aux pratiques artistiques, constitue aujourd'hui non seulement une obligation légale mais surtout une opportunité d'élargissement des publics. Grâce à une politique volontariste d'accueil des publics en situation de handicap dans les musées et à une adaptation spécifique du cadre bâti, des supports d'informations et de communication, des prestations et animations culturelles ou encore des outils et supports pédagogiques grâce aux innovations technologiques en perpétuelle innovation, il est possible de prendre en compte tous les types de visiteurs en situation de handicap dans les musées et de leur faire bénéficier de services et d'offres adaptés à leurs attentes et à leurs besoins. Pour autant, dans la pratique, la réalité sur le terrain hongrois n'est pas toujours si évidente, les rapports entre les personnes en situation de handicap et les musées hongrois étant un fait relativement récent. Pour aborder ce sujet, trois musées nationaux de Budapest ont été choisis par rapport à leurs critères particuliers en tant qu'études de cas afin d'analyser la situation de l'accessibilité et de mettre en place dans ces musées des projets de mise en accessibilité pour l'accueil des publics en situation de handicap. Les conclusions issues de la mise en place de ces divers projets développés dans ces trois musées permettent de dresser des recommandations, des préconisations et des pistes d'actions destinées plus particulièrement aux professionnels des musées. / The accessibility of the Hungarian museums for people with disabilities - i.e. in a broader sense accessibility of the building, access to information and communication and access to cultural and artistic practices - represents today not only a legal obligation but actually a substantial contribution to the enlargement of the public. Thanks to the voluntarist politics in the museums regarding services of handicapped people, thanks to the special adjustment of the buildings, to the information and communication appliences, to the cultural services and even to the pedagogical means and methods in a constant technological development and innovation, it is possible to take into consideration all types of visitors with disabilities and to provide them with services adjusted to their expectations and needs. Nevertheless in practice this is not always so obvious in Hungary, the dialogue between handicapped people and the Hungarian museums started just recently. In order to investigate this subject matter, three national museums have been selected in Budapest to be examined in a case study. The aim was to see and analyse their conditions of accessibility and implement the projects related to accesibility and to the actions how to welcome a public with disabilities. The conclusions drawn from the different projects developped in these three museums make it possible to set up recommendations and suggestions and to propose action plans particularly to the professionals working in the museums.