Thèse (M.Ps.)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 39-45. Publié aussi en version électronique.

Doctorat en sciences psychologiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse porte sur l'étude des liens entre des mesures électro-physiologiques du système auditif de la cochlée au tronc cérébral, les réglages et les performances auditives d'adultes utilisateurs d'implants cochleaires (IC) MED-EL ®.La majeure partie des travaux s'est intéressée aux ECAP (Electrically-evoked compound action potentials) traduisant l'activité synchrone des neurones auditifs cochléaires en réponse à la stimulation délivrée par l'IC. Ceux-ci ont été enregistrés soit lors de l'implantation, soit chez des utilisateurs expérimentés afin d'évaluer leur intérêt comme prédicteurs des niveaux de perceptions. Nos travaux montrent que malgré de grandes variations interindividuelles, les ECAP sont liés aux niveaux de perception. Cette relation ne permet cependant pas encore une prédiction suffisamment précise des niveaux de perception implémentés dans les réglages. Les IC MED-EL ® présentent la particularité de présenter les données d'impédance brutes sous forme de matrice de voltage pouvant servir à estimer la diffusion du courant autour de chaque électrode, au niveau de l'interface bioélectrique. Une partie des travaux a cherché à évaluer les relations entre diffusion du courant et compréhension de la parole. Les résultats indiquent que la compréhension de la parole ne semble pas liée à cette mesure de diffusion du courant intra-cochléaire.La dernière partie de cette thèse a évalué les relations entre une mesure électro-physiologique de l'intégration binaurale (BIC pour Binaural Interaction Component) et performances binaurales chez des sujets dont l'audition est entièrement médiée par l'IC. Cette étude suggère que les sujets présentant des BIC identifiables semblent tirer un meilleur profit de la binauralité / This thesis investigates the links between electro-physiological responses of the cochlea and the brainstem, the psychoacoustic levels used for CI fitting and the hearing performances of MED-EL® cochlear implant (CI) adult users.The main part focused on the electrically evoked compound action potentials (ECAP), which reflect the synchronous activity of cochlear auditory neurons in response to the electrical stimulation delivered by CI. These were recorded either during implantation surgery or in experienced users to evaluate their usefulness as predictors of the hearing levels. Our work shows that despite broad variations between users, ECAPs can be related to perception levels. This relationship does not allow yet an accurate enough prediction of the perception levels used to program the CI.In MED-EL® CIs impedances raw data are displayed in voltage matrices and can be used to estimate the spread of current around each electrode, at the bioelectric interface level. In a second part, we aimed to evaluate the relationshipss between the current spread and speech recognition. The results indicate that speech understanding does not seem to be related to this measurement of intra-cochlear current diffusion.The last part of this thesis evaluated the relationship between an electro-physiological measurement of binaural interaction (BIC) and binaural hearing performances in subjects using two CI. Our results suggest that subjects with identifiable BICs appear to have better localization scores and make a better benefit from the binaurality as they have to understand speech in noisy environment

Ce travail de thèse vise à proposer un modèle pouvant prédire l’intelligibilité d’une voix cible masquée par des sources concurrentes dans les salles. Un modèle a déjà été développé par Lavandier et Culling (2010) et est capable de prédire l’intelligibilité d’une cible en champ proche perturbée par plusieurs sources de bruit. Le travail présenté ici traite des nouvelles implémentations et expérimentations nécessaires pour étendre le modèle au cas de cibles distantes et au cas de voix concurrentes, qui présentent des propriétés acoustiques différentes des bruits stationnaires (fluctuation d’enveloppe, fréquence fondamentale, modulations de fréquence fondamentale). L’effet nuisible de la réverbération sur la parole cible a été implémenté avec succès. Cette nouvelle version du modèle permet une interprétation unifiée de plusieurs effetsperceptifs observés dans la littérature mais il présente une dépendance de la salle, ce qui limite son aspect prédictif. Des travaux expérimentaux ont été menés pour déterminer comment le modèle pourrait prendre en compte le cas de sources cibles et masquantes avec des spectres différents ainsi que le cas où plusieurs mécanismes auditifs opèrent simultanément (ségrégation par F0, démasquage spatialet écoute dans les creux de modulation). / This PhD work aims to propose a model predicting the perceived intelligibility of a target speech masked by competing sources in rooms. An existing model developed by Lavandier and Culling (2010) is already able to predict speech intelligibility of a near-field target in the presence of multiple noise sources. The present work deals with new implementations and experimental work needed to extend the model tothe case of a distant target and to the case of masking voices, which present different acoustical properties than noises (envelope fluctuations, fundamental frequency, modulations of fundamental frequency). The detrimental effect of reverberation on the target speech has been successfully implemented. This new version of the model provides a unified interpretation of several perceptual effects previously observed in the literature but it presents a room dependency which limits its predictive power. Experimental work has been conducted to determine how the model could account for sources presenting different spectra, and to account for several auditory mechanisms operating simultaneously (F0 segregation, spatial unmasking and temporal dip listening).

Les études de bioacoustique animale, qui reposent traditionnellement sur des modèles primates non humains et oiseaux chanteurs, convergent vers l'idée que la vie sociale serait la principale force motrice de l'évolution de la complexité de la communication. La comparaison avec les cétacés est également particulièrement intéressante d'un point de vue évolutif. Ce sont des mammifères qui forment des liens sociaux complexes, ont des capacités de plasticité acoustique, mais qui ont dû s'adapter à la vie marine, faisant de l'habitat une autre force de sélection déterminante. Leur habitat naturel impose des contraintes sur la production sonore, l'utilisation et la perception des signaux acoustiques, mais, de la même manière, limite les observations éthologiques. Etudier les cétacés captifs devient alors une source importante de connaissances sur ces animaux. Au-delà de l'analyse des structures acoustiques, l'étude des contextes sociaux dans lesquels les différentes vocalisations sont utilisées est essentielle à la compréhension de la communication vocale. Par rapport aux primates et aux oiseaux, la fonction sociale des signaux acoustiques des dauphins reste largement méconnue. En outre, les adaptations morpho-anatomiques de l’appareil vocal et auditif des cétacés à une vie sous-marine sont uniques dans le règne animal. Leur capacité à percevoir les sons produits dans l'air reste controversée en raison du manque de démonstrations expérimentales. Les objectifs de cette thèse étaient, d'une part, d'explorer l'utilisation contextuelle spontanée des signaux acoustiques dans un groupe captif de dauphins et, d'autre part, de tester expérimentalement les capacités à percevoir les sons sous l’eau comme dans l’air. Notre première étude observationnelle décrit la vie quotidienne de dauphins en captivité et montre que les signaux vocaux reflètent, à grande échelle, la répartition temporelle des activités sociales et non sociales dans un établissement sous contrôle humain. Notre deuxième étude met l'accent sur le contexte d’émission des trois principales catégories acoustiques précédemment identifiées dans le répertoire vocal des dauphins, à savoir les sifflements, les sons pulsés et les séries de clics. Nous avons trouvé des associations préférentielles entre chaque catégorie vocale et certains types d'interactions sociales ainsi que des combinaisons sonores non aléatoires et également dépendantes du contexte. Notre troisième étude a testé expérimentalement, dans des conditions standardisées, la réponse des dauphins à des « labels » acoustiques individuels donnés par l’homme et diffusés dans l’eau et dans l’air. Nous avons constaté que les dauphins peuvent reconnaître et réagir uniquement à leur propre « label » sonore, même lorsqu'il est diffusé dans l’air. En plus de confirmer l'audition aérienne, ces résultats soutiennent l’idée que les dauphins possèdent une notion d'identité. Dans l'ensemble, les résultats obtenus au cours de cette thèse suggèrent que certains signaux sociaux dans le répertoire des dauphins peuvent être utilisés pour communiquer des informations spécifiques sur les contextes comportementaux des individus impliqués et que les individus sont capables de généraliser leur concept d'identité à des signaux générés par l'homme. / Studies on animal bioacoustics, traditionally relying on non-human primate and songbird models, converge towards the idea that social life appears as the main driving force behind the evolution of complex communication. Comparisons with cetaceans is also particularly interesting from an evolutionary point of view. They are indeed mammals forming complex social bonds, with abilities in acoustic plasticity, but that had to adapt to marine life, making habitat another determining selection force. Their natural habitat constrains sound production, usage and perception but, in the same way, constrains ethological observations making studies of captive cetaceans an important source of knowledge on these animals. Beyond the analysis of acoustic structures, the study of the social contexts in which the different vocalizations are used is essential to the understanding of vocal communication. Compared to primates and birds, the social function of dolphins’ acoustic signals remains largely misunderstood. Moreover, the way cetaceans’ vocal apparatus and auditory system adapted morphoanatomically to an underwater life is unique in the animal kingdom. But their ability to perceive sounds produced in the air remains controversial due to the lack of experimental demonstrations. The objectives of this thesis were, on the one hand, to explore the spontaneous contextual usage of acoustic signals in a captive group of bottlenose dolphins and, on the other hand, to test experimentally underwater and aerial abilities in auditory perception. Our first observational study describes the daily life of our dolphins in captivity, and shows that vocal signalling reflects, at a large scale, the temporal distribution of social and non-social activities in a facility under human control. Our second observational study focuses on the immediate context of emission of the three main acoustic categories previously identified in the dolphins’ vocal repertoire, i.e. whistles, burst-pulses and click trains. We found preferential associations between each vocal category and specific types of social interactions and identified context-dependent patterns of sound combinations. Our third study experimentally tested, under standardized conditions, the response of dolphins to human-made individual sound labels broadcast under and above water. We found that dolphins were able to recognize and to react only to their own label, even when broadcast in the air. Apart from confirming aerial hearing, these findings go in line with studies supporting that dolphins possess a concept of identity. Overall, the results obtained during this thesis suggest that some social signals in the dolphin repertoire can be used to communicate specific information about the behavioural contexts of the individuals involved and that individuals are able to generalize their concept of identity for human-generated signals.

Plusieurs auteurs ont suggéré que les mécanismes de l'identification absolue(IA) reposent sur l'utilisation de points de comparaison appelés points d'ancrage.Cette recherche comporte deux expériences et vise à déterminer certaines conditions expérimentales influençant la position de ces points d'ancrage dans l'espace psychologique. La première expérience porte sur l'IA de tonalités visuelles (couleurs) et la seconde porte sur l'IA d'intensités sonores. Chaque expérience comporte deux conditions. Dans la première condition, l'ensemble stimulus forme un continuum ininterrompu. Dans la deuxième condition,l'ensemble stimulus présente une coupure ou discontinuité au centre du continuum. Le temps de réponse et la probabilité de réponse correcte sont utilisés comme indicateurs de performance. Les résultats obtenus montrent que des points d'ancrage peuvent se former à proximité des discontinuités de l'ensemble stimulus. De plus, nous observons que les manipulations expérimentales ont une influence différente pour les modalités visuelles et auditives.

Le but de la présente thèse était de consolider les assises empiriques d'un postulat fondamental de la plupart des modèles psychophysiques de chronométrie, selon lequel il existe une horloge interne "centrale", commune à la vision et à l'audition. La loi de Weber généralisée fournit un cadre empirique pertinent à la vérification de ce postulat, en permettant de dissocier deux sources additives de variance dans la représentation mentale de la durée physique d'intervalles temporels. Nous avons estimé les paramètres de la loi de Weber généralisée dans le cadre d'une tâche de temps de réaction à l'arrêt. Nos résultats suggèrent que des intervalles temporels délimités par deux sons brefs ou deux éclairs lumineux sont chronométrés par un mécanisme commun, appuyant le postulat d'horloge "centrale". Cependant, nous n'avons pu obtenir d'estimés psychophysiques pour un intervalle bimodal délimité par un son bref et un éclair lumineux. En effet, nos résultats indiquent que l'utilisation de tels intervalles dans un contexte séquentiel favorise l'émergence d'une propriété fonctionnelle de l'horloge interne permettant la chronométrie "parallèle" d'intervalles auditifs et visuels.

Le but de la présente recherche est d'étudier l'influence de la séparation spatiale entre des marqueurs auditifs statiques sur la discrimination de la durée. Dans ce contexte, une surestimation de cette dernière en fonction de l'augmentation de la distance entre les marqueurs des intervalles temporels est fréquemment observée. Il s'agit de l'effet kappa. Bien que démontré en modalité tactile et visuelle, aucune étude ne le met clairement en évidence avec une méthode expérimentale équivalente pour l'audition. Afin de préciser son implication et de tenter d'établir les limites temporelles et spatiales de sa manifestation pour cette modalité, dix participants doivent comparer deux intervalles temporels vides délimités par trois stimuli auditifs statiques séparés par une distance variant, en ratios, de 1:1:1 à 1:1:2 (1 = 0,90 m et 2 = 1,80 m). Ce type de tâche correspond à la méthode des stimuli constants. Les standards utilisés sont de 160 ms et de 320 ms. Généralement, les résultats obtenus indiquent qu'il n'y a pas d'effet kappa avec les paramètres utilisés. Au contraire, une tendance à percevoir les intervalles temporels comme étant plus courts lorsqu'ils sont délimités par des marqueurs séparés par une plus grande distance est observée.

La présentation successive de deux cibles (Cl et C2) dans une séquence rapide de stimuli se traduit souvent par un déficit dans l'identification de C2, un phénomène connu sous le nom de clignement attentionnel (CA; attentional blink). Alors que le phénomène est très étudié en vision, ses caractéristiques fonctionnelles sont encore méconnues en audition. La présente thèse cherche à combler cette lacune en investiguant le rôle du masquage des cibles dans le CA auditif, un facteur déterminant dans l'apparition du CA visuel. À l'aide de séquences de stimuli auditifs non verbaux, un premier chapitre empirique montre que, comme en modalité visuelle, la présentation d'au moins un item après C2 est nécessaire à l'obtention du CA en modalité auditive (Expériences 1 et 2) et que la magnitude du déficit est modulée par la distance temporelle séparant C2 de son masque (Expérience 3). Dans le deuxième chapitre empirique, l'incidence du masque de Cl et de C2 est comparée entre les modalités auditive et visuelle à l'aide de séquences de nature verbale composées uniquement des cibles et de leur masque respectif. En audition comme en vision, la présence du masque de C2 garantit l'observation du CA. Toutefois, alors que le masquage de Cl affecte toujours l'ampleur du CA visuel, son incidence en modalité auditive varie en fonction des caractéristiques des cibles. En effet, la présence du masque de Cl ne produit aucun effet sur le CA auditif lorsque les cibles sont discriminées par leur finale (Expérience 4), mais elle influence l'expression du déficit si les cibles se distinguent par leur début (Expérience 5). Les résultats de la thèse révèlent des similitudes mais également des différences entre l'audition et la vision sur le rôle de l'interférence dans le déploiement temporel de l'attention. Un modèle d'interférence multiple est proposé, dans lequel le traitement séquentiel de l'information est d'abord soumis à des limites spécifiques à chaque système sensoriel puis à un entonnoir central de nature amodale. / When two masked targets (Tl and T2) are presented in rapid succession, processing of Tl produces an attentional blink (AB), that is, a transient impairment of T2 identification. The AB has been researched extensively in the visual domain, but there is much less work in the auditory domain and it remains to be seen whether constructs developed to account for the visual AB are applicable to the auditory AB. The purpose of the current thesis is to examine the contribution of masking to the AB in the auditory modality, a key feature of the visual AB phenomenon. A first series of experiments using rapid sequences of non verbal auditory stimuli showed that masking T2 is a prerequisite for the AB to take place in audition (Experiments 1 and 2), and the magnitude of the deficit can be modulated by manipulating the temporal interval separating T2 from its mask (Experiment 3), replicating findings from the visual AB literature. A second series was designed to compare the relative impact of masking Tl and T2 between vision and audition. Within a rapidly presented sequence, each of the two verbal targets, discriminated by their offset (Experiment 4) or their onset (Experiment 5), could be followed by either a single item, acting as a mask, or a blank gap. In both vision and audition, the presence of the T2 mask guaranteed the occurrence of the AB. However, whereas masking of Tl affected the expression of the visual AB in both experiments, the same effect was observed in the auditory modality only when the targets varied at the onset. The present thesis revealed similarities as well as discrepancies between vision and audition with regards to the contribution of perceptual interference to the deployment of attention in time. These findings suggest that the temporal processing of visual and auditory information is restricted by similar attentional limitations but these limits are constrained by properties specific to each sensory system.

L'objet de cette étude est de vérifier l'association entre l'évolution de la condition auditive et le risque d'accident du travail. La population étudiée compte 6 985 travailleurs québécois examinés à plus d'une reprise (14 832 examens audiométriques) pour qui nous connaissons l'état de l'audition à différents moments aux fréquences 3, 4 et 6 kHz et le bilan accidentel entre 1983 et 1998. Les données sur l'état de l'audition des travailleurs ont été recueillies dans le cadre d'activités de dépistage audiométrique en milieu de travail réalisées par les Services cliniques de dépistage de l'Institut national de santé publique du Québec (INSPQ). Les données sur le bilan accidentel proviennent de la Commission de la santé et de la sécurité du travail (CSST). L'analyse multivariée montre que le risque d'accident augmente significativement avec l'évolution (diminution) de la condition auditive (RR=1,008 IC :1,002-1,015). Le risque augmente aussi avec le nombre d'accidents subis avant le début du suivi (RR= 1,054 IC : 1,038-1,071) et la condition auditive au début du suivi (RR=1,017 IC :1,015-1,020). Cependant le risque d'accident diminue significativement avec l'âge (RR=0,938 IC :0,934-0,943). Ceci dit, les résultats montrent qu'en ajustant pour l'âge, le risque d'accident d'un travailleur augmente significativement avec l'évolution de la condition auditive.