Un nombre croissant d'études révèle combien les processus cérébraux de production et de perception de l'action sont intriqués. En particulier, on sait maintenant que la perception de la parole induit l'activation de représentations motrices articulatoires chez l'auditeur. Dans ce travail, nous explorons la perception de la voix chantée, une action vocale non-linguistique. L'écoute d'une voix chantée provoque-t-elle une activation du système moteur ? Cette activité motrice est-elle plus forte pour la voix que pour un son musical non-biologique ? Ces questions sont abordées en utilisant de façon complémentaire deux protocoles comportementaux, une technique de lésion virtuelle par stimulation magnétique transcrâniale, l'étude des oscillations en EEG et celle de la variabilité métabolique en IRMf. Nos résultats montrent que la perception d'une voix chantée est effectivement associée à une activité du cortex sensorimoteur dans des tâches de répétition et de discrimination. De façon intéressante, les plus mauvais chanteurs ont montré la plus forte résonance motrice. Le système moteur pourrait, par la génération de modèles internes, faciliter le traitement des stimuli ou la préparation de la réponse vocale quand le traitement acoustique seul est insuffisant. L'ensemble des résultats présentés ici suggère que les interactions audiomotrices en perception de la voix humaine sont modulées par la dimension biologique du son et par le niveau d'expertise vocale des auditeurs. / A growing body of research reveals that action production and action perception interact. In particular, it has been shown that speech perception entails articulatory motor representations in the listener. In the present work, we investigate the perception of a singing voice, a stimulus that is not primarily linked to articulatory processes. Does listening to a singing voice induce activity in the motor system? Is this motor activity stronger for a voice than for a non-biological musical sound? Two behavioral tasks, a og virtual lesionfg{} paradigm using TMS, the study of brain oscillations with EEG and an fMRI experiment carried out during my PhD have shed some light on these questions. Our results show that the perception of a singing voice is indeed associated with sensorimotor activity in repetition and discrimination tasks. Interestingly, the poorer singers displayed the stronger motor resonance. The motor system could facilitate the processing of sound or the preparation of the vocal response by internal model generation when the acoustic processing is not effective enough. The set of studies presented here thus suggests that audiomotor interactions in human voice perception are modulated by two factors: the biological dimension of sound and the listeners' vocal expertise. These results suggest new perspectives on our understanding of the auditory-vocal loop in speech and of sound perception in general.

LES CARTES SENSORIMOTRICES DE LA PAROLE : Corrélats neurocognitifs et couplage fonctionnel des systèmes de perception et de production des voyelles du Français --- La parole est construite sur un jeu de correspondances entre représentations sensorielles et articulatoires, notamment lors de l'acquisition du langage les premières années de vie. Par l'utilisation de l'imagerie par résonance magnétique fonctionelle, l'objectif premier de nos travaux était de déterminer, chez l'adulte, un possible couplage fonctionnel des systèmes de perception et de production des voyelles du Français, considérées comme unités élémentaires de la parole. En parallèle, nos travaux devaient permettre de clarifier les structures cérébrales liées au contrôle moteur orofacial de mouvements simples supralaryngés et, à l'aide de la technique de stimulation magnétique transcrânienne, de déterminer une possible implication causale des régions sensorielles et motrices lors de la perception de la parole. Nos travaux ont permis de souligner l'implication des régions sensorielles et motrices aussi bien lors de la réalisation des gestes orofaciaux que lors de la production et de la perception des voyelles. La mise en évidence d'un effet d'adaptation pour ces régions motrices, auditives et somatosensorielles lors de l'écoute ou de la réalisation répétée d'une même voyelle ou d'un même geste suggère de plus l'existence de boucles sensorimotrices communes, impliquées dans des mécanismes adaptatifs de contrôle en ligne des gestes de parole perçus et produits. Enfin, nous avons pu démontrer le rôle causal et fonctionnel des régions sensorielles et motrices de la voie dorsale lors de la catégorisation de sons de parole. Pris ensemble, nos travaux soulignent la nature distribuée sensorimotrice des représentations cérébrales des unités de parole. Mots clés: perception et production de la parole, voyelles, contrôle moteur orofacial, interactions sensorimotrices, représentations et cartes neurocognitives, IRMf, TMS. / SENSORIMOTOR MAPS OF SPEECH: Neurocognitive correlates and functional coupling of French vowel perception and production systems --- Speech is built on a set of correspondences between sensory and articulatory representations, especially during the acquisition of language in the early years of life. Using functional magnetic resonance imaging, the primary goal of our work was to determine, in adults, a possible functional coupling of French vowel perception and production systems, as elementary speech units. In parallel, our work should help clarify the brain structures related to the orofacial motor control of simple supralaryngeal movements and to determine a possible causal contribution of sensory and motor regions during speech perception. Our work highlights the involvement of sensory and motor areas when performing orofacial gestures and during vowel production and perception. Adaptive effects of these motor, auditory and somatosensory regions during repeated orofacial movements and in vowel perception and production suggest the existence of common adaptive mechanisms involved in the online control of perceived and produced speech gestures. Finally, we demonstrated a causal and functional role of the sensorimotor regions of the dorsal pathway in speech categorization. Taken together, our results emphasize the distributed sensorimotor nature of cerebral representations of speech units. Key words: speech perception and production, vowels, orofacial motor control, sensorimotor interactions, neurocognitive representations and maps, fMRI, TMS.