Ce travail s’est intéressé au traitement sous cortical de la parole dégradée par le bruit, notamment par la caractérisation première de l’importance de certains traits acoustiques dans la perception de la parole normale. Pour cela, nous avons d’abord participé à la mise au point de la technique électrophysiologique de potentiels évoqués auditifs obtenus en réponse à des sons de parole, technique proche de celle des potentiels évoqués auditifs précoces, mais qui a des exigences propres en matière de traitement du signal et de techniques de recueil, qui nécessitent une adaptation importante de part la nature différente des stimuli français par rapport aux stimuli anglais utilisés par l’équipe de référence américaine. Les différents axes de notre recherche ont, par ailleurs, permis de mettre en évidence l’importance de l’encodage sous cortical de certaines caractéristiques acoustiques telles que l’enveloppe temporelle, le voisement, mettant par là même en évidence un possible effet corticofuge sur l’encodage de celui-ci. Ces différentes expériences nous ont amenés à nous poser la question des conditions idéales de recueil des PEASP, et notamment l’effet de l’intensité sur le recueil de ceux-ci, mettant en évidence une relation non-linéaire entre l’intensité de stimulation, et les caractéristiques des PEAPSP. Si une intensité de 20 dB SL semble nécessaire au recueil d’un PEAPSP, les réponses montrent une variabilité qui reste très grande à l’échelon individuel, ce qui rend l’utilisation de l’outil PEAPSP à visée diagnostique, que ce soit dans les troubles du langage chez l’enfant, ou dans les troubles de l’audition dans le bruit, difficile. / The major purpose of my thesis was the investigation of brainstem structures implications into speech in noise processing, particularly by identifying the impact of acoustic cues on normal speech perception. Firstly, we were involved in the engineering of the speech auditory brainstem responses (SABR) recording system. SABR are similar to brainstem auditory evoked responses to clicks, but require different acquisition and signal processing set-ups, due to the difference between the French and the American stimuli used by the American reference team. The different studies presented here, permitted to emphasize the role of brainstem structures into the subcortical processing of acoustical cues, such as the temporal enveloppe, or the voicing, with a possible evidence of a corticofugal effect on SABR. These experimentations lead us to a more fundamental question on the best conditions required for PEASP collection, in particular, the best stimulation intensity needed. The results of the experiment on intensity effect showed a non linear relation between the stimulation intensity and PEASP characteristics. Even if an intensity of only 20 dB SL seems enough for SABR recording, individual results are still highly variable so that diagnostic application of SABR on, for example, children with language learning problems or subject suffering from speech in noise perception impairment remains difficult.

Le système auditif ascendant est constitué d’étages multiples procédant chacun à un traitement complexe du signal, traitement qui est modulé par un système descendant, formant de multiples boucles corticales et sous-corticales de rétroaction : le système efférent auditif. La boucle la plus longue de ce système serait capable de moduler directement le fonctionnement des cellules sensorielles de l’organe périphérique de l’audition. Le but de ce travail était d’étudier pour la première fois chez le sujet sain, l’effet d’une modulation corticale expérimentale sur le fonctionnement périphérique auditif. Nous avons donc recueilli, dans le cadre d’un protocole en double aveugle contre placebo, chez 34 sujets sains, l’activité des cellules ciliées externes de l’organe de Corti (cellules sensorielles directement en contact avec les fibres nerveuses efférentes), par le recueil d’otoémissions acoustiques (OEAs), avant et après stimulation du cortex auditif par une stimulation magnétique transcrânienne répétitive (SMTr). Une diminution de l’amplitude d’un type d’OEA a été obtenue du côté controlatéral à une stimulation du cortex auditif par SMTr à 10 Hz, effet qui ne peut être expliqué seulement par une action non-spécifique liée au bruit de la SMTr mais qui reste extrêmement variable d’un sujet à un autre. De plus, nous avons montré, du côté ipsilatéral à la SMTr, une diminution de l’amplitude des OEAs immédiatement après la SMTr, et uniquement pour les fortes intensités d’utilisation de la SMTr (donc, pour des niveaux de bruit plus importants), reflétant un effet direct du bruit de la SMTr sur les mécanismes cochléaires actifs, effet présent chez nos sujets même en cas de protections auditives de bonne qualité / The ascending auditory system involves multiples stages where the auditory information is processed and modulated by a top-down influence involving multiple cortico sub-cortical loops: the efferent auditory system. It is hypothesized that the longest loop of this efferent system is able to modulate directly the sensory cells of the peripheral auditory organ. The aim of this work was to study this system, to our knowledge for the first time in healthy humans, and to show a direct cortical influence on the auditory periphery. In a double blind randomized procedure, we recorded, in 34 healthy subjects, the activity of outer hair cells of the organ of Corti (sensory cells, that are in direct synaptic contact with medial efferent fibers), by means of evoked otoacoustic emissions (OAEs), before and after auditory cortex stimulation by repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). We showed an inhibitory influence of the auditory cortical stimulation by 10 Hz rTMS on OAE amplitudes, predominantly in the ear contralateral to the rTMS, effect that cannot be attributed to a non-specific effect linked to the impulse noise associated with the rTMS technique, but that remains highly variable across subjects. In addition, we showed a decrease in OAE amplitude on the ipsilateral side, immediately after the rTMS session and only for high rTMS intensities (and hence, higher noise levels), that reflect a direct influence of the rTMS noise on the auditory periphery, effect that is present even in well ear-protected subjects

Le système auditif possède deux particularités. En périphérie, les mécanismes cochléaires actifs (MCA), sous-tendus par la motilité des cellules ciliées externes (CCE), interviennent dans la sensibilité auditive et la sélectivité fréquentielle. Sur le versant central, le système efférent olivocochléaire médian (SEOCM), qui se projette sur les CCE et module les MCA, améliore la perception auditive en milieu bruité. Sur le plan exploratoire, ces deux processus peuvent être évalués grâce aux otoémissions acoustiques provoquées (OEAP) et leur suppression controlatérale. Par ailleurs, des résultats expérimentaux chez l’animal ont montré l’existence d’un rétrocontrôle exercé par le système auditif corticofuge descendant (SACD) sur la cochlée, via le SEOCM.Le présent travail comporte trois études réalisées chez l’humain, visant à explorer les interactions entre SACD, SEOCM et MCA. Les études 1 et 2, utilisant une méthodologie innovante chez des patients épileptiques réalisant une stéréo-électroencéphalographie, ont révélé un effet atténuateur différentiel de la stimulation électrique intracérébrale sur l’amplitude des OEAP, en fonction des modalités de stimulation, ainsi qu’une variabilité de cet effet selon les caractéristiques de l’épilepsie. L’étude 3 a montré un renforcement bilatéral de l’activité du SEOCM chez des musiciens professionnels.Pris dans leur ensemble, ces résultats fournissent d’une part, des arguments directs et indirects en faveur de l’existence d’un SACD fonctionnel chez l’humain. D’autre part, des phénomènes de plasticité à long terme, pathologique ou supranormale, seraient susceptibles de modifier l’activité de cette voie cortico-olivocochléaire. / The auditory system has two special features. At peripheral level, active cochlear micromechanisms (ACM), underlain by motility of outer hair cells (OHC), are involved in auditory sensitivity and frequency selectivity. At central level, the medial olivocochlear efferent system (MOCES), which directly projects onto OHC to modulate ACM, improves auditory perception in noise. From an exploratory point of view, both processes can be assessed through transient evoked otoacoustic emissions (TEOAE) and the procedure of contralateral suppression. In addition, experimental data in animals have disclosed a top-down control exerted by corticofugal descending auditory system (CDAS) on cochlea, via MOCES.The present work comprises three studies carried out in human, aiming to investigate interactions between CDAS, MOCES and ACM. The first and second studies, based on an innovative experimental procedure in epileptic patients undergoing presurgical stereoelectroencephalography, have revealed a differential attenuation effect of intracerebral electrical stimulation on TEOAE amplitude depending on stimulation modalities, as well as a variability of this effect depending on the clinical history of epilepsy. The third study has shown a bilateral enhancement of MOCES activity in professional musicians.Taking together, these results provide direct and indirect evidence for the existence of a functional CDAS in humans. Moreover, possible long-term plasticity phenomenon, either pathological –as in epileptic patients– or supernormal –as in professional musicians– may change cortico-olivocochlear activity.