Depuis quelques années, l’étude du code neuronal impliqué dans la perception des signaux de communication acoustique est devenue un domaine de recherche considérable. La littérature récente de ce domaine suggère que la discrimination entre ces signaux reposerait plutôt sur une organisation des décharges neuronales en motifs temporels que sur des variations globales de taux de décharge. Ma thèse a eu pour objectif de déterminer dans quelle mesure une régulation des inhibitions corticales peut (i) changer les motifs temporels déclenchés par des vocalisations conspécifiques et hétérospécifiques et (ii) modifier l’information portée par ces motifs sur l’identité des vocalisations. Nous avons enregistré l’activité neuronale dans le cortex auditif de cobayes anesthésiés en 16 sites corticaux lors de la présentation d’un jeu de vocalisations, et avons partiellement bloqué les inhibitions corticales par des applications de Gabazine (4minutes, 10µm). Dans ces conditions, les réponses évoquées sont plus fortes et les motifs temporels plus marqués. L’information mutuelle quantifiée au niveau de chaque site cortical est augmentée mais l’information populationnelle au niveau de l’ensemble des 16 sites enregistrés n’est pas modifiée, un effet qui peut s’expliquer par le fait que la redondance entre les sites corticaux est augmentée. Nous avons ensuite évalué dans quelle mesure une modulation noradrénergique était susceptible de mimer les effets d’un blocage partiel des inhibitions. Bien que les agonistes utilisés (α1, α2 et ) aient tous induit des modifications des réponses évoquées et de la reproductibilité des motifs temporels, aucun d’entre eux n’a induit de changements importants de l’information portée par les réponses neuronales aux vocalisations. En revanche, les effets induits par la phenylephrine, un agoniste α1, sont vraisemblablement sous-tendus par une action sur les inhibitions intra-corticales, ce qui rend plausible l’hypothèse d’une modulation noradrénergique des inhibitions corticales. Il est donc envisageable que l’action coordonnée de plusieurs systèmes neuromodulateurs puisse moduler les inhibitions corticales et ainsi changer la quantité d’information portée par les neurones corticaux sur l’identité des stimuli à discriminer. / Over the last 10 years, the neural code involved in the perception of acoustic communication signals has become a large area of researches. The recent literature suggests that the discrimination between these signals relies more on the temporal organization of neuronal discharges rather than on global changes of firing rate. My PhD thesis aimed at determining to what extent the regulation of cortical inhibition may (i) change the temporal patterns triggered by conspecific and heterospecific vocalizations and (ii) modify the information carried by these patterns on the vocalization identity. Neuronal activity was recorded in the auditory cortex of anesthetized guinea pigs in 16 cortical sites during presentation of a set of vocalizations, and a partial blockage of intra-cortical inhibition was performed by Gabazine application (4 minutes, 10μm). Under these conditions, evoked responses were stronger and the temporal patterns were reinforced. Mutual information quantified at each cortical site was increased but the information computed at the populationnal level did not change, an effect that could be explained by the fact that the redundancy between cortical sites was increased. We then assessed to which extent the noradrenergic modulation can mimic the effects of a partial blockage of inhibitions. Although all the tested drugs modulated both the evoked responses and the spike-timing reliability, none of the noradrenergic agonists used here (α1, α2 and ) induced significant changes in the information carried by neuronal responses. However, the effects induced by phenylephrine, an α1 agonist, seemed to involve an action on the intra-cortical inhibition, which suggests that a noradrenergic modulation of cortical inhibition can operate in the auditory cortex. It is therefore possible to envision that the coordinated action of several neuromodulatory systems modulates cortical inhibition and thus changes the information carried by cortical neurons on the stimuli identity.

Chez les espèces sociales, les vocalisations transmettent des informations qui participent au maintien et à la survie du groupe. Alors que de nombreuses études se sont intéressées aux informations stables portées par les vocalisations telles que l’identité, peu d’études se sont interrogées sur le rôle des signaux vocaux dans la transmission des informations plus labiles, telles que l’état émotionnel de l’émetteur. Le stress est un bon candidat pour l’étude de l’expression des émotions chez les animaux, puisqu’il est directement mesurable via un dosage de la concentration plasmatique en glucocorticoïdes. Le stress est connu pour modifier les paramètres acoustiques des vocalisations chez les mammifères, mais peu d’études ont traité ce processus chez les oiseaux, qui présentent pourtant des réseaux sociaux complexes. Le but de cette thèse est de déterminer de quelle manière les oiseaux expriment vocalement leur stress, et d’évaluer dans quelle mesure la corticostérone, hormone de stress principale chez l’oiseau, est impliquée dans le phénomène. Je me suis intéressée au Diamant mandarin (Taenopygia guttata), un oiseau chanteur australien au comportement grégaire qui forme des liens d’appariements à vie et prodigue des soins biparentaux à sa progéniture. En administrant de la corticostérone exogène à des oiseaux et en utilisant également des évènements sociaux stressants, nous montrons que les mâles adultes et les poussins expriment leur stress à travers l’émission de cris modifiés dans leur structure, ce qui suggère que la flexibilité des cris chez les oiseaux est plus importante que l’avaient montré des études précédentes. Par une analyse complète des paramètres temporels et spectraux des cris, nous montrons pour la première fois que le stress, par un effet direct de la corticostérone, déclenche l’émission de vocalisations présentant un spectre de fréquence déplacé vers les hautes fréquences. De plus, les receveurs du signal (respectivement les partenaires femelles et les parents) semblent capables de décoder l’information portée par ces cris de stress car ils modifient leur comportement en conséquence. Les processus physiques impliqués dans l’émission de cris modulés par le stress sont également discutés en appliquant la théorie « source-filtre » généralement utilisée chez les mammifères. Enfin, les valeurs adaptatives de ces cris sont également envisagées, en rapport avec le réseau social du Diamant mandarin et les risques de prédation encourus par l’émetteur du signal. Ce travail apporte de nouvelles preuves sur l’expression du stress chez les oiseaux, et propose une étude complète, des signaux physiologiques impliqués dans le stress aux modifications de comportement de l’émetteur, qui déclenchent une réponse adaptative des receveurs du signal / In social species, vocalisations convey information that participates in the maintenance and the survival of the group. While many studies were interested in stable information carried by vocal signals, like identity, fewer studies dealt with their potential role in informing about labile information such as the senders’ emotional state. Stress is a good candidate for the study of the expression of emotions in animals, as it is directly measurable by the plasma levels of glucocorticoïds. Stress is known to modify acoustic parameters of vocalisations in mammals, but few studies studied the process in birds, that also show complex social networks. The aim of this thesis is thus to determine how birds can vocally express their stress and to what extent corticosterone, the main stress hormone in birds, is implicated in this expression. I focused my research on the zebra finch (Taenopygia guttata), a gregarious Australian songbird that form lifelong pairbond and provides biparental care to its young. Using oral administration of exogenous corticosterone but also social stressful events, we show that both adult males and nestlings can express their stress through modulations of their calls’ structure, suggesting that flexibility in birds’ vocalisations is higher than previously expected. With a complete analysis of temporal and spectral parameters of calls, we show for the first time that stress evokes the emission of vocalisations with up-shifted frequency spectrum via a direct effect of corticosterone. Moreover, we show that females and parents are able to decode the information carried by stressed-induced calls of respectively their male partner and their young, as they exhibit modifications of behaviour in accordance with the context. The physical processes leading to the emission of stressed-induced vocalisations are discussed by applying the source-filter theory usually used in mammals. Adaptive values are also proposed, in regards with the zebra finch social network and predation risks for the caller. This work gives new evidences about the expression of stress in birds, and proposes a comprehensive study, from the physiological signals involved in stress to the resulting modifications of communication behaviour for the sender, that leads to an adaptive response from the receivers