Le cerveau multidimensionnel

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Traitement neuronal de l’ordre des signaux acoustiques et de la structure grammaticale des séquences chez une espèce d’oiseau chanteur

Lorsque nous écoutons quelqu’un parler ou un air de musique, nous ne reconnaissons pas seulement les sons qui ont été produits mais également l’ordre dans lequel ils s’enchaînent.
Mais quels sont les mécanismes neurobiologiques impliqués dans le traitement de l’ordre des signaux sonores, notamment à l’échelle des neurones ?

Une étude publiée dans le Journal of Neuroscience par Catherine Del Negro et ses collègues porte sur les propriétés des neurones d’une région auditive chez une espèce d’oiseau chanteur, le diamant mandarin. Chez les oiseaux, les chants sont composés d’une suite d’éléments différents et de nombreuses régions cérébrales sont mises en jeu dans leur analyse. Dans la région considérée comme l’analogue du cortex auditif secondaire des mammifères, l’activité des neurones augmente lorsqu’on diffuse un chant. Cette réponse diminue progressivement lorsqu’on répète ce même chant, mais est réinitialisée si on en change (les éléments constituant les chants étant différents).

Dans une première partie, l’étude montre qu’il n’est pas nécessaire de changer de chant, pour induire à nouveau une réponse, il suffit de changer l’ordre des éléments. Pour aller plus loin, dans une deuxième partie, les stimuli étaient de courtes séquences composées seulement de 2 éléments différents, appelés A et B et organisées selon les structures grammaticales ABAB ou AABB (ici, le changement d’ordre ne concerne que les deux A et B centraux). Les résultats montrent que les neurones peuvent détecter ce changement minime. Ils sont discutés au regard des traitements susceptibles d’avoir été réalisés, un traitement des différentes transitions ou celui de la structure globale de la séquence.

- Article paru dans la revue J Neurosci. 2019 May 30. pii : 2767-18.
Neuronal encoding in a high level auditory area : from sequential order of elements to grammatical structure.
Cazalat Aurore, Giret Nicolas, Edeline Jean-Marc, Del Negro Catherine. doi : 10.1523/JNEUROSCI.2767-18.2019

 

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