Le cerveau multidimensionnel

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Faire entendre des sons en illuminant le cerveau

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure : A. Cartographie par imagerie intrinsèque des régions du cortex auditif codant pour diférentes fréquences sonores (code couleur de 4 à 32 kHz). B. Schéma illustrant l’expérience de modification de la perception sonore. Les souris sont récompensées pour leur réponse à un son couvrant les fréquences de 4 à 12 kHz qu’elles distinguent d’un son non-récompensé à 4kHz. Grâce à une méthode de stimulation optogénétique ciblée, différentes zones du cortex auditif sont activées pendant la perception du son à 4kHz. C. Zones du cortex auditif (en rouge) où la stimulation génère la réponse pour le son récompensé alors que le son non-récompensé est présenté à l’animal.

Le cortex cérébral, structure occupant la majeure partie du volume du cerveau humain, est vu comme le siège de la perception consciente et des facultés cognitives en général. Il se découpe en aires spécialisées, et l’une d’entre elles, le cortex auditif, reçoit et traite les informations sonores en provenance de l’oreille et relayées par les noyaux cérébraux du système auditif. Même s’il a été montré depuis longtemps que le cortex auditif s’active pendant la perception auditive, il n’est pas encore démontré que cette activité est suffisante pour générer nos impressions sonores. En effet d’autres zones du cerveau sont activées de manière concomitante pendant la perception.

Il est désormais possible grâce à une technique baptisée optogénétique, d’activer ou d’inactiver, via une stimulation lumineuse, des ensembles de neurones rendus photosensibles grâce à une intervention génétique. Les chercheurs ont combiné pour la première fois cette méthodologie avec une technique de ciblage de la lumière pour manipuler des ensembles choisis de neurones du cortex auditif chez des souris, pendant que celles-ci exécutent une tâche de discrimination auditive. Grâce à cette approche ils ont pu montrer dans un premier temps que l’inactivation du cortex auditif n’avait pas systématiquement un effet sur la perception. Dans le cas de sons très simples, les souris continuent à les discriminer malgré l’absence d’activité dans le cortex auditif. Ainsi, une perception auditive élémentaire est possible sans le cortex. Cependant, pour des sons plus complexes, ils ont observé que l’inactivation du cortex empêche toute discrimination.

Par ailleurs les chercheurs ont pu montrer que des activations ciblées du cortex auditif modifiaient la perception des sons complexes. En particulier, il a été possible d’intervertir les réponses comportementales associées aux sons en activant précisément les zones du cortex auditif qui encodent les informations permettant de discriminer les deux sons proposés aux souris. De cette manière ils ont montré pour la première fois que l’activité du cortex auditif a un rôle causal dans la perception auditive. Il semble par ailleurs ,d’après ces expériences, que le cortex auditif permet d’affiner la perception générée par des chemins neuronaux parallèles.
Ces recherches ouvrent une nouvelle voie vers des techniques de réhabilitation auditive chez les personnes malentendantes par une activation directe des réseaux du cortex, permettant potentiellement de traiter des patients qui ne peuvent être traités au niveau de l’oreille, ou d’affiner la perception de patients bénéficiant d’implants cochléaires.

 

- Article paru dans la revue Neuron, Ocotober 25, 2019. Targeted Cortical Manipulation of Auditory Perception. Ceballo S., Piwkowska Z., Bourg J., Daret A., Bathellier B.

 

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