Le cerveau multidimensionnel

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Communication Acoustique

Responsables Thierry Aubin & Isabelle Charrier

Les recherches de l’équipe sont centrées sur les thèmes majeurs suivants :

- l’adaptation des systèmes de communications acoustiques aux contraintes environnementales, tout particulièrement celles liées aux milieux bruités et absorbants. Nous étudions comment les animaux adaptent leurs systèmes de codage pour qu’ils conservent leur efficacité. Ce sont ces adaptations que nous étudions.

- La sélection sexuelle liée aux communications acoustiques. Nous nous intéressons tout particulièrement au rôle des signaux acoustiques dans l’établissement des barrières spécifiques.

- Les paramètres acoustiques et les processus cognitifs. Nous étudions les liens existant entre les paramètres acoustiques d’un signal naturel signifiant et l’activité de certains centres nerveux.

- Le rôle des communications acoustiques dans la structuration des groupes animaux.

Techniques utilisées

  • Analyse des signaux acoustiques par les logiciels SYNTANA, MatLab, Avisoft et Seewave (détection des fréquences fondamentales, suivi de la fréquence instantanée, phénomène 2 voix).
  • Synthèse de leurres acoustiques. Expérimentations par diffusion de leurres acoustiques.
  • Quantification des réponses par vidéo-tracking.
  • Diffusions acoustiques interactives.
  • Triangulation et Localisation par microphones en réseau.

Projets scientifiques

Les Systèmes de communications en milieux contraignants

Communiquer dans le bruit

Au cours des années précédentes, nous avions étudié de quelle manière les manchots étaient capables, malgré un bruit environnant intense et continu, de se reconnaître individuellement par des signaux acoustiques. Nos résultats obtenus sur 6 espèces ont fait apparaître 2 stratégies efficaces de codage des signatures individuelles dans le bruit : une utilisée par les manchots sans nids (les oiseaux se déplacent avec leurs œufs ou leurs jeunes sur leurs pattes et n’ont donc pas de repères visuels), avec un codage basé sur les modulations de fréquence, et une utilisée par les manchots avec nids (repères visuels), avec un codage basé sur le timbre. Partant du “ modèle manchot ” de reconnaissance individuelle par signature acoustique nous avons cherché à généraliser nos résultats à d’autres espèces animales soumises à des contraintes du milieu similaires (vie coloniale, bruit ; ex : mouettes, grues, moutons, otaries…..).

Communiquer en milieu absorbant

Les forêts tropicales et équatoriales constituent un milieu présentant des singularités pour la propagation du son : absorption et réflexion importantes, milieu stratifié verticalement (sol, mi-hauteur, canopée) avec des contraintes propres à chaque strate. Par l’étude des chants territoriaux d’oiseaux de forêts tropicales et équatoriales, nous cherchons à :
- 1) décrire et répertorier les contraintes imposées aux sons par le milieu ;
- 2) étudier l’adaptation des processus de codage-décodage aux contraintes de propagation, notamment celles liées à la distance.
Un de nos résultats originaux est qu’il n’y a pas adaptation de la structure des chants émis (soumise principalement à des contraintes anatomo-physiologiques) mais adaptation des processus de codage en fonction des milieux végétaux traversés et en fonction des distances à laquelle l’information doit être véhiculée (information confidentielle ou à large audience).

Codage des signaux et spéciation

Nos travaux s’attachent à étudier l’importance relative des signalisations acoustiques émises au cours de la parade sexuelle dans l’établissement des barrières spécifiques.
Au travers des différents modèles choisis (drosophiles, cigales, blattes, oiseaux marins), nous cherchons à répondre aux questions suivantes :
- Quels sont les signaux acoustiques produits par les mâles des différentes espèces ?
- Quels sont les critères acoustiques utilisés par les femelles pour la reconnaissance spécifique ?
- Comment ces signaux spécifiques se mettent-ils en place au cours de l’ontogenèse ?

Réseaux de Communication

Deux thématiques sont développées :

  • Signatures communautaires et individuelles dans le chant des Oiseaux chanteurs

Chez les Oscines – ou oiseaux chanteurs – les chants émis par les mâles dans un contexte reproducteur et de défense du territoire véhiculent potentiellement plusieurs niveaux d’informations sur l’émetteur : identité spécifique, appartenance à un groupe d’individus, signature individuelle et état émotionnel. Ces vocalisations, constituées d’unités sonores appelées syllabes dont l’arrangement en séquences – les phrases – diffère suivant les espèces, sont apprises par les jeunes oiseaux par imitation des chants de tuteurs (en général le père). Une des conséquences de cet apprentissage est le phénomène de dialecte ou variation géographique : des composantes du chant sont partagées par les membres d’une population d’individus à plus ou moins grande échelle géographique. Chez certaines espèces, les territoires sont très stables et l’intrusion territoriale d’un voisin ne représente pas une menace réelle, contrairement à celle d’un étranger. Dans ce cas, discriminer le chant d’un voisin de celui d’un étranger permettra à l’individu de réagir par une réponse territoriale plus forte à l’égard de l’étranger, qui représente un vrai danger, que du voisin. C’est ce qu’on appelle le « dear-enemy effect ».

Notre recherche a pour but d’établir le lien entre les variations micro-géographiques et la discrimination voisin-étranger. Nous étudions tout particulièrement les paramètres du chant supportant l’identité de groupe et ceux permettant une discrimination individuelle (entre voisins).

Nos modèles sont l’alouette des champs Alauda arvensis, espèce à chant long et complexe et le troglodyte mignon Troglodytes troglodytes, espèce à chant court et simple. Notre objectif est de comprendre comment des chants très différents par leur structure émis par des espèces colonisant des milieux différents, peuvent remplir des fonctions similaires d’identification du groupe.

  • Signaux acoustiques et structures sociales chez les Pinnipèdes

Les pinnipèdes (Morses, Otaridés et Phocidés) constituent un bon modèle mammifère car ils ont développé différentes structures sociales (espèces coloniales à solitaires) et différents systèmes de reproduction (polygynie extrême à monogamie). De plus, la communication acoustique joue un rôle prépondérant dans divers contextes sociaux : défense territoriale, choix du partenaire sexuel et les interactions mère-jeune.

Pour ce projet, nous étudions la relation entre les systèmes sociaux et les systèmes de reconnaissance vocale individuelle chez les Pinnipèdes. Plus particulièrement, nos investigations portent sur
- 1) la reconnaissance vocale individuelle entre la mère et son jeune (ontogenèse, système de codage-décodage), ainsi que de l’implication des signaux olfactifs et visuels dans ce processus d’identification, mais aussi sur
- 2) reconnaissance individuelle entre adultes et entre jeunes d’un même groupe pour les espèces vivant en crèches.

 

 


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