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AUDITION: Pour entendre, le cerveau peut attendre

Actualité publiée il y a 4 années 6 mois 3 semaines
Nature Neuroscience

Des cellules du tronc cérébral qui permettent la localisation ou la provenance d’un son, vont comparer les signaux reçus aux 2 oreilles et, le cas échéant mettre le son « sur pause », le temps de parvenir à une coïncidence entre les signaux qui atteignent nos deux oreilles. En évaluant les différences entre entre les signaux, notre cerveau calcule la position de la source sonore. Et toute cette opération peut ne durer qu’un centième de millième de seconde. C’est la démonstration de cette équipe du Laboratoire de neurophysiologie auditive de Louvain, sur des gerbilles (rongeurs) de Mongolie.

Comment savons-nous où dans l'espace une source sonore se trouve? Notre cerveau calcule sa position en calculant les différences entre les signaux qui atteignent nos deux oreilles, résume le Professeur Philip Joris, auteur principal de l'étude: "Le son d'une source à votre droite atteint les deux oreilles, mais le son arrive un petit peu plus tôt à votre oreille droite et est légèrement plus intense que le son qui parvient à votre oreille gauche. Notre cerveau calcule et interprète ces différences de temps d'arrivée et d'intensité entre les deux oreilles ».


Une matrice de cellules hyper spécialisées : Le son stimule notre cochlée dans l'oreille interne, qui transmet des impulsions électriques via le nerf auditif aux cellules du tronc cérébral, qui à leur tour comparent les sons parvenus aux 2 oreilles. Cette matrice de cellules hyper spécialisées est capable d'interpréter le « décalage horaire ». Par exemple, une cellule peut répondre à des sons venant d'une source située juste en face de nous et qui vont atteindre les 2 oreilles en même temps, tandis qu'une autre cellule peut répondre à des sons, provenant d'une source latérale, qui atteignent les oreilles avec une différence de délai d'une demi-milliseconde. A partir de la cellule activée, le cerveau sait où la source sonore se situe dans l'espace.

Le cerveau peut attendre : Pour la première fois, cette équipe de Louvain a pu démontrer ce mécanisme sur l'animal, en insérant une électrode dans les cellules du tronc cérébral pour enregistrer à la fois les signaux entrants et sortants. L'expérience confirme que les signaux entrants ne coïncident pas forcément, soit que ces cellules spécialisées peuvent recevoir un signal d'un côté, un peu plus tôt que de l'autre côté. Les cellules « s'arrêtent » tout en restant en veille sur une oreille, et peuvent attendre les signaux provenant de l'autre oreille avant d'émettre une impulsion électrique. Ces cellules jouent donc un rôle plus actif qu'on ne le pensait.

Des implications directes pour l'audition : Une recherche fondamentale pour le développement d'aides auditives et d'implants cochléaires, font valoir les auteurs dans un communiqué. «Ces prothèses auditives sont une révolution dans la prise en charge de la déficience auditive, mais ils sont loin d'être parfait. Les patients éprouvent encore de graves difficultés à localiser les sources sonores, à filtrer les bruits de fond. Cette prise en compte de la détection de petites différences de temps entre les oreilles est un élément clé dans l'amélioration des prothèses auditives.

Source: Nature Neuroscience 9 February 2015 doi:10.1038/nn.3948 In vivo coincidence detection in mammalian sound localization generates phase delays

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