Soutenance de thèse de MARCHÉ Coline
Titre de thèse
Effets de contexte dans le codage et la perception de l'intensité sonore
Context effects in sound intensity coding and perception
Résumé de la thèse
Des études sur l'animal ont montré que les neurones auditifs adaptent leur taux de décharge selon les statistiques du niveau sonore. Cette adaptation de la gamme dynamique (DRA) a été mesurée en présentant de courts segments de bruit ou sons purs avec certains niveaux présentés plus que les autres. La DRA induit un décalage des fonctions de réponse vers les niveaux les plus présentés. Elle produit un changement de sensibilité améliorant le codage des niveaux les plus probables. La DRA a été observée dans le nerf auditif (AN), impliquant que les cellules ciliées (HC), les synapses entre HC et AN et/ou l'AN y contribuent.
Le premier objectif était de trouver un corrélat perceptif à la DRA chez le normo-entendant. Nous avons mesuré la discrimination d'intensité pour des sons purs et large bande dans différents contextes avec l'hypothèse que les seuils de discrimination devraient être plus faibles quand le niveau moyen du contexte est identique à celui du signal test. Pour les signaux large bande, les résultats sont en accord avec l'hypothèse mais pour les sons purs la discrimination d'intensité se dégrade avec l'augmentation du niveau du contexte.
Le second objectif était de tester si l'AN contribue directement à la DRA. Nous avons mesuré des potentiels évoqués électriquement en réponse à des séquences de stimulus avec des distributions de niveau spécifiques chez des implantés cochléaires, pour qui les HC et leur synapse avec l'AN sont court-circuités. Les fibres de l'AN stimulées électriquement ont collectivement un comportement en accord avec la DRA.
Thesis resume
Animal studies have shown that auditory neurons adapt their firing rate depending on the sound level statistics. This Dynamic Range Adaptation (DRA) has been measured by presenting short segments of noise or tones with some levels being presented more than others. DRA manifests as a shift of the rate-level function towards the most presented levels. It produces a change in sensitivity enhancing the coding of the most probable levels. DRA has been observed in the auditory nerve (AN), implying that the hair cells, the hair cell-AN synapses and/or the AN contribute to this phenomenon.
The first aim of this thesis was to find a perceptual correlate of DRA in normal-hearing participants. We measured intensity discrimination for pure-tone and broadband-noise test signals embedded in different contexts with the hypothesis that discrimination thresholds should be lower when the context mean level matches the test signal level. For broadband signals, the results were fully consistent with this hypothesis while for pure tones, intensity discrimination always degraded with increases in context level, independently from the test signals.
The second aim was to test whether the AN directly contributes to DRA. We measured electrically-evoked compound action potential responses to electrical stimulus sequences with specific level distributions in cochlear implant listeners, for whom the hair cells and hair cell-AN synapses are bypassed. Electrically stimulated AN fibers collectively exhibit a behavior consistent with DRA, showing the AN contributes to DRA.