Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Acouphènes,Inhibition residuelle,Therapie,biofeedback de la variabilité de la fréquence cardiaque,cohérence cardiaque,

Keywords

Tinnitus,Residual Inhibition,Therapy,Heart rate variability biofeedback,Cardiac coherence,

Titre de thèse

Acouphènes: psychoacoustique et développement d’une bithérapie personnalisée
Tinnitus: psychoacoustics and development of a personalized bi-therapy

Date

Mercredi 22 Juin 2022 à 14:00

Adresse

Aix Marseille Université, Campus Saint Charles 3 Place Victor Hugo, 13003, Marseille Salle des voutes

Jury

Directeur de these M. Arnaud NORENA Aix Marseille Université
Rapporteur M. Sven VANNESTE Trinity College Dublin
Rapporteur Mme Sylvie HEBERT Université de Montréal
Examinateur M. Nicolas DAUMAN Université de Poitiers
Examinateur M. Thibault GAJDOS Aix Marseille Université

Résumé de la thèse

Les acouphènes, définis comme la perception consciente d'une sensation auditive en l'absence d'un stimulus externe correspondant, sont une condition qui peut être vécue de façon chronique par les patients. Les acouphènes peuvent être associés à une ou plusieurs comorbidités (dépression, insomnie, anxiété, ect.) et avoir un impact sur la qualité de vie des patients et de leur entourage. Bien que leur prévalence soit estimée à 10-15 % de la population générale, il n'existe pas encore de traitement pour les acouphènes. Il est toutefois possible de supprimer ou de réduire transitoirement les acouphènes après la présentation d'une stimulation acoustique prolongée, un phénomène connu sous le nom d'inhibition résiduelle (IR). Une nouvelle méthode a été développée récemment pour évaluer le niveau sonore minimum produisant l'IR, le niveau minimum d'inhibition résiduelle (NMIR), après la présentation de sons courts répétés (1 sec) séparés par de courtes périodes de silence (0,5 sec). La première étape de mon projet de thèse a consisté à tester la fiabilité du NMIR avec cette méthode dans une étude test retest. Dans l'ensemble, cette étude a permis de conclure que le NMIR est une mesure fiable, ce qui signifie que cette mesure est stable dans le temps. L'avantage potentiel de l'utilisation de la mesure NMIR pour concevoir une stimulation acoustique personnalisée maintenant une IR stable dans le temps a été révélé. La deuxième étape a consisté à évaluer si une enveloppe plus lisse du son (enveloppe triangulaire) produirait des niveaux similaires de NMIR et améliorerait le confort d'écoute. Cette deuxième étude a conclu que les deux types d'enveloppes produisent des NMIR comparables mais que l'enveloppe "triangulaire" offre un meilleur confort d'écoute. Par conséquent, le signal triangulaire pourrait être utilisé pour obtenir une IR durable dans le temps à un niveau stable et pourrait être utilisé comme une approche pour supprimer les acouphènes. Cependant, il est connu que les acouphènes nécessitent une prise en charge multidisciplinaire combinant une approche basée sur le son interférant avec le percept et une approche psychologique traitant les réactions négatives du patient face aux acouphènes. Dans ce sens, la cohérence cardiaque (CC) ou le biofeedback de la variabilité de la fréquence cardiaque se présente comme une intervention simple et non-invasive qui peut être pratiquée de façon autonome par le patient pour rétablir l'équilibre du système nerveux autonome. La CC est connue pour renforcer la dominance parasympathique et peut donc briser le cercle vicieux qui existe entre le stress et les acouphènes. La CC consiste à entraîner le patient à respirer à un rythme proche de la fréquence de résonance du système cardiorespiratoire, soit 0,1 Hz ou 6 respirations/min. Dans l'idée de combiner les deux approches, la stimulation acoustique a été configurée pour servir de guide auditif pour la CC, avec un temps de montée de 4,5 secondes guidant l'inspiration et un temps de descente de 5,5 secondes guidant l'expiration. Une troisième étude a été conçue pour vérifier, dans un essai clinique randomisé, l'efficacité de ce protocole combiné dans la réduction de l'intensité et de la gêne lié aux acouphènes. Nos résultats ont montré que le protocole combiné est utile pour réduire à court terme l'intensité sonore et la gêne des acouphènes et que l'effet est reproductible dans le temps. Cette thèse détaille les trois études et rapporte les différents projets de recherche qui ont été menés en parallèle. L’approche combinant la CC à une stimulation acoustique induisant une IR pourra être utilisée pour soulager les acouphènes chroniques pendant les crises ou avant de s'endormir.

Thesis resume

Tinnitus, defined as the conscious perception of an auditory sensation in the absence of a corresponding external stimulus, is a condition that can be chronically experienced by patients. It can be associated with one or many comorbidities (depression, insomnia, anxiety, etc.) and impact the patients’ quality of life. Although the prevalence of tinnitus is estimated at 10-15 % of the general population, there is yet no definitive cure for tinnitus. It is possible to suppress or reduce tinnitus transiently after the presentation of prolonged acoustic stimulation, a phenomenon known as Residual inhibition (RI). A novel approach was developed recently to assess the minimum sound level producing RI, the minimum residual inhibition level (MRIL), after the presentation of repeated short sounds (1 sec) separated by short periods of silence (0.5 sec). The first step of my PhD project was to test the reliability of MRIL achieved with this method in a test-retest study. Overall, MRIL met the minimum clinical standard for reliability, meaning the measure is stable over time. The potential benefit of using the MRIL measure to design customized acoustic stimulation sustaining RI was uncovered. The second step was to assess whether a smoother envelope of the sound (triangular envelope) would produce similar levels of MML and MRIL and improve listening comfort. While the two types of envelopes provided comparable MRIL, the “triangular” envelope provided more listening comfort. Therefore, the triangular signal could be used to achieve a sustainable RI in time at a stable level and could be used as an approach to suppress tinnitus. However, it is now known that tinnitus requires multidisciplinary management combining a sound-based approach interfering with the percept with a psychological approach addressing the patient’s negative reactions to tinnitus. In this sense, cardiac coherence (CC) or heart rate variability biofeedback (HRVB) is a simple and non-invasive self-help intervention to restore balance in the autonomic nervous system. HRVB is known to reinforce parasympathetic activity and may thus break the vicious cycle between stress and tinnitus. It involves training subjects to breathe at a rate close to the resonance frequency of the cardiorespiratory system, which is 0.1 Hz or six breaths/min. With the idea to combine both approaches, the acoustic stimulation was configured to serve as an auditory guide for HRVB, with a rise time of 4.5 seconds guiding inhalation and a fall time of 5.5 seconds guiding exhalation. A third study was designed to verify the efficacy of this combined protocol in reducing tinnitus loudness and annoyance. Our results showed that the combined protocol is useful for a short-term reduction in tinnitus loudness and annoyance. The effect is replicable over time. This thesis details the three studies and reports on different research projects that have been conducted along those. Hopefully, this work has set the stepping stone for a new self-help intervention combining HRVB and an acoustic stimulation inducing RI to relieve tinnitus during a crisis or before falling asleep.