Comment notre cerveau auditif sélectionne-t-il les sons et sait quoi écouter ?

Comment notre cerveau auditif sélectionne-t-il les sons et sait quoi écouter ?

Les domaines de la santé auditive, de notre capacité d’écoute, de la perception et de la différenciation des sons environnants sont des sujets très intéressants. D’une part, nous pouvons mieux pour comprendre le fonctionnement de notre cerveau auditif, et ensuite améliorer le suivi auditif déficient dû au vieillissement.

Comment pouvons-nous, sans effort notable, écouter un ami parler dans un café bondé et bruyant, ou suivre la mélodie d’un piano dans un orchestre ou d’une contrebasse dans un combo jazz ?

Une nouvelle approche non invasive, publiée en novembre 2017 dans la revue Journal of Neuroscience, révèle les mécanismes cérébraux de l’attention auditive.

La cartographie de l'attention sélective auditive du cerveau

La cartographie de l’attention sélective auditive du cerveau


Une équipe dirigée par des scientifiques de l’Université Carnegie Mellon et de l’Université de Birkbeck (Londres, Royaume-Uni) a développé une nouvelle approche de la manière dont le cerveau singularise un flux sonore spécifique provenant d’autres sons perturbants. En utilisant une nouvelle approche expérimentale, les scientifiques ont cartographié de façon non invasive l’attention sélective auditive soutenue dans le cerveau humain.

Cette étude jette les bases d’un suivi auditif déficient dû au vieillissement, à la maladie ou au traumatisme cérébral. De plus, elle permet de créer des interventions cliniques, comme l’entraînement comportemental, pour corriger ou prévenir les problèmes d’audition.

Écouter de la musique influence la dépression et en jouer peut protéger la santé du cerveau

Les déficits d’attention sélective auditive peuvent survenir pour de nombreuses raisons, comme un accident vasculaire cérébral (AVC), une commotion cérébrale, l’autisme ou même lors d’un vieillissement en bonne santé. Soulignons que les déficits auditifs sont également associés à l’isolement social, la dépression, la dysfonction cognitive ou le stress au travail.

Les chercheurs ont souhaité pousser la compréhension des mécanismes cognitifs et neuraux responsables de la façon dont le cerveau peut sélectionner ce qu’il faut écouter.

Une meilleure compréhension de l'architecture fonctionnelle et structurale du cerveau

Une meilleure compréhension de l’architecture fonctionnelle et structurale du cerveau


Afin de déterminer comment le cerveau peut écouter des informations importantes dans différentes gammes de fréquences acoustiques — tout comme faire attention aux aigus ou à la basse dans un enregistrement musical — huit adultes ont écouté une série de mélodies courtes et ont ignoré une autre distraction, répondant quand ils ont entendu une mélodie répétée.

Préserver sa santé auditive

Pour comprendre comment l’attention portée aux mélodies a modifié l’activation cérébrale, les chercheurs ont profité d’une manière clé pour que l’information sonore soit disposée à travers la surface, ou le cortex, du cerveau. Le cortex contient de nombreuses cartes tonotopiques (projection sur le cortex de l’échelle tonale) de la fréquence auditive, où chaque carte représente la fréquence un peu comme un vieil affichage radio, avec des fréquences basses à une extrémité, qui vont l’une au-dessus de l’autre. Ces cartes sont assemblées comme des pièces d’un puzzle dans la partie supérieure des lobes temporaux du cerveau.

Cartographie de l’attention sélective auditive du cerveau
© Carnegie Mellon University

Lorsque les personnes écoutaient les mélodies à différentes fréquences dans le scanner IRM, les parties des cartes accordées à ces fréquences étaient activées. Ce qui était surprenant ? Le simple fait de prêter attention à ces fréquences activait le cerveau de manière très similaire, non seulement dans quelques zones centrales, mais aussi sur une grande partie du cortex où l’on sait que les informations sonores arrivent et sont traitées.

Cartes tonotopiques de la fréquence auditive

Les chercheurs ont ensuite utilisé une nouvelle technique d’imagerie cérébrale à haute résolution appelée cartographie multiparamétrique. L’objectif était de voir comment se fait l’activation de l’audition ou juste comment se produit l’attention que l’on porte à différentes fréquences liées à une autre caractéristique du cerveau, ou la myélinisation.

La myéline est l’isolant électrique du cerveau, et les régions du cerveau diffèrent beaucoup quant à la quantité d’isolant de myéline qui entoure les parties des neurones qui transmettent l’information. La myéline est une « substance liquide complexe entrant dans la constitution de la gaine de nombreuses fibres nerveuses et responsable de l’aspect blanchâtre de ces fibres« .

Découverte de la synchronisation inter-cerveau

En comparant la fréquence et les cartes de la myéline, les chercheurs ont trouvé qu’elles étaient très liées dans des domaines spécifiques:  s’il y avait une augmentation de la quantité de myéline à travers une petite parcelle de cortex, il y avait aussi une augmentation de la préférence des neurones sur des fréquences particulières.

Enfin, cette découverte révèle un large potentiel pour découvrir certaines lignes de faille partagées dans le cerveau auditif. Les neuroscientifiques peuvent commencer à comprendre comment des différences subtiles dans l’architecture fonctionnelle et structurale du cerveau peuvent rendre certaines régions plus « fertile » pour apprendre de nouvelles informations comme la langue ou la musique.

© Blog Nutrition Santé – Jimmy Braun – Décembre 2018


Sources externes

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