Modulation centrale du fonctionnement cochléaire chez l’humain : activation et plasticité

Central modulation of cochlear functioning in human : activation and plasticity

• Auteur / Autrice : Xavier Perrot
• Direction : Lionel Collet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives. Neurosciences cognitives
• Date : Soutenance le 27/04/2009
• Etablissement(s) : Lyon 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neurosciences et systèmes sensoriels
• Jury : Président / Présidente : Olivier Koenig
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Liégeois-Chauvel, Paul Avan, Catherine Fischer, Francis Mauguiere
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Liégeois-Chauvel, Paul Avan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurosciences cognitives

Audiométrie

Cochlée

Mots clés libres

Asymétrie efférente interaurale

Atténuation équivalente

Cortex auditif

Épilepsie pharmacorésistante

Humain

Mécanismes cochléaires actifs

Musiciens

Otoémissions acoustiques provoquées

Perception auditive dans le bruit

Plasticité auditive liée à l’activité épileptique

Plasticité auditive liée à la pratique musicale

Stéréo-électroencéphalographie

Stimulation électrique intracérébrale

Suppression controlatérale

Système efférent olivocochléaire médian

Voies auditives corticofuges descendantes

Active cochlear micromechanisms

Auditory cortex

Auditory perception in noise

Contralateral acoustic suppression

Corticofugal descending auditory pathways

Epilepsy-related auditory plasticity

Equivalent attenuation

Human

Interaural efferent asymmetry

Intracerebral electrical stimulation

Intracranial electroencephalography

Medial olivocochlear efferent system

Musicians

Music-related auditory plasticity

Refractory epilepsy

Transient evoked otoacoustic emissions

Résumé

Le système auditif possède deux particularités. En périphérie, les mécanismes cochléaires actifs (MCA), sous-tendus par la motilité des cellules ciliées externes (CCE), interviennent dans la sensibilité auditive et la sélectivité fréquentielle. Sur le versant central, le système efférent olivocochléaire médian (SEOCM), qui se projette sur les CCE et module les MCA, améliore la perception auditive en milieu bruité. Sur le plan exploratoire, ces deux processus peuvent être évalués grâce aux otoémissions acoustiques provoquées (OEAP) et leur suppression controlatérale. Par ailleurs, des résultats expérimentaux chez l’animal ont montré l’existence d’un rétrocontrôle exercé par le système auditif corticofuge descendant (SACD) sur la cochlée, via le SEOCM.Le présent travail comporte trois études réalisées chez l’humain, visant à explorer les interactions entre SACD, SEOCM et MCA. Les études 1 et 2, utilisant une méthodologie innovante chez des patients épileptiques réalisant une stéréo-électroencéphalographie, ont révélé un effet atténuateur différentiel de la stimulation électrique intracérébrale sur l’amplitude des OEAP, en fonction des modalités de stimulation, ainsi qu’une variabilité de cet effet selon les caractéristiques de l’épilepsie. L’étude 3 a montré un renforcement bilatéral de l’activité du SEOCM chez des musiciens professionnels.Pris dans leur ensemble, ces résultats fournissent d’une part, des arguments directs et indirects en faveur de l’existence d’un SACD fonctionnel chez l’humain. D’autre part, des phénomènes de plasticité à long terme, pathologique ou supranormale, seraient susceptibles de modifier l’activité de cette voie cortico-olivocochléaire.

The auditory system has two special features. At peripheral level, active cochlear micromechanisms (ACM), underlain by motility of outer hair cells (OHC), are involved in auditory sensitivity and frequency selectivity. At central level, the medial olivocochlear efferent system (MOCES), which directly projects onto OHC to modulate ACM, improves auditory perception in noise. From an exploratory point of view, both processes can be assessed through transient evoked otoacoustic emissions (TEOAE) and the procedure of contralateral suppression. In addition, experimental data in animals have disclosed a top-down control exerted by corticofugal descending auditory system (CDAS) on cochlea, via MOCES.The present work comprises three studies carried out in human, aiming to investigate interactions between CDAS, MOCES and ACM. The first and second studies, based on an innovative experimental procedure in epileptic patients undergoing presurgical stereoelectroencephalography, have revealed a differential attenuation effect of intracerebral electrical stimulation on TEOAE amplitude depending on stimulation modalities, as well as a variability of this effect depending on the clinical history of epilepsy. The third study has shown a bilateral enhancement of MOCES activity in professional musicians.Taking together, these results provide direct and indirect evidence for the existence of a functional CDAS in humans. Moreover, possible long-term plasticity phenomenon, either pathological –as in epileptic patients– or supernormal –as in professional musicians– may change cortico-olivocochlear activity.