Etude des effets du traumatisme sonore sur une colonne corticale du cortex auditif primaire

Investigating the effects of noise trauma across a cortical column in the primary auditory cortex

• Auteur / Autrice : Vinay Parameshwarappa
• Direction : Arnaud Noreña
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 25/10/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Neurosciences Cognitives (Marseille ; 2012-2024)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Edeline
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yoh'i Zennou-Azogui, Lénaïc Monconduit, Andrej Kral
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Holger Schulze

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sons

Aire auditive

Acouphènes

Mots clés libres

Acouphènes

Cortex auditif

Couches

Exposition au bruit

Hyperactivité

Tinnitus

Auditory cortex

Layers

Noise exposure

Hyperactivity

Résumé

Le présent projet a pour but d'étudier les effets spécifiques des couches lors des activités spontanées et provoquées par le son après un traumatisme sonore aigu et chronique. Plus important encore, nous avons étudié les changements laminaires spatio-temporels dans les deux activités après un traumatisme sonore. Nos résultats montrent que le taux de tir et les potentiels de champ locaux pendant les activités spontanées et provoquées par le son ont été modifiés de façon spectaculaire dans toutes les couches corticales dans la région de fréquence inférieure et supérieure à la fréquence du traumatisme. L'exposition au bruit a considérablement modifié la structure spatio-temporelle de l'activité spontanée et provoquée par le son. Dans l'activité spontanée, nous montrons que la couche supragranulaire devient un récepteur d'entrée majeur dans les deux régions de fréquence après un traumatisme aigu et chronique. Après un traumatisme aigu, l'activité provoquée par le son a été renforcée dans toutes les couches de la région Be_TF et seulement dans les couches infragranulaires de la région Ab_TF. Inversement, l'activité synaptique dans les couches supragranulaires et granulaires était significativement accrue dans les deux régions de fréquence après un traumatisme chronique. Dans l'ensemble, le traumatisme sonore a eu des effets spécifiques aux couches et aux fréquences dans l'activité spontanée et provoquée par le son. De plus, nous suggérons que la propagation accrue de l'activité corticale à travers une colonne corticale induit un couplage fonctionnel aberrant du réseau cérébral étendu qui pourrait conduire à la génération de perceptions conscientes telles que les acouphènes.

The present project is aimed at studying the layer-specific effects during spontaneous and sound-evoked activity after acute and chronic noise trauma. Importantly, we investigated the spatiotemporal laminar changes in both the activities after noise trauma. Our results show that firing rate and local field potentials during spontaneous and sound-evoked activities were altered dramatically at all cortical layers in the frequency region below and above the trauma frequency. Noise exposure substantially altered the spatiotemporal structure of the spontaneous and sound-evoked activity. In the spontaneous activity, we show that the supragranular layer becomes a major input recipient in both frequency regions after acute and chronic trauma. After acute trauma, the sound-evoked activity was enhanced at all layers in the Be_TF region and only in the infragranular layers in the Ab_TF region. Conversely, synaptic activity in the supragranular and granular layers was significantly increased in both the frequency regions after chronic trauma. Overall, noise trauma had layer and frequency-specific effects in both spontaneous and sound-evoked activity. Further, we suggest that enhanced propagation of cortical activity across a cortical column induces aberrant functional coupling of the widespread brain network which could lead tthe o generation of conscious percept such as tinnitus.