Dynamique de la construction de la perception auditive consciente : aspects électrophysiologiques et corrélats informationnels neuronaux

Dynamics of the construction of conscious auditory perception : electrophysiological aspects and neural informational correlates

• Auteur / Autrice : Alexandre Veyrié
• Direction : Laurent Pezard, Jean-Christophe Sarrazin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 12/05/2023
• 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 : Mireille Bonnard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Pezard, Jean-Christophe Sarrazin, Nathan Faivre, Alexandre Zénon, Frédéric Alexandre
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathan Faivre, Alexandre Zénon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux cérébraux

Électrophysiologie

Perception auditive

Perception

Mots clés libres

Perception

Corrélats

Audition

Dynamique

Information

Electrophysiologie

Perception

Correlates

Audition

Dynamics

Information

Electrophysiology

Résumé

Dans le cadre de situations opérationnelles en aéronautique, un pilote peut ne pas percevoir une alarme sonore pourtant bien au-dessus du seuil de détection, engendrant ainsi un risque important pour la sécurité des opérations aériennes. Détecter une cible auditive d'intérêt représente un phénomène de perception auditive consciente, basé sur une analyse de la scène auditive. Actuellement, un défi majeur consiste à pouvoir aider au diagnostic et à la prédiction de l'accès conscient et à la dynamique de sa construction au moyen de marqueurs physiologiques. En vue de fournir des neurofeedbacks aux pilotes dans les futurs neuro-cockpits, il est nécessaire de caractériser la perception à des niveaux comportementaux et électrophysiologiques. L'objectif de cette thèse a donc été d'étudier la pertinence de certains indicateurs des propriétés de l'activité cérébrale dans la caractérisation de la perception auditive consciente. Ce travail a cherché à caractériser la dynamique de la construction de la perception auditive consciente à travers des aspects comportementaux, électrophysiologiques et des corrélats informationnels neuronaux macroscopiques. Pour y parvenir, nous avons étudié la conscience perceptive auditive chez l'être humain adulte sain sur la base d'expérimentations de psychologie expérimentale et d'électroencéphalographie dans une situation de masquage informationnel. Nous avons réalisé deux études expérimentales, l'une comportementale et l'autre électrophysiologique. La première étude nous a permis de montrer qu'il est possible : i) d'étudier l'influence de facteurs du stimulus sur la construction de la dynamique de la conscience perceptive dans le masquage informationnel spécifiquement à l'aide de modèles d'analyse de données de temps à l'évènement (ou modèles de données de survie) ; et ii) d'utiliser des combinaisons spécifiques de facteurs du stimulus auditif afin de «régler» cette dynamique et de permettre l'examen des processus cognitifs et neuronaux sous-jacents. En utilisant ces combinaisons, la seconde étude nous a permis de montrer : i) une reproduction des corrélats neuronaux de potentiels liés à l'évènement issus de la littérature de la perception auditive consciente dans le masquage informationnel ; et que, la perception auditive consciente entraîne ii) une modification du contenu en information et en complexité du signal neuronal ; iii) une modification des patterns de transmission de l'information au sein de réseaux cérébraux avec notamment la présence d'un centre informationnel pariétal postérieur vers lequel se dirige de l'information et enfin iv) une hausse de l'intégration de l'information au sein des cortex auditifs. Plusieurs indicateurs issus de ce travail pourront être utilisés pour caractériser l'accès conscient d'une cible auditive et ainsi apporter des solutions au problème de l'absence de perception de l'alarme sonore par un pilote.

In some operational situations in aeronautics, a pilot may not perceive an audible alarm even though it is well above the detection threshold, thus creating a significant risk for the safety of air operations. Detecting an auditory target of interest is a phenomenon of conscious auditory perception, based on an analysis of the auditory scene. Currently, a major challenge is to be able to assist in the diagnosis and prediction of the conscious access and its construction dynamics by means of physiological markers. In order to provide neurofeedbacks to pilots in future neurocockpits, it is necessary to characterize perception at behavioral and electrophysiological levels. The objective of this thesis was therefore to study the relevance of some indicators of brain activity properties in the characterization of conscious auditory perception. This work sought to characterize the dynamics of the construction of conscious auditory perception through behavioral, electrophysiological and macroscopic neural informational correlates. To achieve this, we studied auditory perceptual awareness in healthy adult humans based on experimental psychology and electroencephalography experiments in an informational masking situation. We conducted two experimental studies, one behavioral and the other electrophysiological. The first study allowed us to show that it is possible: i) to study the influence of stimulus factors on the construction of perceptual awareness dynamics in informational masking specifically using time-to-event data analysis models (or survival data models); and ii) to use specific combinations of auditory stimulus factors to ''tune'' these dynamics and allow the examination of underlying cognitive and neural processes. Using these combinations, the second study allowed us to show: (i) a reproduction of the neural correlates of event-related potentials from the literature of conscious auditory perception in informational masking; and that, conscious auditory perception leads to (ii) a modification of the information content and complexity of the neural signal; (iii) a modification of information transmission patterns within brain networks with notably the presence of a posterior parietal informational center to which information is directed and finally (iv) an increase in information integration within auditory cortices. Several indicators resulting from this work could be used to characterize the conscious access of an auditory target and thus bring solutions to the problem of the absence of perception of the sound alarm by a pilot.