Le rôle des entrées somatosensorielles orofaciales dans la perception et la production de la parole chez les personnes malentendantes

The role of orofacial somatosensory inputs in speech perception and production in individuals with hearing-impairment

• Auteur / Autrice : Monica Ashokumar
• Direction : Jean-Luc Schwartz, Takayuki Ito
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives, psychologie et neurocognition
• Date : Soutenance le 30/04/2024
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images parole signal automatique (2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Perrier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Takayuki Ito, Axelle Calcus
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lucie Ménard, Douglas M. Shiller

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fonctions orales

Perception de la parole

Stimulations oro-faciales

Troubles de l'ouïe

Mots clés libres

Fonction somatosensorielle

Lien perception-Production

Déficience auditive

Somatosensory Function

Perception-Production link

Hearing-Impairment

Résumé

Les personnes malentendantes (HI) peuvent percevoir les sons de la parole à l'aide d'appareils auditifs (HA) et/ou d'implants cochléaires (CI). Par conséquent, des facteurs concernant ces dispositifs, tels que l’âge d’implantation, le type de dispositif utilisé et la durée d’utilisation du dispositif, peuvent affecter le développement de leur capacité de perception de la parole. Des découvertes récentes suggèrent l'implication des entrées somatosensorielles orofaciales dans la perception de la parole. Le développement de leur capacité de perception de la parole peut être lié à l'acquisition de cette intégration auditive-somatosensorielle dans la perception de la parole. L'objectif de cette thèse est d'étudier le rôle des entrées somatosensorielles orofaciales dans la perception et la production de la parole chez les individus HI et ayant une audition normale (NH).Dans une série d’études, la stimulation somatosensorielle orofaciale combinée à une déformation de la peau du visage a été utilisée comme outil principal. Cette stimulation somatosensorielle induit une modulation perceptuelle, qui est représentée par le déplacement de la frontière catégorielle dans la perception des voyelles, lorsque la stimulation a été appliquée avec le son de la parole. Cette thèse s'est principalement concentrée sur la façon dont cet effet somatosensoriel sur la perception est lié aux capacités de production et de perception.La première étude a examiné une relation entre l'effet somatosensoriel orofacial sur la perception de la parole et les performances de production chez les individus NH. L'ampleur de l'effet somatosensoriel dans la perception de la parole était positivement corrélée à la distance acoustique entre les voyelles cibles en production. Le résultat suggère que l’acquisition de performances précises de production vocale pourrait être associée à un plus grand gain d’intégration auditive-somatosensorielle.La deuxième étude a examiné si l'entraînement à la perception de la parole avec stimulation somatosensorielle modifiait la production de la parole. L'entraînement perceptuel était une tâche d'identification des voyelles avec stimulation somatosensorielle. Suite à cet entraînement perceptuel, la performance de production des voyelles correspondantes a été modifiée de manière fiable, alors que l'entraînement perceptuel avec les sons auditifs seuls ne l'a pas été. Les résultats suggèrent que la réception de paires spécifiques d’entrées auditives-somatosensorielles peut être importante dans l’apprentissage moteur de la parole.La troisième étude a examiné si les individus HI présentaient également un effet somatosensoriel sur la perception de la parole et comment cet effet était lié à leur capacité auditive. La capacité auditive des personnes HI a été évaluée par le seuil d'audition dans le bruit, obtenu à l'aide d'un test de parole dans le bruit, et par des facteurs concernant leur aide auditive. Les résultats ont montré que l’effet somatosensoriel variait en fonction de leur capacité auditive. Les utilisateurs de longue date d’HA qui présentaient également un seuil de bruit élevé ont montré un effet somatosensoriel significatif sur la perception de la parole. En revanche, les utilisateurs d’IC, qui avaient également un seuil d’audition relativement bas dans le bruit, ont montré peu ou pas de changements dans la perception de la parole dus à la stimulation somatosensorielle. Le développement de la capacité auditive basé sur l'expérience auditive peut affecter l'acquisition de l'intégration auditive-somatosensorielle.La quatrième étude a examiné si les individus HI présentaient une adaptation sensorimotrice en utilisant un feedback auditif altéré. Les résultats ont montré que les utilisateurs de CI à long terme ont montré une adaptation, mais pas les utilisateurs de HA. Étant donné que les utilisateurs de longue date d'IC ont pu identifier une petite différence auditive entre les stimuli auditifs synthétisés en tant qu'individus NH,

Hearing-impaired (HI) individuals can perceive speech sounds with the help of hearing-aids (HA) and/or cochlear-implants (CI). Hence, factors concerning those devices, such as implantation age, type of device used and the usage duration of device, can affect the development of their speech perception ability. Recent findings suggest the involvement of orofacial somatosensory inputs in speech perception. The development of their speech perception ability may be related to the acquisition of this auditory-somatosensory integration in speech perception. The aim of this thesis is to investigate the role of orofacial somatosensory inputs in speech perception and production in HI and normal hearing (NH) individuals.In a series of studies, orofacial somatosensory stimulation associated with facial skin deformation was used as a main tool. This somatosensory stimulation induces perceptual modulation, which is represented by the shift of categorical boundary in vowel perception, when the stimulation was applied with the speech sound. This thesis mainly focused on how this somatosensory effect in perception is related to the production and perception abilities.The first study examined a relationship between the orofacial somatosensory effect in speech perception and production performance in NH individuals. Amplitude of somatosensory effect in speech perception was positively correlated with the acoustic distance between the target vowels in production. The result suggests that acquiring a precise performance of speech production can be associated with greater gain of auditory-somatosensory integration.The second study examined whether speech perceptual training with somatosensory stimulation modifies speech production. The perceptual training was a vowel identification task with somatosensory stimulation. Following this perceptual training, production performance of corresponding vowel sounds was reliably changed while the perceptual training with auditory sounds alone was not. The results suggest that receiving specific pairs of auditory-somatosensory inputs can be important in speech motor learning.The third study examined whether HI individuals also showed the somatosensory effect in speech perception and how this effect is related to their hearing ability. Hearing ability of HI individuals was evaluated as hearing threshold in noise, which was obtained using a speech-in-noise test, and factors concerning their hearing device. The results showed that somatosensory effect was varied depending on their hearing ability. Long-time HA users who also had high threshold in noise, showed large somatosensory effect in speech perception. In contrast, CI users, who also had relatively low hearing threshold in noise, showed little or no changes in speech perception due to somatosensory stimulation. The development of hearing ability based on hearing experience can affect the acquirement of auditory-somatosensory integration.The fourth study examined whether HI individuals showed sensorimotor adaptation using altered auditory feedback. The results showed long-time CI users showed an adaptation but HA users did not. Since the long-time CI users were able to identify auditorily small difference of synthesized auditory stimuli as NH individuals, speech sensorimotor adaptation in HI individuals can be similar to the one in NH individuals when they can receive proper auditory feedback by using hearing devices.In all, the development of auditory-somatosensory integration can be related to the development of perception and production abilities. Somatosensory inputs can play an important role in the development of speech perception in both HI and NH individuals.