Une nouvelle découverte dans le système auditif humain
Par Shawn Hayward, Institut et hôpital neurologiques de Montréal
Une découverte éclairante pour la recherche sur les troubles auditifs et l’entraînement du cerveau
Des chercheurs de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal de l’Université McGill ont fait une découverte importante concernant le système auditif humain et la façon de l’étudier. Les résultats pourraient donner lieu à de meilleurs examens et diagnostics des troubles liés à l’ouïe.
Les chercheurs ont détecté des réponses d’adoption de fréquence (RAF) provenant d’une partie du cerveau qu’on n’associait pas à de telles émissions. Les RAF sont des signaux neuronaux générés dans le cerveau lorsque nous entendons des sons.
Afin de repérer la source de RAF, l’équipe a eu recours à la magnétoencéphalographie (MEG), une technique idéale car elle n’est pas touchée par l’interférence des tissus du cerveau et du crâne comme c’est le cas de l’électroencéphalographie (EEG), la méthode utilisée le plus couramment pour étudier les signaux électriques dans le cerveau.
Les vingt personnes choisies pour prendre part à l’étude avaient réussi les tests concernant leur santé neurologique et celle de leur ouïe. Leurs réactions neuronales au son ont été mesurées à l’aide de la MEG, qui enregistre des fluctuations dans les champs magnétiques découlant de l’activité neuronale.
En plus de signaux de RAF émanant des générateurs sous-corticaux connus, la MEG a révélé de tels signaux provenant du cortex auditif, un fait non décelé jusqu’ici.
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La découverte de RAF procédant du cortex auditif éclaire la recherche sur la neuroplasticité et son potentiel d’améliorer le traitement de l’information auditive.
La neuroplasticité est la capacité du cerveau à s’adapter, par entraînement, à des stimuli externes. Selon des études, des enfants exposés à la musique ont de meilleures capacités langagières, peut-être en raison du traitement du son dans les zones sous-corticales. On sait aussi que la capacité de comprendre le langage parlé dans un environnement bruyant s’améliore avec une formation musicale.
Les effets de l’entraînement sur le cerveau ont été déduits à l’aide de RAF. Mieux comprendre les RAF et leurs origines permettra aux chercheurs de mesurer de façon plus précise comment le cerveau change avec l’expérience.
Les RAF ont aussi servi à étudier les difficultés d’apprentissage et l’autisme. Il s’avère que les enfants touchés par ces troubles ont une RAF altérée, une constatation attribuée à un dysfonctionnement du tronc cérébral. Outre de brosser un tableau plus clair de la façon dont les RAF sont générées, les constatations des chercheurs contribuent à la recherche sur les troubles de l’ouïe.
« On appelait jadis les RAF des “réponses évoquées auditives du tronc cérébral”, d’où notre grande surprise lorsque notre méthode a révélé que le cortex y contribuait beaucoup », indique Robert Zatorre, professeur de neurologie et neurochirurgie à l’Université McGill, et auteur principal. « Cela change tout, car nous savons désormais que nous devons chercher dans le tronc cérébral et dans le cortex pour des effets liés à une meilleure ouïe, due à une formation musicale par exemple, ou pour des effets liés à des problèmes auditifs, comme dans le vieillissement, ou certains troubles. »
« J’estime que nous pourrons apprendre du nouveau au sujet de plusieurs troubles », précise Emily Coffey, doctorante sous la direction de Robert Zatorre à l’INM et première auteure de l’article. « Nous serons en mesure d’étudier et de tester plus efficacement des thérapeutiques, car cette technique permet d’observer les interactions des éléments du système auditif au moment du traitement du son par le cerveau et peut-être de cibler des activités d’entraînement visant à améliorer des parties qui fonctionnent mal. »
Outre la découverte de nouvelles sources de RAF, le recours à la MEG à cette fin est en soi une importante avancée pour la recherche concernant le système auditif humain.
Auparavant, la MEG apparaissait inadéquate pour étudier des réponses auditives précoces dans le cerveau, en raison de la diminution rapide de la force du signal à mesure que la distance des sondes augmentait. Pour étudier des parties plus profondes du cerveau comme le tronc cérébral, la méthode privilégiée était l’EEG. Or, les avancées dans la technologie de la MEG durant la dernière décennie ont permis à l’équipe de réunir des données exactes à propos des origines des RAF au moyen de la MEG.
Les chercheurs ont enregistré les réactions à 12 000 sons par personne afin de faire la moyenne de l’effet du bruit aléatoire. Ils ont aussi appliqué certaines techniques de modélisation de sources distribuées, ce qui a permis de reconstituer mathématiquement la source du signal dans le cerveau.
Grâce à ces nouvelles méthodes de MEG, les chercheurs peuvent maintenant étudier des sources de RAF séparément et arriver à comprendre où se trouvent les changements et les différences dans la RAF.
« Nous avons ouvert un nouveau champ de recherche en mettant au point un nouvel outil. Les chercheurs pourront étudier de nouvelles questions utiles à propos de l’organisation du système auditif et de la cause de ce qui cloche », a indiqué Coffey.
L’étude a été financée par une bourse Research Incubator du Centre de recherche sur le cerveau, le langage et la musique (CRBLM) et a été soutenue par le programme en MEG que dirige le professeur Sylvain Baillet à l’Institut neurologique de Montréal.
Les résultats de l’étude ont paru dans Nature Communications, le 24 mars 2016. On peut lire l’article complet à : http://www.nature.com/ncomms/2016/160324/ncomms11070/full/ncomms11070.html
