Projet ANR-06-NEUR-0022 – HIT : Entendre dans le temps: etude comportementale de l'identification rapide de sons naturels, modèles basé sur les temps de potentiels d'action, et applications aux implants cochléaires
Programme : Neurosciences, neurologie et psychiatrie (NEURO) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR PARIS A)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Université de Toulouse III - Paul Sabatier
Montant : 340000.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs 
Les sons naturels contiennent une large quantité d'information sur le monde qui nous entoure. Même lorsque nous fermons les yeux, nous pouvons identifier la ou les sources sonores actives dans notre environnement. Le projet que nous proposons est focalisé sur cet aspect fondamental de l'audition : comment parvenons-nous à identifier les sons naturels ? Un corpus commun de stimuli servira de base à des expériences psychophysiques et une modélisation computationelle en vue d'aborder cette question. Les résultats attendus ont une implication pour les modèles de traitement neuronal auditif, ainsi que pour la réhabilitation par le biais d'implants cochléaires. Pour mener à bien le projet, deux laboratoires combinent leurs expertises dans les différentes disciplines concernées. Notre projet s'intéresse aux codes utilisés pour la perception et au futur des interfaces cerveau-machine, il s'inscrit donc naturellement dans les objectifs du programme Perception et Action de l'ANR Neurosciences.RESUME PROJET – Description 
Le projet s'articule en trois parties : Psychophysique, Modélisation, et Applications
Psychophysique. Il semble évident que nous sommes remarquablement performants pour identifier les sons de l'environnement. Pourtant, il n'existe que très peu de données psychophysiques pour étayer cette observation et tenter de comprendre les mécanismes neuronaux impliqués. Nous proposons une série d'expériences basées sur la technique des temps de réaction, dans des conditions acoustiques contrôlées, pour étudier l'identification du timbre des sons complexes. Les sons choisis seront des sons naturels, des sons naturels restreints en durée, et des chimères acoustiques entre sons naturels.
Modélisation. Dans la modalité visuelle, des données sur la catégorisation rapide d'images naturelles ont amené l'hypothèse d'un codage neuronal basé sur les temps de décharge et notamment le codage par rang. Pour l'audition, les temps de décharge ont pu être proposés pour le codage de de la hauteur, la localisation ou la sonie. Nous proposons d'examiner le potentiel de modèles basés sur un code temporel par rang pour identifier le timbre de sons naturels.
Applications. Deux champs d'applications sont envisagés. Les implants cochléaires sont une neuroprothèse qui stimule électriquement le nerf auditif de patients ayant une perte sensori-neurale profonde, pour recouvrer une partie des fonctions auditives. Les progrès dans le domaine ont été importants, mais des difficultés persistent notamment en ce qui concerne la perception dans le bruit ou l'écoute de la musique. Nous proposons de réaliser des expériences manipulant le temps d'activation des différentes électrodes, en relation avec les modèles basés sur le temps de décharge, pour explorer le potentiel de tels indices dans les futurs algorithmes de traitement. Enfin, un modèle d'indentification de sons simples serait d'intérêt dans divers domaines industriels, et nous examinerons la robustesse de nos modèles à des situations réalistes.RESUME PROJET – Resultats attendus 
Nous recueillerons la première base de données comportementales relative à l'identification de sons complexes, avec un ensemble convergent de techniques psychophysiques et un corpus commun de sons naturels. Ces données placeront des contraintes fortes sur les mécanismes neuronaux de l'identification des sons. Elles devraient susciter de nouvelles problématiques que les neurosciences de l'audition pourront aborder en utilisant l'imagerie cérébrale ou l'électrophysiologie. Le travail théorique et de modélisation examinera pour la première fois l'utilisation du codage par rang de décharge dans la modalité auditive, à la fois dans des conditions de laboratoire et dans des conditions réalistes. Finalement, l'étude des temps d'activation d'électrodes dans les implants cochléaires devrait augmenter nos connaissances fondamentales sur les codes neuronaux utilisés par le système auditif no