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Comment pouvons-nous, sans effort notable, écouter un ami parler dans un café bondé ou suivre la mélodie d’un violon dans un orchestre? Les scientifiques ont développé une nouvelle approche de la façon dont le cerveau isole un flux spécifique de sons provenant d’autres sons perturbants.
Une équipe dirigée par des scientifiques de l’Université Carnegie Mellon et de l’Université de Birkbeck, à Londres, a développé une nouvelle approche de la manière dont le cerveau singularise un flux sonore spécifique provenant d’autres sons perturbants. En utilisant une nouvelle approche expérimentale, les scientifiques ont cartographié de façon non invasive l’attention sélective auditive soutenue dans le cerveau humain. Publiée dans le Journal of Neuroscience, cette étude jette les bases d’un suivi auditif déficient dû au vieillissement, à la maladie ou au traumatisme cérébral et permet de créer des interventions cliniques, comme l’entraînement comportemental, pour corriger ou prévenir les problèmes d’audition.
«Les déficits d’attention sélective auditive peuvent survenir pour de nombreuses raisons – commotion cérébrale, accident vasculaire cérébral, autisme ou même vieillissement en bonne santé.» Ils sont également associés à l’isolement social, la dépression, la dysfonction cognitive et le manque de communication au travail. «Désormais, nous avons une compréhension claire ses mécanismes cognitifs et neuraux responsables de la façon dont le cerveau peut sélectionner ce qu’il faut écouter», a déclaré Lori Holt, professeur de psychologie au Collège Dietrich de CMU et membre du corps professoral du Centre pour la base neurale de la cognition (CNBC).
Pour déterminer comment le cerveau peut écouter des informations importantes dans différentes gammes de fréquences acoustiques – tout comme faire attention aux aigus ou aux graves dans un enregistrement musical – huit adultes ont écouté une série de mélodies courtes et ont ignoré une autre distraction, signalant quand ils ont entendu une mélodie se répéter.
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Pour comprendre comment l’attention portée aux mélodies a modifié l’activation cérébrale, les chercheurs ont profité du fait que l’information sonore est disposée à travers la surface, ou le cortex, du cerveau. Le cortex contient de nombreuses cartes «tonotopiques» de la fréquence auditive, où chaque carte représente la fréquence un peu comme un vieil affichage radio, avec des fréquences basses à une extrémité, et les aigus de l’autre. Ces cartes sont assemblées comme des pièces d’un puzzle dans la partie supérieure des lobes temporaux du cerveau.
Lorsque les personnes dans le scanner IRM écoutaient les mélodies à différentes fréquences, les parties des cartes accordées à ces fréquences étaient activées. Ce qui était surprenant était que le simple fait de prêter attention à ces fréquences activait le cerveau d’une manière très similaire – non seulement dans quelques zones centrales, mais aussi sur une grande partie du cortex où l’on sait que les informations sonores arrivent et sont traitées.
Les chercheurs ont ensuite utilisé une nouvelle technique d’imagerie cérébrale à haute résolution appelée cartographie multi paramétrique pour voir comment l’activation de l’écoute ou de prêter attention à différentes fréquences étaient reliées à une autre caractéristique du cerveau, ou à la myélinisation. La myéline est l’isolant électrique du cerveau, et les régions du cerveau diffèrent beaucoup quant à la quantité d’isolant de myéline qui entoure les parties des neurones qui transmettent l’information.
En comparant la fréquence et les cartes de la myéline, les chercheurs ont trouvé qu’elles étaient connectées à des secteurs spécifiques du cerveau : s’il y avait une augmentation de la quantité de myéline à travers une petite parcelle de cortex, il y avait aussi une augmentation de la préférence des neurones pour des fréquences particulières.
«C’était une découverte passionnante car elle révélait potentiellement certaines “lignes de rupture” communes dans le cerveau auditif», a déclaré Frederic Dick, professeur de neuroscience auditive cognitive au Birkbeck College et à l’University College de Londres. «Comme les chercheurs agronomes qui essaient de comprendre quelle combinaison de sols, d’eau et d’air rend certaines terres meilleures pour cultiver certaines plantes, les neuroscientifiques peuvent commencer à comprendre comment des différences subtiles dans l’architecture fonctionnelle et structurelle du cerveau peuvent rendre certaines régions plus “fertiles” pour apprendre de nouvelles informations comme la langue ou la musique.»
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Source : http://www.sciencedaily.com/releases/2017/12/171211140358.htm
Carnegie Mellon University. “Selecting sounds: How the brain knows what to listen to: New noninvasive approach reveals brain mechanisms of auditory attention.” ScienceDaily. ScienceDaily, 11 décembre 2017. Traduit par Julien Frère + Google Translate, 9 mai 2018
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