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Codages des messages sonores, des redondances aux contradictions, ou de l’audition naturelle à l’audition prothétique. Paul Avan Laboratoire de biophysique sensorielle Clermont-Ferrand. (bio)physique ou neurosciences?. Ohmdécomposition f von Helmholtz résonance - PowerPoint PPT Presentation

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Codages des messages sonores, des redondances aux contradictions, ou de laudition naturelle laudition prothtique

Codages des messages sonores,des redondances aux contradictions, oude laudition naturelle laudition prothtiquePaul AvanLaboratoire de biophysique sensorielleClermont-Ferrand(bio)physique ou neurosciences?Ohmdcomposition fvon Helmholtz rsonanceStevens (lve de Millikan)croissance de sonievon Bksymb basilaireGold, Kemp (astrophysique)mca. activeMcLeodimplant cochlaireProstHopfPhysiciens phnomnes vivants

Codage de la hauteur

Hauteur Pitch-: le percept auditif li la frquence, ou encore au taux de rptition des sons priodiques.Importance capitale pour la musique, la parole (notamment dans le bruit).Sons purs, complexes harmoniques fondamentale (f0) pas ncessairement prsenteProsodie (langues accentues ou non)Information smantique (langues tonales)Intonation pitch ou hauteurHauteur tonaleHauteur fondamentale (periodicity pitch)Hauteur brute ( timbre -centre de gravit nergtique)Hauteurs spectrales (lies aux raies spectrales)Hauteurs binaurales

Daprs Oxenham et al., PNAS 2011

Chaque note de la partition se rapporte une hauteur, dont la succession cre une mlodiecorrlats physiologiquesLa notion de hauteur est complexechelle de Stevens en mel (classement)Echelle en chroma (relative des intervalles / octave)Deux codages possibles, mathmatiquement duaux (f = 1/T) mais physiologiquement diffrents (place / cadence)Pour chaque codage, pt de dpart priphrique clair mais quelle interprtation centrale?

Cas particuliers insolubles:Mlodie ternellement ascendante de Shepard - Risset

Approches spectrales de la hauteur

De Cheveign 2005Approches temporelles de la hauteur.

De Cheveign 2005(F) est lautocorrlation de (E). Pas dalgorithme universel simple

(pas dalgorithme informatis trs efficace, notamment en prsence de bruit)

Cas plus compliqus : sons anharmoniques, apriodiques

Domaine spectralapproche tonotopique, code = place

Limites dun code positionnel

Daprs Zwislocki, 1999an intensity increment of only 10 dB caused the maximum to move by about 0.225 mm We observed, on the other hand, that the apical excitation cut-off did not depend on sound intensityDomaine temporelapproche / structure temporelle finecode = cadence

Autres faons de voir le synchronisme partiel ( en conditions naturelles)

Index de synchronisation1000 Hz3000 Hz18

Daprs Oxenham et al., PNAS 2011

Daprs Oxenham et al., PNAS 2011Quel codage de la hauteur, selon Oxenham?Soit: codage de la hauteur par lemplacement des vibrations (tonotopie cochlaire)

Soit: codage de la hauteur par la cadence des potentiels daction, mais alors, chez lhomme, elle doit pouvoir dpasser la limite habituelle.Autre intrt du synchronisme:Rsistance au bruit de fond

(Shamma, 1990)Son pur (1 kHz, flche verticale) mlang du bruit blancLe taux de dcharge moyen est le mme dans tous les neurones quelque soit leur frquence caractristique : ne permet pas lidentification du son

(Shamma, 1990)Cependant, les neurones codant pour peu prs 1 kHz tendent donner des dcharges priodiques. Cet indice, sil est exploit, trahit la prsence du son pur.Et la diplacousie?Phnomne selon lequel la hauteur diffre dune oreille lautre (> ton)Maladie de Menire (changement de rigidit de la partition cochlaire)Prise de carbamazpine (Tgrtol) inhibiteur des canaux aquaporine?? (E.LePage)Possible en cas dcoute hors frquenceFacile expliquer si hauteur code par la positionAutres arguments au dbat:temporel?tonotopique?Intensit croissante =>tonotopie dcaleSourdsSurdits avec carte tonotopique perturbe

Pas de synchro > 3 kHz (?)Sons de Zwicker (acouphnes accompagnant la fatigue due lexposition une bande de bruit)La hauteur?Code spectral? Temporel? Spectral? Peu importe finalement car les deux sont cohrents dans le monde physique (f = 1/T) oui, mais dans le monde des sourds appareills?

Mesures objectives?Krishnan et coll., 2005Extraction de lintonation / tronc crbral: FFR(frequency following evoked (EEG) responses)

Plasticit neuronale induite par lexprience

Krishnan et coll., 2005Des implants cochlaires l'accs au langage?

quels codages dans l'implant pour reproduire quels codages naturels?Limplant cochlaire pour qui?Surdits profondes bilatralesAvec score vocal < 50%Si post-linguales, pas de contrainte dgeSi prlinguales, appareillage

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