Robust Neuronal Discrimination in Primary Auditory Cortex Despite Degradations of Spectro-temporal Acoustic Details: Comparison Between Guinea Pigs with Normal Hearing and Mild Age-Related Hearing Loss

International audienceThis study investigated to which extent the primary auditory cortex of young normal-hearing and mild hearing-impaired aged animals is able to maintain invariant representation of critical temporal-modulation features when sounds are submitted to degradations of fine spectro-temporal acoustic details. This was achieved by recording ensemble of cortical responses to conspecific vocalizations in guinea pigs with either normal hearing or mild age-related sensorineural hearing loss. The vocalizations were degraded using a tone vocoder. The neuronal responses and their discrimination capacities (estimated by mutual information) were analyzed at single recording and population levels. For normal-hearing animals, the neuronal responses decreased as a function of the number of the vocoder frequency bands, so did their discriminative capacities at the single recording level. However, small neuronal populations were found to be robust to the degradations induced by the vocoder. Similar robustness was obtained when broadband noise was added to exacerbate further the spectro-temporal distortions produced by the vocoder. A comparable pattern of robustness to degradations in fine spectro-temporal details was found for hearing-impaired animals. However, the latter showed an overall decrease in neuronal discrimination capacities between vocalizations in noisy conditions. Consistent with previous studies, these results demonstrate that the primary auditory cortex maintains robust neural representation of temporal envelope features for communication sounds under a large range of spectro-temporal degradations

Etude des réponses auditives dans le cortex occipital des mammifères aveugle de naissance

La question de l impact positif ou négatif de la cécité sur la perception par les autres sens, en particulier l audition, intéresse depuis des siècles la communauté scientifique. Il a été établi que des compensations auditives existent lorsque la cécité est de naissance. De tels sujets (humains ou animaux) montrent des capacités supérieures pour la discrimination des tonalités et la localisation des sons. Mais comment le cerveau améliore-t-il son fonctionnement ? Chez l Homme aveugle de naissance, des études d'imagerie ont montré que la perception des sons utilise des aires corticales additionnelles aux aires auditives : les aires visuelles occipitales.Nous avons étudié l'organisation fine des réponses auditives dans la région correspondant au cortex visuel primaire. Afin d'obtenir une forte précision, nos mesures ont été effectuées sur un modèle animal proche de l'homme, le chat, par le biais de l'imagerie optique. La fréquence sonore et la position de la source sonore dans l'espace ont été étudiées. Nous avons montré que la sélectivité aux fréquences sonores peut être organisée en domaines. Cette organisation diffère de celle des aires tonotopiques auditives et rappelle plutôt l'organisation d attributs visuels chez les individus voyants. Les informations spatiales semblent aussi organisées. Le cortex gauche analyse la scène auditive droite et inversement. Cette organisation rappelle l'organisation rétinotopique du cortex visuel. Notre étude a permis de montrer que le cortex occipital conserve les bases de son organisation fonctionnelle visuelle pour analyser les sons. D une certaine façon, les sujets aveugles de naissance visualisent les sons qu ils entendentPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

A New and Fast Characterization of Multiple Encoding Properties of Auditory Neurons

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