IMAGING EMOTIONAL SOUNDS PROCESSING AT 7T

Emotional sounds and their localization are influential stimuli that we need to process all along our life. Affective information contained in sounds is primordial for the human social communications and interactions. Their accurate localization is important for the identification and reaction to environmental events. This thesis investigate the encoding of emotional sounds within auditory areas and the amygdala (AMY) using 7 Tesla fMRI. In a first experiment, we studied the encoding of emotion and vocalization and their integration in early-stage auditory areas, the voice area (VA) and the AMY. We described that the response of the early-stage auditory areas was modulated by the vocalization and by the affective content of the sounds, and that this affective modulation is independent of the category of sounds. In contrast, AMY process only the emotional part, while VA is responsible for the processing of the emotional valence specifically for the human vocalization (HV) categories. Finally, we described a functional correlation between VA and AMY in the right hemisphere for the positive vocalizations only. In a second experiment, we investigated how the spatial origin of an emotional sound (HV or non- vocalizations) modulated its processing within early-stage auditory areas and VA. We highlighted a left hemispace preference for the positive vocalizations encoded bilaterally in the primary auditory cortex (PAC). Moreover, comparison with the first study indicated that the saliency of emotional valence could be increased by spatial cues, but that the encoding of vocalization is not impacted by the spatial context. Finally, we examined the functional correlations between early-stage auditory areas and VA and how they are modulated by the sound category, the valence and the lateralization. We documented a strong coupling between VA and early-stage auditory areas during the presentation of emotional HV, but not for other environmental sounds. The category of sound modulated strongly the functional correlations between VA, PAC and auditory belt areas, while the spatial positioning induced only a weak modulation and no modulation was caused by the affective content. Overall, these studies demonstrate that the affective load modulates the processing of sounds within VA only for HV, and that this preference for vocalizations impacts the functional correlations of VA with other auditory regions. This strengthens the importance of VA as a computation hub for the processing of emotional vocalizations. -- Les sons émotionnels ainsi que leur localisation sont des stimuli importants que nous devons traiter tout au long de notre vie. L’information affective contenue dans les sons est primordiale pour les communications et interactions sociales. Leur localisation correcte est importante pour l’identification et la réaction par rapport aux événements nous entourant. Cette thèse étudie l’encodage des sons émotionnels dans les aires auditives et l’amygdale (AMY) en utilisant l’IRM fonctionnel à 7 Tesla. Dans une première expérience, nous avons étudié l’encodage des émotions et des vocalisations, ainsi que leur intégration dans les aires auditives primaires et non-primaires, dans l’aire des voix (VA) et dans AMY. Nous avons décrit que la réponse des aires auditives primaires et non-primaires étaient modulées par les vocalisations ainsi que par le contenu affectif des sons, et que cette modulation affective était indépendante de la catégorie sonore. En revanche, AMY traite uniquement la partie émotionnelle, tandis que la VA est responsable du traitement de la valence émotionnelle spécifiquement pour les vocalisations humaines (HV). Finalement, nous avons décrit une corrélation fonctionnelle entre VA et AMY dans l’hémisphère droit pour les vocalisations positives uniquement. Dans une seconde expérience, nous avons cherché à comprendre de quelle manière l’origine spatiale d’un son émotionnel (HV et non-vocalisations) modulait son traitement dans les aires auditives, primaires et non-primaires, et VA. Nous avons mis en évidence une préférence de l’hémi-champ gauche pour les vocalisations positive encodées bilatéralement dans le cortex auditif primaire (PAC). De plus, une comparaison avec la première étude a indiqué que l’importance de la valence émotionnelle pourrait être augmentée grâce aux indices spatiaux, mais que l’encodage des vocalisations n’étaient pas impacté par le contexte spatial. Finalement, nous avons examiné les corrélations fonctionnelles entre les aires auditives primaires, non-primaires et VA afin d’évaluer de quelle manière elles étaient modulées par la catégorie sonore, la valence et la latéralisation. Nous avons mis en évidence un fort couplage entre VA et les aires auditives primaires et non-primaires durant la présentation des HV émotionnelles, mais cet effet n’était pas présent pour les autres sons environnementaux. La catégorie sonore modulait fortement les corrélations fonctionnelles entre VA, PAC et les régions auditives latérales, alors que le positionnement spatial n’influençait que faiblement leur modulation. De plus, il n’y avait pas de modulation causée par le contenu affectif. En résumé, ces études démontrent que le contenu affectif module le traitement des sons dans VA uniquement pour les HV, et que cette préférence pour les vocalisations a un impact sur les corrélations fonctionnelles de cette région avec les autres régions auditives. Cela souligne l’importance de VA comme centre computationnel pour le traitement des vocalisations émotionnelles