Perception auditive et substitution sensorielle chez la personne voyante et non-voyante : approche neuro-éthologique

Abstract

Sensory substitution refers to the use of one sensory modality to supply information normally gathered by another sense. In the case of blindness, visual information can be transmitted through the auditory or tactile channels. An auditory-for-visual substitution prosthesis has been developed in the Neural Rehabilitation Engineering Laboratory. During this PhD, we were interested in both the neural bases of auditory perception and the learning mechanisms of prosthesis use. This PhD work has shown the involvement of the occipital cortex during auditory processing in sighted subjects. It has allowed us to specify the organisation and the functionality of the occipital cortex in blind subjects. This PhD has also allowed us to define the learning mechanisms of prosthesis use. Finally, it has demonstrated the involvement of the visual areas during prosthesis use in blindfolded sighted subjects. All these results led us to suggest a general scheme of the neural mechanisms underlying the sensory substitution phenomenon. On the one hand, the visual mental imagery process seems to induce the recruitment of visual areas during the prosthesis use in sighted subjects. This process would induce a 'visual-like perception'. The contribution of mental imagery seems to increase through learning. On the other hand, auditory processing of stimuli coming from the prosthesis seems to be able to induce the recruitment of visual areas in the blindfolded sighted subjects. Both these mechanisms, mental imagery and auditory processing, may be involved in the recruitment of visual areas previously observed in blind subjects during the prosthesis use.La substitution sensorielle est une technique de réhabilitation qui vise à fournir des informations normalement transmises par une modalité sensorielle déficiente par le biais d'une autre modalité. Dans le cadre de la cécité, il s'agit de transmettre des informations visuelles via le canal auditif ou tactile. Une prothèse visuo-auditive a été développée au sein du laboratoire de Génie de la Réhabilitation Neurale. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés d'une part aux bases neurales de la perception auditive et d'autre part aux mécanismes d'apprentissage de l'utilisation de cette prothèse visuo-auditive. Cette thèse a permis de montrer chez le sujet voyant l'implication du cortex occipital dans le traitement de stimuli auditifs et de préciser l'organisation et le fonctionnement du cortex occipital chez le sujet non-voyant précoce. Elle a également permis de définir les mécanismes d'apprentissage de l'utilisation de la prothèse et a mis en évidence le recrutement des aires visuelles lors de l'utilisation de la prothèse chez le sujet voyant ayant les yeux bandés. L'ensemble de ces résultats nous a amené à proposer un schéma général des mécanismes neuraux sous-tendant le phénomène de substitution sensorielle. D'une part, un processus d'imagerie mentale visuelle semble être responsable du recrutement des aires visuelles chez le sujet voyant lors de l'utilisation de la prothèse. Ce processus d'imagerie induirait une perception « pseudo-visuelle ». L'importance de l'imagerie mentale visuelle semble augmenter au cours de l'apprentissage. D'autre part, le traitement auditif des stimuli provenant de la prothèse semble également pouvoir induire le recrutement des aires visuelles chez les sujets voyants. Ces deux mêmes mécanismes, imagerie mentale et traitement auditif, pourraient être impliqués dans le recrutement des aires visuelles précédemment observé chez le sujet non-voyant lors de l'utilisation de la prothèse.Thèse de doctorat en sciences biomédicales (neurosciences)(SBIM 3) -- UCL, 200