Comment le cerveau traite les sons que l'on fait soi-même

Une question clé en neurosciences est de savoir comment les animaux, y compris les humains, différencient les sons qu'ils produisent eux-mêmes de ceux qui viennent du monde extérieur. On pense que certains circuits cérébraux aident à cela en réduisant leur réponse aux sons générés par nos propres actions. Cette Suppression rendrait le Cerveau plus sensible aux sons extérieurs. C'est particulièrement pertinent dans l'étude de la parole, où l'activité cérébrale diminue dans les zones qui traitent le son quand une personne parle. Si le cerveau s'attend à entendre quelque chose et qu'il entend autre chose pendant la parole, sa réponse à cette discordance est amplifiée pour corriger la production de la parole.

Les chercheurs testent souvent cette idée en modifiant intentionnellement le retour auditif qu'une personne reçoit pendant qu'elle parle. Par exemple, ils peuvent retarder le feedback, ce qui peut perturber la parole normale. Ou bien, ils peuvent changer la hauteur de la voix de la personne, la forçant à ajuster son Discours en réponse. De nombreuses études ont montré des changements dans l'activité cérébrale lorsque cela se produit, surtout dans les zones impliquées dans le traitement du son. Cependant, il n'est pas clair si les mêmes zones cérébrales qui montrent une suppression en parlant répondent aussi fortement quand le feedback auditif est modifié.

#Le Problème du Feedback Auditif

Quand les gens parlent, les réponses auditives dans le cerveau sont généralement plus faibles que lors d'une écoute passive des sons. Cela a été montré dans plusieurs études, soulignant l'adaptation du cerveau à la parole. Dans certains cas, alors que les réponses sont souvent supprimées, il y a des instances où des zones cérébrales montrent une activité accrue, en particulier lorsque le retour sonore est modifié. Cela soulève la question de savoir si les zones qui suppriment les réponses aux sons auto-générés sont les mêmes qui réagissent aux changements de feedback.

D'autant plus compliqué, le fait que l'attention joue un rôle significatif pendant la parole. Alors que la parole normale ne nécessite pas beaucoup de concentration consciente, les tâches avec feedback demandent généralement plus d'attention. On sait bien que quand les gens se concentrent plus sur un son, leur réponse cérébrale à ce son augmente. Cela suggère que quand les gens prêtent plus attention au feedback pendant qu'ils parlent, la réponse du cerveau pourrait également devenir plus forte.

Pour explorer ces idées, les chercheurs ont voulu découvrir si la suppression de la réponse auditive pendant la parole améliore réellement la Sensibilité aux changements du feedback auditif. Ils voulaient aussi comprendre comment l'attention influence cette sensibilité en comparant les réponses cérébrales pendant la parole normale et quand le feedback auditif était intentionnellement modifié.

#Méthodologie

L'étude concernait des participants qui étaient des patients épileptiques subissant des interventions neurochirurgicales. Ces patients avaient des électrodes implantées dans leur cerveau pour surveiller l'activité électrique, permettant une observation précise de la façon dont différentes zones cérébrales réagissaient pendant diverses tâches de parole.

#Participants

Un total de 35 patients ont participé, avec des configurations différentes selon les besoins cliniques. Tous les participants ont donné leur consentement éclairé. Les chercheurs formés ont utilisé une gamme de discours et de réponses pour recueillir des données à partir des électrodes implantées.

#Techniques d'Enregistrement

Les chercheurs ont utilisé une méthode appelée électroencéphalographie intracrânienne (iEEG) pour mesurer l'activité cérébrale. Cette méthode implique d'utiliser de petites électrodes pour capter des signaux électriques du cerveau. L'implantation de ces électrodes était guidée par des considérations cliniques.

#Tâches de Parole

Les participants ont été invités à réaliser plusieurs tâches de parole :

1. Répétition de Mots Auditifs (RMA) : Les participants écoutaient des mots et les répétaient à voix haute.
2. Lecture de Mots Visuels (LMV) : Les participants lisaient des mots présentés visuellement et les prononçaient à haute voix.
3. Feedback Auditif Retardé (FAR) : Dans cette tâche, les participants lisaient des mots à haute voix tout en entendant leur voix avec un délai.
4. Lecture de Mots Visuels avec Feedback Auditif (LMV-FA) : Les participants lisaient des mots tout en entendant leur propre voix sans délais.

#Analyses Statistiques

Les chercheurs ont analysé l'activité cérébrale pour voir comment les réponses variaient entre parler et écouter. Ils ont observé les changements dans les signaux cérébraux pendant différentes tâches de parole et ont comparé les réponses aux changements de feedback auditif.

#Résultats sur les Réponses Auditives Pendant la Parole

#Réponses dans Différentes Tâches

À travers les tâches de parole, les réponses cérébrales ont été mesurées dans plusieurs régions impliquées dans l'audition et la production de la parole. Quand les participants écoutaient des mots prononcés, des zones comme le gyrus temporal supérieur (GTS) montraient une forte activité. Cependant, quand les participants parlaient, cette activité était significativement réduite, indiquant une forme de suppression. En revanche, les zones responsables des mouvements musculaires montraient une activité accrue pendant la parole.

#Éviter la Suppression de Répétition

Pour s'assurer que les réductions observées de l'activité cérébrale n'étaient pas simplement dues à l'écoute répétée des mêmes sons, l'étude a inclus une tâche où les participants n'entendaient chaque mot qu'une seule fois. Les résultats ont montré des motifs de suppression similaires, confirmant que la réduction de l'activité était vraiment liée à l'acte de parler.

#Mesurer la Suppression et la Sensibilité

Les chercheurs ont créé un moyen de quantifier la suppression qui se produisait dans l'activité cérébrale quand les participants parlaient par rapport à quand ils écoutaient. Ils ont appelé cela l'Indice de Suppression, avec des valeurs positives indiquant une suppression plus forte pendant la parole.

#Sensibilité au Feedback

Pour examiner à quel point le cerveau pouvait répondre aux changements du feedback auditif, les chercheurs ont introduit l'Indice de Sensibilité. Cela mesurait comment les réponses cérébrales changeaient lorsque le feedback auditif était retardé.

#Corrélation Entre Suppression et Sensibilité

Les résultats ont indiqué que les zones cérébrales dans le GTS qui montraient une forte suppression avaient également de grandes réponses quand le feedback auditif était modifié. Cela suggère que ces zones ne sont pas seulement impliquées dans la suppression des sons auto-générés, mais aussi dans la détection des discordances dans le feedback auditif.

#Le Rôle de l'Attention

Le niveau d'attention nécessaire pour les tâches de parole variait. Les activités impliquant un feedback modifié nécessitaient plus d'effort conscient par rapport à la parole normale. Les chercheurs ont noté qu'une attention accrue conduisait à des réponses cérébrales renforcées.

#Réponses Neuronales Accrues Pendant les Tâches de Feedback

Dans les tâches où le feedback auditif était retardé, les réponses cérébrales étaient significativement plus grandes que dans les tâches où le feedback était constant. Cela indiquait que l'effort supplémentaire et la concentration nécessaires pendant les tâches de feedback entraînaient une activité neuronale accrue.

#Exploration des Gradients Antéro-Postérieurs

Une découverte intéressante a été l'observation de différents motifs de réponse dans les parties postérieure et antérieure du GTS. Les zones situées vers l'arrière du GTS montraient des réponses plus importantes lorsque les participants faisaient face à des défis avec un feedback auditif retardé, tandis que celles plus proches de l'avant affichaient des motifs d'activation différents. Ces résultats suggèrent un gradient de sensibilité de réponse à travers le GTS.

#Discussion et Interprétation

L'étude a trouvé que les zones auditives responsables du traitement des sons pendant la parole montraient un motif complexe d'activité. Bien que certaines zones suppriment les réponses aux sons générés soi-même, d'autres sont sensibles aux changements dans le feedback auditif.

#Implications pour le Suivi de la Parole

Les résultats soutiennent l'idée que la suppression des réponses auditives pendant la parole est liée à la détection d'erreurs dans la parole. Le chevauchement entre suppression et sensibilité suggère que le cerveau utilise des mécanismes communs pour gérer ces deux processus. Cela a des implications importantes pour comprendre comment les gens contrôlent leur parole et réagissent aux informations auditives.

#Directions Futures

L'étude a souligné la nécessité de plus de recherches pour explorer l'interaction entre attention, feedback auditif et production de la parole. Des travaux futurs pourraient encore disséquer comment différentes zones cérébrales interagissent lors des tâches de feedback auditif et dans quelle mesure l'attention peut moduler les réponses lors de la parole.

#Conclusion

Cette étude fournit des aperçus précieux sur la façon dont le cerveau fait la différence entre les sons auto-générés et externes, particulièrement pendant la parole. En utilisant des techniques avancées et un design expérimental soigné, les chercheurs ont pu illustrer la relation complexe entre la suppression auditive, la sensibilité au feedback et l'attention pendant la production de la parole. Globalement, cette recherche contribue à une meilleure compréhension des mécanismes neuronaux sous-jacents à la parole et au traitement auditif dans le cerveau humain.