Approche empirique pour déterminer les générateurs neurophysiologiques sous-jacents des potentiels évoqués auditifs engendrés par des sons de parole (Speech ABR) - 28/09/10
Empirical approach to find the neurophysiological generators of speech auditory brainstem response
, C. Berger-Vachon b, c, d, e, ⁎ , L. Collet b, c, d
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Résumé |
Les potentiels évoqués auditifs en réponse à un son de parole (Speech Auditory Brainstem Response [Speech ABR]) sont une méthode de mesure objective non-invasive de l’activité neurophysiologique auditive au niveau du tronc cérébral. Les générateurs neurophysiologiques de cette réponse sont méconnus, mais les latences, ainsi que les caractéristiques spectrales du Speech ABR suggèrent que ceux-ci font partie du tronc cérébral supérieur (entre le noyau cochléaire et le colliculus inférieur). Au vu des caractéristiques fonctionnelles bien particulières des unités cellulaires des voies auditives, différents stimuli acoustiques ont été choisis, afin de mettre en évidence la sensibilité des Speech ABR aux caractéristiques acoustique de ces stimuli, et par suite, d’en déduire les probables sites neurophysiologiques pouvant avoir généré cette réponse. Ainsi, nous avons enregistré des Speech ABR en réponse à des sons purs, des sons complexes harmoniques, des syllabes /ba/, /pa/, ainsi que leurs homologues (somme de sinusoïdes à la fréquence des formants modulées par l’enveloppe temporelle des syllabes). Par ailleurs, le modèle Auditory Image Model (Patterson et al., 1995 [17]), qui simule l’activité neurale en entrée du colliculus inférieur, montre que les homologues comme les syllabes donnent lieu à une quantité d’activité comparable contrairement aux FFR, suggérant ainsi que le processus neurophysiologique engendrant la FFR se situe au-delà de la périphérie cochléaire. En effet, l’apparente synthèse des informations de toute la gamme fréquentielle acoustique aboutissant à une FFR oscillatoire et synchronisée sur la période fondamentale rappelle les caractéristiques fonctionnelles des cellules disc-shape du colliculus inférieur central, telles qu’elles ont été décrites dans le modèle de codage de la périodicité (Voutsas et al., 2005 [42]).
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Auditory evoked potentials to speech (Speech auditory brainstem response [Speech ABR]) are a non-invasive way to investigate neurophysiological activity, at the level of the brainstem. The Speech ABR precise neurophyiological generators remain poorly defined. However, latencies and low-pass spectrum both suggest that these generators might lie in the upper brainstem (roughly between the cochlear nucleus and the inferior colliculus). Having considered the particular functional pattern of cells along the auditory pathway, specific stimuli have been synthesized to make out the acoustic sensitivity of Speech ABR components. Accordingly, hypotheses have been made on the probable neurophysiological generators, most likely to have elicited both Speech ABR components: onset response and frequency following response. Speech ABR have been recorded to pure tones, harmonic complex tones, /ba/ and /pa/ syllables, and their analogues (calculated as a sum of five weighted sine waves at the formant frequencies and amplitudes, and modulated by the syllables temporal envelopes). In addition, the Auditory Image Model (Patterson et al., 1995 [17]), simulating the neural activity at the auditory periphery, i.e. inferior colliculus input, suggests that both analogues and syllables elicit the same amount of energy, in contrast to the recorded FFR. This contradiction means that the neurophysiological signal processing leading to FFR is made beyond auditory periphery. Indeed, FFR synchronisation on F0 seems to be the result of an overall processing of the whole stimulus spectrum. This behaviour reminds the functional characteristics of disc-shape cells in the inferior colliculus, as described in a previous study of physiological periodicity coding (Periodicity analysis network, Voutsas et al., 2005 [42]).
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Mots clés : Audition, Électrophysiologie, Parole, Potentiels évoqués auditifs, Frequency following response
Keywords : Audition, Electrophysiology, Speech, Auditory brainstem response, Frequency following response
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Vol 31 - N° 4
P. 242-256 - septembre 2010 Retour au numéro
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