Cortex auditif

Comme avec les autres aires corticales sensorielles primaires, les sensations auditives natteignent la perception que si elles sont reçues et traitées par une aire corticale. La preuve en est tirée détudes sur les lésions chez des patients humains qui ont subi des lésions des zones corticales par des tumeurs ou des accidents vasculaires cérébraux, ou dexpériences animales dans lesquelles les zones corticales ont été désactivées par des lésions chirurgicales ou dautres méthodes. Les dommages au cortex auditif chez lhomme entraînent une perte de toute conscience du son, mais une capacité à réagir par réflexe aux sons demeure car il y a beaucoup de traitement sous-cortical dans le tronc cérébral auditif et le mésencéphale.

Neurones dans le cortex auditif sont organisés en fonction de la fréquence des sons auxquels ils répondent le mieux. Les neurones à une extrémité du cortex auditif répondent le mieux aux basses fréquences; les neurones de lautre répondent le mieux aux hautes fréquences. Il existe de multiples zones auditives (un peu comme les multiples zones du cortex visuel), qui peuvent être distinguées anatomiquement et sur la base quelles contiennent une «carte de fréquence» complète. Le but de cette carte de fréquence (connue sous le nom de carte tonotopique) reflète probablement le fait que la cochlée est organisée en fonction de la fréquence sonore. Le cortex auditif est impliqué dans des tâches telles que lidentification et la ségrégation des «objets auditifs» et lidentification de lemplacement dun son dans lespace. Par exemple, il a été montré que A1 encode des aspects complexes et abstraits des stimuli auditifs sans encoder leurs aspects « bruts » comme le contenu fréquentiel, la présence dun son distinct ou ses échos.

Les scans du cerveau humain ont indiqué quun la partie périphérique de cette région cérébrale est active lorsque lon tente didentifier la hauteur musicale. Les cellules individuelles sont constamment excitées par des sons à des fréquences spécifiques, ou des multiples de cette fréquence.

Le cortex auditif joue un rôle important mais ambigu dans laudition. Lorsque linformation auditive passe dans le cortex, les spécificités de ce qui se passe exactement ne sont pas claires. Il y a un grand degré de variation individuelle dans le cortex auditif, comme la noté le biologiste anglais James Beament, qui a écrit: «Le cortex est si complexe que tout ce que nous pouvons espérer est de le comprendre en principe, puisque les preuves que nous ont suggéré que deux cortex ne fonctionnent pas exactement de la même manière. « 

Dans le processus daudition, plusieurs sons sont transduits simultanément. Le rôle du système auditif est de décider quels composants forment le lien sonore. Beaucoup ont supposé que ce lien est basé sur la localisation des sons. Cependant, il existe de nombreuses distorsions du son lorsquelles sont réfléchies sur différents supports, ce qui rend cette réflexion improbable. Le cortex auditif forme des regroupements basés sur des fondamentaux; en musique, par exemple, cela inclurait lharmonie, le timing et la hauteur.

Le cortex auditif primaire se trouve dans le gyrus temporal supérieur du lobe temporal et sétend dans le sulcus latéral et le gyri temporal transverse (également appelé Heschl « s gyri). Le traitement final du son est ensuite effectué par les lobes pariétal et frontal du cortex cérébral humain. Des études animales indiquent que les champs auditifs du cortex cérébral reçoivent une entrée ascendante du thalamus auditif et quils sont interconnectés sur le même et sur les hémisphères cérébraux opposés.

Le cortex auditif est composé de champs qui diffèrent les uns des autres à la fois dans la structure et la fonction. Le nombre de champs varie selon les espèces, daussi peu que 2 chez les rongeurs à as jusquà 15 chez le singe rhésus. Le nombre, lemplacement et lorganisation des champs dans le cortex auditif humain ne sont pas connus pour le moment. Ce que lon sait sur le cortex auditif humain provient dune base de connaissances acquises à partir détudes chez les mammifères, y compris les primates, utilisé pour interpréter les tests électrophysiologiques et les études dimagerie fonctionnelle du cerveau chez lhomme.

Lorsque chaque instrument dun orchestre symphonique ou dun groupe de jazz joue la même note, la qualité de chaque son est différente , mais le musicien perçoit chaque note comme ayant la même hauteur. Les neurones du cortex auditif du cerveau sont capables de répondre à la tonalité. Des études chez le singe ouistiti ont montré que les neurones sélectifs de la tonalité sont situés dans une région corticale près de la frontière antérolatérale du cortex auditif primaire. Cet emplacement dune zone sélective de la hauteur a également été identifié dans de récentes études dimagerie fonctionnelle chez lhomme.

Le cortex auditif primaire est soumis à une modulation par de nombreux neurotransmetteurs, dont la noradrénaline, qui diminue lexcitabilité cellulaire dans toutes les couches du cortex temporal. Lactivation des récepteurs adrénergiques alpha-1, par la noradrénaline, diminue les potentiels postsynaptiques excitateurs glutamatergiques au niveau des récepteurs AMPA.

Relation avec le système auditifModifier

Le cortex auditif est lunité de traitement du son la plus organisée du cerveau. Cette zone corticale est le nœud neural de laudition et, chez les humains, du langage et de la musique. Le cortex auditif est divisé en trois parties distinctes: le cortex auditif primaire, secondaire et tertiaire. Ces structures sont formées concentriquement lune autour de lautre, avec le cortex primaire au milieu et le cortex tertiaire à lextérieur.

Le cortex auditif primaire est organisé de manière tonotopique, ce qui signifie que les cellules voisines du cortex répondent aux voisines fréquences. La cartographie tonotopique est préservée dans la majeure partie du circuit daudition. Le cortex auditif primaire reçoit une entrée directe du noyau géniculé médial du thalamus et on pense donc quil identifie les éléments fondamentaux de la musique, tels que la hauteur tonale et le volume.

Une étude de réponse évoquée de chatons sourds congénitaux utilisée localement potentiels de champ pour mesurer la plasticité corticale dans le cortex auditif. Ces chatons ont été stimulés et mesurés contre un témoin (un chat sourd congénital non stimulé (CDC)) et des chats à audition normale. Les potentiels de champ mesurés pour les CDC stimulés artificiellement étaient finalement beaucoup plus forts que ceux dun chat à audition normale. Cette découverte est en accord avec une étude dEckart Altenmuller, dans laquelle il a été observé que les élèves qui ont reçu une instruction musicale avaient une plus grande activation corticale que ceux qui ne lont pas fait.

Le cortex auditif a des réponses distinctes aux sons dans la bande gamma . Lorsque les sujets sont exposés à trois ou quatre cycles dun clic de 40 hertz, un pic anormal apparaît dans les données EEG, qui nest pas présent pour les autres stimuli. Le pic dactivité neuronale corrélé à cette fréquence nest pas limité à lorganisation tonotopique du cortex auditif. Il a été théorisé que les fréquences gamma sont des fréquences de résonance de certaines zones du cerveau et semblent également affecter le cortex visuel. Lactivation de la bande gamma (25 à 100 Hz) sest avérée présente lors de la perception des événements sensoriels et du processus de reconnaissance. Dans une étude réalisée en 2000 par Kneif et ses collègues, les sujets ont été présentés avec huit notes de musique sur des airs bien connus, tels que Yankee Doodle et Frère Jacques. Au hasard, les sixième et septième notes ont été omises et un électroencéphalogramme, ainsi quun magnétoencéphalogramme ont chacun été utilisés pour mesurer les résultats neuronaux. Plus précisément, la présence dondes gamma, induites par la tâche auditive en cours, a été mesurée à partir des tempes des sujets. La réponse au stimulus omis (OSR) était située dans une position légèrement différente; 7 mm plus antérieur, 13 mm plus médial et 13 mm plus supérieur par rapport aux ensembles complets. Les enregistrements OSR étaient également caractéristiquement inférieurs en ondes gamma par rapport à lensemble musical complet. Les réponses évoquées au cours des sixième et septième notes omises sont supposées être imaginées et étaient typiquement différentes, en particulier dans lhémisphère droit. Le cortex auditif droit sest depuis longtemps avéré plus sensible à la tonalité (haute résolution spectrale), tandis que le cortex auditif gauche sest avéré plus sensible aux différences séquentielles minuscules (changements temporels rapides) dans le son, comme dans la parole. / p>

La tonalité est représentée dans plus dendroits que juste le cortex auditif; un autre domaine spécifique est le cortex préfrontal rostromédial (RMPFC). Une étude a exploré les zones du cerveau qui étaient actives pendant le traitement de la tonalité, en utilisant lIRMf. Les résultats de cette expérience ont montré une activation préférentielle dépendante du niveau doxygène sanguin de voxels spécifiques dans RMPFC pour des arrangements tonaux spécifiques. Bien que ces collections de voxels ne représentent pas les mêmes arrangements tonaux entre les sujets ou au sein des sujets sur plusieurs essais, il est intéressant et instructif que RMPFC, un domaine qui nest généralement pas associé à laudition, semble coder pour des arrangements tonaux immédiats à cet égard. RMPFC est une sous-section du cortex préfrontal médian, qui se projette dans de nombreuses zones diverses, y compris lamygdale, et on pense quil aide à inhiber les émotions négatives.

Une autre étude a suggéré que les personnes qui éprouvent des «frissons» tout en écoutant de la musique ont un volume plus élevé de fibres connectant leur cortex auditif à des zones associées au traitement émotionnel.

Dans une étude impliquant une écoute dichotique de la parole, dans laquelle un message est présenté à loreille droite et un autre à à gauche, on a constaté que les participants choisissaient des lettres avec des arrêts (par exemple «p», «t», «k», «b») beaucoup plus souvent présentées à loreille droite quà gauche. Cependant, lorsquils sont présentés avec des sons phonémiques de plus longue durée, tels que les voyelles, les participants ne favorisent aucune oreille particulière. En raison de la nature controlatérale du système auditif, loreille droite est reliée à la zone de Wernicke, située dans la section postérieure du gyrus temporal supérieur dans lhémisphère cérébral gauche.

Les sons entrant dans le cortex auditif sont traités différemment selon quils senregistrent ou non comme parole. Lorsque les gens écoutent la parole, selon les hypothèses du mode de parole fort et faible, ils engagent respectivement des mécanismes de perception propres à la parole ou engagent leur connaissance du langage dans son ensemble.