Avez-vous déjà remarqué que vous pouvez soudainement entendre le bourdonnement de votre réfrigérateur en arrière-plan lorsque vous vous concentrez dessus ? Ou que le son de votre nom attire instantanément votre attention, même dans une foule bruyante ?
Le cerveau humain est remarquablement capable d’ajuster ce que nous entendons en fonction des contextes, comme notre environnement actuel ou nos priorités, mais on ne sait toujours pas exactement comment le cerveau nous aide à détecter, filtrer et réagir aux sons.
Aujourd'hui, des biologistes de l'Université du Maryland ont fait un pas de plus vers la résolution de ce mystère. En utilisant un modèle animal, les chercheurs ont découvert que le cortex orbitofrontal (OFC), une région du cerveau associée à la prise de décision mais généralement pas liée à l'audition, joue un rôle central en aidant le cortex auditif (un centre auditif primaire du cerveau) à s'adapter aux contextes ou aux situations changeantes. Les résultats de l'équipe ont été publiés dans la revue Biologie actuelle le 11 juillet 2024.
Notre audition ne dépend pas seulement des sons qui nous entourent. Elle dépend aussi largement de ce que nous faisons et de ce qui est important pour nous à ce moment-là. Comprendre les mécanismes neuronaux responsables de ces ajustements peut également conduire à une meilleure compréhension et à des traitements potentiels des troubles du développement neurologique comme l'autisme, la dyslexie ou la schizophrénie, des troubles dans lesquels la régulation sensorielle est perturbée.
Melissa Caras, auteure principale de l'étude et professeure adjointe de biologie à l'UMD
Pour étudier de près les circuits cérébraux impliqués dans le processus d’audition, les chercheurs se sont tournés vers les gerbilles, de petits mammifères dont le système auditif de base est similaire à celui des humains. Les animaux ont été exposés à des modèles sonores dans deux contextes différents. Dans un contexte, les animaux écoutaient les sons de manière passive sans avoir besoin de faire quoi que ce soit. Dans l’autre contexte, les animaux devaient effectuer une action spécifique en réponse aux sons qu’ils entendaient. En enregistrant et en manipulant l’activité cérébrale des animaux, l’équipe a découvert que l’OFC les aidait à passer de l’écoute passive à l’écoute active.
« En bref, l'OFC envoie des signaux au cortex auditif lorsqu'il est temps de prêter une attention particulière aux sons », a déclaré Caras. « On ne sait pas si les signaux sont envoyés directement ou indirectement via une région cérébrale intermédiaire, mais nous savons que l'activité de l'OFC est essentielle au comportement des gerbilles lors de nos expériences. »
Lorsque l'OFC était réduit au silence, le cortex auditif des animaux ne passait pas de l'écoute passive à l'écoute active, ce qui altère leur capacité à prêter attention et à réagir à un son pertinent sur le plan comportemental.
« En termes d’analogie plus humaine, ce serait comme si je vous demandais de prêter soudainement attention au bourdonnement de votre réfrigérateur en arrière-plan », explique Caras. « Si votre cortex auditif était réduit au silence et incapable d’envoyer un signal à votre cortex auditif, vous pourriez avoir du mal à le faire car la capacité à modifier rapidement votre perception sonore serait altérée. »
Bien que cette étude ait été menée sur des animaux, Caras affirme que les résultats pourraient avoir des implications notables pour la santé et le bien-être humains. La capacité à porter rapidement son attention sur des sons importants est essentielle pour de nombreuses activités quotidiennes, notamment pour communiquer avec les autres et se déplacer dans des environnements animés ou dangereux.
« Nous commençons tout juste à comprendre comment le cerveau ajuste la sensibilité auditive en réponse à des changements soudains dans les contextes comportementaux. Nous prévoyons d'explorer exactement comment le cortex auditif communique avec le cortex auditif et de voir s'il est possible de renforcer la connexion et d'améliorer la capacité auditive », a déclaré Caras. « Ces travaux ouvrent la voie aux chercheurs et aux professionnels de la santé pour développer de meilleures stratégies pour améliorer l'audition chez les personnes en bonne santé et celles souffrant de déficiences sensorielles. »
Cette recherche a été financée par les National Institutes of Health (prix n° R00DC016046 et R01DC020742).
L'article, « Le cortex orbitofrontal module la sensibilité corticale auditive et la perception sonore chez les gerbilles de Mongolie », a été publié dans Biologie actuelle le 11 juillet 2024.
Parmi les autres co-auteurs de l'article du département de biologie de l'UMD figurent l'actuel associé postdoctoral Matheus Macedo-Lima et l'ancien associé postdoctoral Lashaka Hamlette.
