Search

Un biais fonctionnel entre les oreilles droites et gauches a été largement documenté, avec un avantage de l'oreille droite (AOD) dans les tâches perceptives, en particulier celles utilisant le traitement verbal. Les sons complexes tels que la parole sont perçus plus facilement dans l'oreille droite (OD) que dans l'oreille gauche (OG) pour les tâches d’écoute dichotique (ED) ainsi que pour les tâches de perception de la parole dans le bruit (PDB). Des études sur les tâches d’ED ont démontré que le vieillissement est associé à une réduction globale des performances des deux oreilles, avec un déficit de performance plus important pour les stimuli présentés à l'OG par rapport à ceux présentés à l'OD entraînant une augmentation de l’AOD. Ce déficit à l'OG pourrait être le résultat d'une baisse de l'efficacité du transfert inter hémisphérique d'informations auditives via le corps calleux due au vieillissement ou de changements liés au vieillissement dans les fonctions cognitives. Cependant, des preuves chez les jeunes adultes ayant une audition normale suggèrent que les différences interaurales (DI) dans le traitement sensoriel au niveau des parties inférieures du système auditif pourraient également expliquer l'ampleur de l’AOD pour les tâches d’ED. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier si les DI dans le traitement sensoriel aux niveaux inférieurs du système auditif sont associés à l'ampleur de l’AOD chez les personnes âgées. De plus, ce projet vise également à déterminer si les DI dans le traitement sensoriel au niveau des parties inférieures du système auditif sont associées aux processus de perception de la PDB chez les personnes âgées. Pour ce faire, 70 personnes âgées ont participé à cette étude. Tous les participants ont été évalué avec une batterie complète de tests auditifs examinant les seuils de sons purs, les émissions otoacoustiques évoquées transitoires avec et sans stimulation acoustique controlatérale, la réponse auditive du tronc cérébral et la performance sur les tâches d'ED et de perception de la PDB. Afin de contrôler la fonction cognitive, les habiletés cognitives telles que la vitesse de traitement, la flexibilité cognitive et la mémoire de travail ont également été évaluées. Les DI dans le traitement sensoriel aux niveaux inférieurs du système auditif ont été dérivées en calculant la différence entre l’OD et l’OG pour chacune des mesures auditives. Des modèles de régression bivariées et multivariées ont été réalisés en intégrant les variables d’habiletés cognitives dans les modèles de régression. Les résultats ont révélé que la DI pour les seuils de sons purs et la DI pour les émissions otoacoustiques évoquées transitoires avec suppression étaient associés significativement à l'ampleur de l’AOD chez les personnes âgées. De même, la DI pour les émissions otoacoustiques évoquées transitoires et la DI pour la réponse auditive du tronc cérébral expliquent la performance de la perception de la PDB chez les personnes âgées. De plus, les résultats ont révélé que les habiletés cognitives contribuent de manière significative à l'ampleur de l’AOD ainsi que pour la performance de la perception de la PDB chez les personnes âgées. Dans l'ensemble, la présente thèse fournit des données qui suggèrent que les DI dans le traitement sensoriel au niveau des parties inférieures du système auditif explique en partie l'ampleur de l’AOD pour les tâches d’ED ainsi que les problèmes de perception de la PDB chez les personnes âgées., A functional bias between the right and left ears has been widely documented, with a right-ear advantage (REA) in perceptual tasks, particularly those employing verbal processing. Complex sounds such as speech are more accurately perceived in the right ear (RE) compared to the left ear (LE) for dichotic listening (DL) and speech perception in noise (SIN) tasks. Although previous studies have shown that aging is associated with an overall decline in DL performance in both ears among older adults, the left ear (LE) performance often decreases more dramatically relative to the right ear (RE) performance, causing an increased REA for speech stimuli. This greater LE deficit may be the result of age-related changes in (A) cognitive functions; (B) functions of the right hemisphere (RH); and /or (C) the efficiency of interhemispheric transfer of auditory information via the corpus callosum. However, evidence in normal hearing young adults suggest that interaural difference (ID) in sensory processing at lower portions of the auditory system might also explain the magnitude of the REA for DL. The main aim of this thesis is to investigate whether ID in sensory processing at lower levels of the auditory system are associated with the magnitude of the REA for DL among older adults. In addition, this project aimed to investigate whether ID in sensory processing at lower levels of the auditory system is associated with SIN performance in older adults. A total of 70 older adults participated in this study. To assess sensory processing at lower levels of the auditory system, hearing thresholds, transient evoked otoacoustic emission (TEOAE), contralateral suppression of TEOAE, a proxy measure of medial olivocochlear (MOC) activation and click-and-speech auditory brainstem response to speech stimuli were measured in both ears separately. The ID in sensory processing was derived by calculating the difference between the right and left ears for each auditory measure. The mobile device app version for iPhone of the Bergen Dichotic Listening test, the iDichotic, was used to evaluate DL. In addition, SIN performance was evaluated with the hearing-in-noise test (HINT). With the aim to control for cognitive function, cognitive abilities such as speed of processing, cognitive flexibility and working memory were also evaluated. Bivariate and multivariate regression models were performed, and cognitive measures were accounted for in the regression models. Results revealed that ID in pure-tone thresholds and ID in MOC-induced TEOAE suppression were significantly associated with the magnitude of the REA for DL among older adults. Similarly, ID in TEOAE and ID in speech-ABR measures explained SIN performance in older adults. In addition, results revealed that cognitive measures significantly contributed to the magnitude of the REA for DL and SIN performance in older adults. The present thesis provides evidence indicating that ID in sensory processing at lower levels of the auditory system partially explain the magnitude of the REA for DL as well as SIN performance among older adults.

This paper presents a method for assessing the comprehension of speech degraded by presbycusis simulation in both quiet and babble noise. This method uses meaningful sentences and asks the participant to select, among four images, the one that best corresponds to what he/she hears. This test has many methodological advantages such as : immediate score and the participant is not asked to repeat the sentence. The results show a significant effect of both the degradation and the background noise. These effects are coherent with previous studies on presbycusis which provides a validation of our method. In addition, the exact nature of the score measured in this test is discussed by comparing it to the intelligibility score measured with repeated sentences in a previous study., Nous présentons une méthode permettant d’évaluer la compréhension de la parole dégradée par simulation des effets de la presbyacousie, dans le calme et dans le bruit. Cette méthode intègre des phrases signifiantes et implique pour l’auditeur de sélectionner, parmi un ensemble de quatre images, celle qui correspond à l’énoncé qu’il entend. Le test présente de nombreux avantages méthodologiques comme l’immédiateté du score et le fait qu’il ne nécessite pas de faire répéter la phrase entendue. Les résultats obtenus montrent un effet significatif de la dégradation et du bruit du fond. La cohérence de ces effets avec les études précédentes sur la presbyacousie permet de valider cette méthode. Par ailleurs, la nature exacte du score mesuré dans ce test est discutée en le comparant avec le score d’intelligibilité obtenu par répétition d’items dans une précédente étude.

The present doctoral work is focused on a tentative fusion between two separate concepts: Auditory Scene Analysis (ASA) and Audiovisual (AV) fusion in speech perception. We introduce “Audio Visual Speech Scene Analysis” (AVSSA) as an extension of the two-stage ASA model to- wards AV scenes, and we propose that a coherence index between the auditory and the visual input is computed prior to AV fusion, enabling to determine whether the sensory inputs should be bound together. This is the “two-stage model of AV fusion”. Previous experiments on the modulation of the McGurk effect by AV coherent vs. incoherent contexts presented before the McGurk target have provided experimental evidence supporting the two-stage model. In this doctoral work, we further evaluate the AVSSA process within the two-stage architecture in various dimensions such as introducing noise, considering multiple sources, assessing neurophysiological correlates and testing in different populations.A first set of experiments in younger adults was focused on behavioral characterization of the AV binding process by introducing noise and results showed that the participants were able to evaluate both the level of acoustic noise and AV coherence and to monitor the AV fusion accordingly. In a second set of behavioral experiments involving competing AV sources, we showed that the AVSSA process enables to evaluate the coherence between auditory and visual features within a complex scene, in order to properly associate the adequate components of a given AV speech source, and provide to the fusion process an assessment of the AV coherence of the extracted source. It also appears that the modulation of fusion depends on the attentional focus on one source or the other.Then an EEG experiment aimed to display a neurophysiological marker of the binding and un- binding process and showed that an incoherent AV context could modulate the effect of the visual input on the N1/P2 component. The last set of experiments were focused on measurement of AV binding and its dynamics in the older population, and provided similar results as in younger adults though with a higher amount of unbinding. The whole set of results enabled better characterize the AVSSA process and were embedded in the proposal of an improved neurocognitive architecture for AV fusion in speech perception., Cette thèse porte sur l’intégration de deux concepts : l’Analyse de Scènes Auditives (ASA) et la fusion audiovisuelle (AV) en perception de parole. Nous introduisons "l’Analyse de Scènes de Parole Audio Visuelles" (AVSSA) comme une extension du modèle à deux étages caractéristique de l’ASA vers des scènes audiovisuelles et nous proposons qu'un indice de cohérence entre modalités auditive et visuelle est calculé avant la fusion AV, ce qui permet de déterminer si les entrées sensorielles doivent être cognitivement liées : c’est le « modèle à deux étages » de la fusion AV. Des expériences antérieures sur la modulation de l'effet McGurk par des contextes AV cohérents vs. incohérents présentés avant la cible McGurk ont permis de valider le modèle à deux étages. Dans ce travail de thèse, nous étudions le processus AVSSA au sein de l'architecture à deux étages dans différentes dimensions telles que l'introduction de bruit, le mélange de sources AV, la recherche de corrélats neurophysiologiques et l’évaluation sur différentes populations.Une première série d'expériences chez les jeunes adultes a permis la caractérisation du mécanisme de liage AV en introduisant du bruit et les résultats ont montré que les participants étaient en mesure d'évaluer à la fois le niveau de bruit acoustique et la cohérence AV et de contrôler la fusion AV en conséquence. Dans une deuxième série d'expériences comportementales impliquant une compétition entre sources AV, nous avons montré que l’AVSSA permet d'évaluer la cohérence entre caractéristiques visuelles et auditives dans une scène complexe, afin d'associer les composants adéquats d'une source de parole AV donné, et de fournir pour le processus de fusion une évaluation de la cohérence de la source AV extraite. Il apparaît également que la fusion dépend du focus attentionnel sur une source ou l'autre. Puis une expérience EEG a cherché à mettre en évidence un marqueur neurophysiologique du processus de liage-déliage et a montré qu’un contexte AV incohérent peut moduler l'effet de l'entrée visuelle sur la composante N1 / P2. Une dernière série d'expériences a été axée sur l’évaluation du liage AV et de sa dynamique dans une population âgée, et a fourni des résultats similaires à ceux des adultes plus jeunes mais avec une plus grande dynamique de déliage. L'ensemble des résultats a permis de mieux caractériser le processus AVSSA et a été intégré dans la proposition d'une architecture neurocognitive améliorée pour la fusion AV dans la perception de la parole.

This thesis aims at investigating the effect of speech degradation on language processing and representation. Speech signal can be degraded temporary (i.e., speech in noise) or continually, when central auditory processes are deficient. Experimental work was therefore based on two main axes. The first one got interested in the effect of noise on semantic processing, despite preserved intelligibility. Two studies showed that semantic processing is less efficient when speech is presented in noisy condition. In light of the Effortfulness Hypothesis, we suggest that semantic processing relies on cognitive resources. When signal is degraded these resources are reallocated to low level processes and therefore few are left available to perform higher level processes. Axe 2 aims at evaluating links between continuous speech degradation because of immaturity of central auditory processes or Auditory Processing Disorder (APD) and language representation. Two studies investigated the effect of auditory processing development on language on a children population (6-11 years old) and the effect of APD on language representation in an adult dyslexic population. Both populations were evaluated using the BECAC (Donnadieu et al. 2014). This battery aims at evaluating central auditory processes using non-verbal material so that auditory performances can be related to language competences. Results evidenced that central auditory processes mature until adulthood, and at some point in development (8-9 years old) are linked to language representation. Results of the last study showed that dyslexic adults are impaired in tests involving spectral and temporal processes; in addition these abilities are related with phonological awareness. Altogether, these results indicate that speech degradation has distinct effects on language depending on its nature. Therefore when temporary, speech degradation impacts its comprehension despite intelligibility. When continuous, speech degradation’s impact evolves during development and disappears in normal adults. However, it stays for dyslexics, L'objectif de cette thèse est de s'intéresser à l'impact de la dégradation du signal de parole sur le traitement et les représentations du langage. Le signal peut être dégradé de façon transitoire (i.e., parole dans le bruit, Axe 1) ou permanente (Axe 2). L'Axe 1 étudie l'impact de la présence de bruit sur le traitement sémantique au niveau du mot isolé et dans un contexte phrastique. Deux études ont permis de mettre en évidence que lorsque le signal de parole est masqué, le traitement sémantique est moins efficace, voire disparait. A la lumière de l'Effortfulness Hypothesis nous suggérons que le traitement sémantique n'est pas automatique mais dépendant de ressources cognitives. Lorsque le signal de parole est dégradé ces ressources cognitives sont allouées aux traitements linguistiques de bas niveau, les traitements de haut niveau comme le traitement sémantique sont donc moins efficaces. L'Axe 2 évalue les liens entre la dégradation permanente du signal de parole du fait d'un manque de maturité des traitements auditifs centraux ou à un Trouble du Traitement Auditif (TTA) et les représentations langagières. Deux études se sont intéressées au développement des traitements auditifs et à la présence de TTA au sein d'une population d'adultes dyslexiques. Les résultats ont mis en évidence que les traitements auditifs centraux continuent leur maturation durant l'adolescence. La dernière étude a permis de mettre en évidence chez la population dyslexique des difficultés dans les tests impliquant des traitements spectral et temporel. Ces compétences sont apparues liées au sein de cette population aux représentations phonologiques. L'ensemble des résultats suggèrent que la dégradation du signal de parole a différents effets sur le langage selon sa nature. Ainsi, lorsqu'elle est transitoire elle impacte sa compréhension en dépit d'une intelligibilité préservée. Une dégradation transitoire impacte la compréhension malgré l'intelligibilité, la dégradation permanente impacte les représentations différemment selon la population

There is today a broad consensus in the scientific community regarding the involvement of acoustic cues in speech perception. Up to now, however, the precise mechanisms underlying the transformation from continuous acoustic stream into discrete linguistic units remain largely undetermined. This is partly due to the lack of an effective method for identifying and characterizing the auditory primitives of speech. Since the earliest studies on the acoustic–phonetic interface by the Haskins Laboratories in the 50’s, a number of approaches have been proposed; they are nevertheless inherently limited by the non-naturalness of the stimuli used, the constraints of the experimental apparatus, and the a priori knowledge needed. The present thesis aimed at introducing a new method capitalizing on the speech-in-noise situation for revealing the acoustic cues used by the listeners.As a first step, we adapted the Classification Image technique, developed in the visual domain, to a phoneme categorization task in noise. The technique relies on a Generalized Linear Model to link each participant’s response to the specific configuration of noise, on a trial-by-trail basis, thereby estimating the perceptual weighting of the different time-frequency regions for the decision. We illustrated the effectiveness of our Auditory Classification Image method through 2 examples: a /aba/-/ada/ categorization and a /da/-/ga/ categorization in context /al/ or /aʁ/. Our analysis confirmed that the F2 and F3 onsets were crucial for the tasks, as suggested in previous studies, but also revealed unexpected cues. In a second step, we relied on this new method to compare the results of musical experts (N=19) or dyslexics participants (N=18) to those of controls. This enabled us to explore the specificities of each group’s listening strategies.All the results taken together show that the Auditory Classification Image method may be a more precise and more straightforward approach to investigate the mechanisms at work at the acoustic-phonetic interface.; Bien qu’il existe un large consensus de la communauté scientifique quant au rôle des indices acoustiques dans la compréhension de la parole, les mécanismes exacts permettant la transformation d’un flux acoustique continu en unités linguistiques élémentaires demeurent aujourd’hui largement méconnus. Ceci est en partie dû à l’absence d’une méthodologie efficace pour l’identification et la caractérisation des primitives auditives de la parole. Depuis les premières études de l’interface acoustico-phonétique par les Haskins Laboratories dans les années 50, différentes approches ont été proposées ; cependant, toutes sont fondamentalement limitées par l’artificialité des stimuli utilisés, les contraintes du protocole expérimental et le poids des connaissances a priori nécessaires. Le présent travail de thèse s’est intéressé { la mise en oeuvre d’une nouvelle méthode tirant parti de la situation de compréhension de parole dégradée pour mettre en évidence les indices acoustiques utilisés par l’auditeur.Dans un premier temps, nous nous sommes appuyés sur la littérature dans le domaine visuel en adaptant la méthode des Images de Classification à une tâche auditive de catégorisation de phonèmes dans le bruit. En reliant la réponse de l’auditeur { chaque essai à la configuration précise du bruit lors de cet essai, au moyen d’un Modèle Linéaire Généralisé, il est possible d’estimer le poids des différentes régions temps-fréquence dans la décision. Nous avons illustré l’efficacité de notre méthode, appelée Image de Classification Auditive, à travers deux exemples : une catégorisation /aba/-/ada/, et une catégorisation /da/-/ga/ en contexte /al/ ou /aʁ/. Notre analyse a confirmé l’implication des attaques des formants F2 et F3, déjà suggérée par de précédentes études, mais a également permis de révéler des indices inattendus. Dans un second temps, nous avons employé cette technique pour comparer les résultats de participants musiciens experts (N=19) ou dyslexiques (N=18) avec ceux de participants contrôles. Ceci nous a permis d’étudier les spécificités des stratégies d’écoute de ces différents groupes.L’ensemble des résultats suggèrent que les Images de Classification Auditives pourraient constituer une nouvelle approche, plus précise et plus naturelle, pour explorer et décrire les mécanismes { l’oeuvre au niveau de l’interface acoustico-phonétique.

National audience; La dyslexie est un trouble de l'apprentissage de la lecture et de l'écriture, en l'absence de déficits neurologiques ou intellectuels. Des troubles auditifs sont par ailleurs fréquemment associés, parmi lesquels on note des déficits de la compréhension de la parole dans le bruit (Cunningham & al., 2001 ; Ziegler & al., 2007). Une autre caractéristique régulièrement observée dans cette population est la présence de troubles de l'asymétrie, tant au niveau central (Habib, 2000) que périphérique (Veuillet & al., 2007). Le but de la présente étude est d'évaluer dans quelle mesure les indices binauraux sont utilisés par le sujet dyslexique adulte en situation de compréhension de la parole dans le bruit, en étudiant l'effet du type de bruit sur le démasquage binaural. Pour ceci, nous avons présenté à 20 sujets dyslexiques et 20 sujets normo-lecteurs des stimuli auditifs composés de 120 mots bisyllabiques présentés dans différents types de bruits : un bruit stationnaire, un bruit fluctuant et un cocktail de paroles à quatre voix mixtes. Chez le sujet normo-lecteur, les résultats montrent un masquage informationnel important en condition monaurale, notamment lorsque le bruit concurrent est un cocktail de parole, ce qui montre que les indices linguistiques lexicaux et phonologiques sont prédominants dans l'effet de masquage. Ce masquage informationnel est cependant réduit en condition binaurale, ce qui nous indique que le démasquage binaural résiste aux interférences linguistiques créées par le cocktail de parole. Chez les sujets dyslexiques, on observe des performances plus faibles que les normo-lecteurs en condition monaurale lorsque le bruit concurrent est un bruit de parole: ceux-ci ont donc davantage de difficultés pour séparer les différentes sources de parole lorsqu'elles sont spatialement proches. Cependant nos résultats n'ont révélé aucun déficit dans l'utilisation des indices binauraux pour séparer les différentes sources sonores.