plasticité cérébrale fonctionnelle et latéralisation auditive chez le malentendant...
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Plasticité cérébrale fonctionnelle Plasticité cérébrale fonctionnelle et latéralisation auditive et latéralisation auditive
chez le malentendant chez le malentendant presbyacousique durant sa presbyacousique durant sa
réhabilitation audioprothétiqueréhabilitation audioprothétique
Bénédicte PHILIBERT
sous la co-direction d’Evelyne VEUILLET et de Lionel COLLET
Bourse BDI cofinancée CNRS-Phonak
CNRS UMR 5020 « Neurosciences et Systèmes Sensoriels » et GDR «Prothèses auditives »
La Plasticité fonctionnelle La Plasticité fonctionnelle auditiveauditive
Suite à des :
• lésions cochléaires : chez l’animal (Robertson et Irvine, 1989; Schwaber et coll., 1993) et
chez l ’humain (Bilecen et coll., 2000)
• apprentissages auditifs : chez l ’animal (Recanzone et coll., 1993) et chez l ’humain (Kraus et coll., 1995; Menning et coll., 2000)
Le modèle du malentendant âgé Le modèle du malentendant âgé presbyacousiquepresbyacousique
réhabilité auditivementréhabilité auditivement
Hypothèse : le port des aides auditives induirait une plasticité fonctionnelle
(Willott, 1996; Palmer, 1998)
Conséquences perceptives de Conséquences perceptives de l’amplification monaurale chez des l’amplification monaurale chez des
sujets atteints d’une surdité binaurale sujets atteints d’une surdité binaurale symétrique : mesures sans aide symétrique : mesures sans aide
auditiveauditive
L’effet de déprivation auditiveL’effet de déprivation auditiveSilman et coll. (1984)Silman et coll. (1984)
« Diminution systématique des performances auditives au cours du temps associée à une
réduction de la disponibilité de l’information acoustique »
Arlinger et coll., 1996
Gelfand et coll. (1987)Gelfand et coll. (1987)
Monaural/aidé
Monaural/non-aidé
80.6
75.7
13.3
16.1
77.5
68.5
13.6
23
3.1
7.2a
13
18.9
Test Initial
SDMoySDMoy SDMoy
Re-test Différence
ap=0.011
Scores de reconnaissance de la parole au test initial et au re-test et différence entre ces deux tests (en %)
Effet dépendant de l'intensité :Effet dépendant de l'intensité :Gatehouse (1989)Gatehouse (1989)
Mesure des performances d’identification de mots dans le bruit à différentes intensités chez des sujets malentendants appareillés
monauralement
65 dB SPL70 dB SPL75 dB SPL80 dB SPL85 dB SPL90 dB SPL
13.2 (1.5) 9.8 (1.8) 7.9 (1.8) 6.4 (1.4) 4.2 (1.3) 2.8 (1.4)
10.0 (1.4) 8.9 (1.2) 7.1 (1.8) 7.9 (1.7) 6.8 (1.9) 6.5 (1.3)
Taux du signal sur bruit pour 50% de performance (dB)Oreilleaidée
Oreillenon-aidée
Moyenne et (déviation standard) du taux du signal sur bruit afin d’atteindre 50% des performances lors d’un test
de parole
Effet d’acclimatation auditiveEffet d’acclimatation auditive
« Changement systématique des performances auditives dans le temps, lié à une modification de l’information
acoustique disponible pour le sujet. Elle implique une amélioration des performances qui ne peut pas
être uniquement attribuée à la tâche, aux effets d’entraînement ou d’apprentissage procédural »
Arlinger et coll., 1996
Débat sur l’effet d’acclimatation Débat sur l’effet d’acclimatation auditiveauditive
Certaines études n’ont pas montré de résultats en faveur de l’effet de l’acclimatation auditive (Bentler et coll., 1993; Saunder et Cienkowki,
1997; Turner et Bentler, 1998)
Ces études ont mesuré le bénéfice de l ’aide auditive
Cox et coll. (1996)Cox et coll. (1996)
Moyenne des scores avec et sans aide auditive pour un test de parole
C = déjà appareillés, E = 1er appareillage
Bénéfice de 4 à 5 %
Seulement 3 individus montrent une augmentation importante du bénéfice de l’aide auditive au cours de l’appareillage
Bénéfice faibleBénéfice faible
Saunder et Cienkowski (1997)Saunder et Cienkowski (1997)
Aucune modification du bénéfice de l’aide auditive
Résultats en faveur de l’effet d ’acclimatation auditive
Mesure de performances non-Mesure de performances non-verbales, sans aide auditive verbales, sans aide auditive
• Robinson et Gatehouse (1995; 1996) : tâche de discrimination en intensité de sons complexes.
• Olsen et coll. (1999) : tâche de catégorisation de sonie
Robinson et Gatehouse, 1995Robinson et Gatehouse, 1995
OA ONA
Objectif : Objectif : Mieux caractériser l’effet Mieux caractériser l’effet d’acclimatation auditived’acclimatation auditive
• Sujets appareillés binauralement
• Tests sans aides auditives
A un niveau perceptif
A un niveau physiologique
Première partie : Première partie : Performances liées au traitement Performances liées au traitement
de l’intensitéde l’intensité
Test de discrimination en Test de discrimination en intensitéintensité
Standard Déviant
300 ms 300 ms 300 ms
Silence
L’intensité de ces deux sons est-elle différente ou identique?
2 fréquences : 0.5 et 2 kHz
2 intensités : 75 et 95 dB SPL
Catégorisation de sonieCatégorisation de sonie
Faible OK FortTrèsfort
Trèsfaible
•Après la détermination de la dynamique auditive, les sons d’intensité variée sont présentés aléatoirement à 0.5 et 2 kHz.
•Le sujet doit juger l’intensité des sons à l’aide d’un boîtier de réponse :
Deux étudesDeux études
• Une étude comparative : 2 groupes de sujets
• Une étude longitudinale :
Avant 1 moisaprès
3 moisaprès
6 mois après
Appareillage
Etude comparativeEtude comparative
• 9 sujets malentendants appareillés binauralement depuis plus de 1 an (âgés de 64 à 82 ans)
• 9 sujets malentendants non-appareillés (âgés de 73 à 90 ans)
• Appariés en perte auditive, genre et âge• Tous droitiers
B. Philibert, L. Collet, J-F. Vesson, E. Veuillet. Intensity-related performances are modified by long-term hearing-aid use: a functional
plasticity? Accepté, Hearing Research.
Discrimination en intensitéDiscrimination en intensité
0
2
4
6
8
10
L (
dB
)
75 95 75 95
Fréquence (kHz) et Intensité (dB SPL)
Sujets non-appareillés
Sujets appareillés
OD OG
0.5 2 0.5 2 0.5 2 0.5 2
Intensité : F(1,16) = 23.9; p<0.001
Oreille x Intensité : F(1,16) = 6.18; p<0.05
Catégorisation de sonie : ODCatégorisation de sonie : OD
TFort
Fort
OK
Faible
TFaible
50 60 70 80 90 100 110 50 60 70 80 90 100 110
Intensité (dB SPL)
0.5 kHz 2 kHz
Sujets non-appareillés
Sujets appareillés
*
Catégorie x Fréquence : F(4,64) = 278.7; p<0.001)
Groupe x Fréquence : F(1,16) = 6.85; p = 0.019
Catégorisation de sonie : OGCatégorisation de sonie : OG
TFort
Fort
OK
Faible
TFaible
50 60 70 80 90 100 110 50 60 70 80 90 100 110
Intensité (dB SPL)
Sujets non-appareillés
Sujets appareillés
0.5 kHz 2 kHz
• Les sujets appareillés depuis plus de 1 an :
– tendent à avoir de meilleurs seuils de discrimination en intensité que les sujets non-appareillés
– jugent l’intensité moins forte que les sujets non-appareillés
Etude longitudinaleEtude longitudinale
• 8 sujets presbyacousiques
• 69 à 78 ans (moy : 74 ans)
• Presbyacousie symétrique sur les 2 oreilles
• Appareillés binauralement
• Appareillés pour la première fois
• Sujets droitiers
B. Philibert, L. Collet, J-F. Vesson, E. Veuillet. Perceptual and electrophysiological evidence for a functional plasticity in
hearing-impaired subjects. En révision, Brain.
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
0.5 1 2 4 80.25
Fréquence (kHz)
Per
te a
ud
itiv
e (d
B H
L)
Audiogrammes et gains des AAsAudiogrammes et gains des AAs
Seuil ODSeuil OGGain ODGain OG
Discrimination en intensité : ODDiscrimination en intensité : OD
75 dB SPL
95 dB SPL
Temps suivant l’appareillage (mois)
L (
dB
)
012345678
0.5 kHz 2 kHz
Avant 1 3 6 Avant 1 3 6
***
Intensité: F(1,7) = 19.67; p = 0.003
Temps: F(3,21) = 3.99; p = 0.021
Discrimination en intensité : OGDiscrimination en intensité : OG
012345678
Avant 1 3 6Avant 1 3 6
75 dB SPL
95 dB SPL
Temps suivant l’appareillage (mois)
0.5 kHz 2 kHz
L (
dB
)
*
Intensité x Oreille : F(1,7) = 7.21; p = 0.031
Amélioration des performances essentiellement à 2 kHz et à 95 dB SPL
– à 2 kHz : en faveur d’un effet dû au port des AAs
– à 95 dB SPL : en faveur de « l’effet d’acclimatation auditive » (Gatehouse, 1989; Robinson et Gatehouse, 1995, 1996)
Corrélât avec le gain des AAs à 2 kHzCorrélât avec le gain des AAs à 2 kHzD
iffé
ren
ce d
e se
uil
s d
I
à 9
5 d
B S
PL
( 6
mo
is -
ava
nt)
OD
-4
-3
-2
-1
0OG
Gain à 2 kHz
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
r=-0.85; p<0.01
Plus un sujet est aidé plus son OD s’améliore dans la tâche de discrimination en intensité
Catégorisation de sonie : ODCatégorisation de sonie : OD
avant1 mois3 mois6 mois
*
Intensité (dB SPL)
TFaible
Faible
OK
Fort
TFort
50 60 70 80 90 100 110 120 50 60 70 80 90 100 110 120
0.5 kHz 2 kHz
Temps x Oreille x Catégorie : F(12,84) = 1.99; p = 0.035
Fréquence x temps : F(3,21) = 3.17; p = 0.04
Catégorisation de sonie : OGCatégorisation de sonie : OG
**
Tfaible
faible
ok
fort
Tfort
Intensité (dB SPL)
50 60 70 80 90 100 110 120 50 60 70 80 90 100 110 120
avant1 mois3 mois6 mois
0.5 kHz 2 kHz
Les changements significatifs de catégorisation de sonie ont été reportés
– à 2 kHz : en faveur d’un effet dû au port des AAs
– aux catégories intermédiaires : confirme l’étude d ’Olsen et coll. (1999)
Les modifications se produisent aux intensités les plus écoutées par les sujets appareillés
Deuxième partie :Deuxième partie :Objectivation des modifications Objectivation des modifications physiologiques induites par le physiologiques induites par le
port des aides auditivesport des aides auditives
Enregistrement des PEAPsEnregistrement des PEAPs
Fz
A1 A2
Fpz
• Cinq sujets du groupe de sujets suivis longitudinalement ont participé à cette étude complémentaire
• En réponse à des clics : avant, 3 et 6 mois après l’appareillage auditif
• Tests monauraux ; seules les réponses ipsilatérales à l’oreille stimulée ont été analysées
Fenêtre temporelle (ms)Avant3 mois
6 mois
0 2 4 6 8 10-400-300-200-100
0100200300400
Am
pli
tud
e (n
V)
OD
I III V
0 2 4 6 8 10
OG
I III V
Modifications des latences de Modifications des latences de l ’onde Vl ’onde V
OD
OG
Temps après l ’appareillage
La
ten
ce
(ms
)
avant 3 mois 6 mois5.05.15.25.35.45.55.65.75.85.96.0
Oreille : F(1,4) = 11.17; p = 0.029
Temps x Oreille : F(2,8) = 7.59; p = 0.014
****
Le port des AAs entraîne une modification des réponses évoquées au niveau du tronc
cérébral
Réorganisation sous-corticale(lemniscus latéral - colliculus inférieur)
Troisième partie :Troisième partie :Performances liées au traitement Performances liées au traitement
de la parole dans ses aspects de la parole dans ses aspects temporelstemporels
Effets de la réhabilitation Effets de la réhabilitation auditive sur la latéralisation auditive sur la latéralisation
verbaleverbale
SujetsSujets• Sept sujets âgés de 64 à 83 ans (2 hommes et 5
femmes)
• Atteints d’une presbyacousie symétrique sur les deux oreilles
• Appareillés binauralement
• Appareillés pour la première fois
• Seuils d’intelligibilité symétriques
• Droitiers
B. Philibert, L. Collet, J-F. Vesson, E. Veuillet. Auditory rehabilitation effects on speech lateralization in hearing-
impaired listeners. Soumis, Jounal of Cognitive Neuroscience.
ProcédureProcédure
Avant 2 mois 4 mois
Appareillage
• Tests sans AAs
• Seuil maximal d’intelligibilité ( 98 %) : 60 ou 70 dB HL
Test d’écoute dichotiqueTest d’écoute dichotique
• Deux types de listes :– noms communs (‘ maison-sapin ’; ‘ savon-
ciseau ’)– consonnes-voyelles (‘ga-bi ’; ‘ ni-la ’; ’da-gi ’)
• Respect des équilibres phonétiques, sémantiques, syllabiques et temporels
• Procédure avec attention dirigée
OD OG
RésultatsRésultats
Mots
Po
urc
en
tag
e d
e re
co
nn
ais
sa
nc
e c
orr
ec
te
40
50
60
70
80
90
100Syllabes
Temps après l'appareillage auditif (mois)ODOG
Avant 2 4 Avant 2 4
*
* *
Mot
Temps : F(2,12) = 4.29; p = 0.03
Syllabe
Oreille : F(2,12) = 6.61; p = 0.04
Test d’identification syllabiqueTest d’identification syllabique
• Tâche latéralisée (Ackermann et coll., 2000)
• Continuum syllabique (ba-pa) fabriqué à partir de la syllabe ‘ ba ’ naturelle, la durée du voisement a été réduite par pas de 5 ms
‘ BA ’ ‘ PA ’
VOT
• 16 syllabes de durée de voisement différentes (VOT) ont été sélectionnées
• Présentées monauralement dans un ordre aléatoire, 5 fois dans l ’OD et 5 fois dans l ’OG
• Masquage controlatéral (speech noise:-30 dB)
• Le sujet doit pointer du doigt la syllabe reconnue sur une feuille
BA PA
Paramètres étudiésParamètres étudiés
FP
Pentede la
fonction
VOT (ms)
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20
Po
urc
en
tag
e d
e ré
po
ns
es:
/ba/
ou
/pa/
0
20
40
60
80
100
/ba//pa/modélisation des réponses /ba/modélisation des réponses /pa/
/BA/ /PA/
-120-100-80 -60 -40 -20 0 20
01
2
345
6
01
2
345
6
01
2
3
4
56
Po
urc
en
tag
e d
e ré
po
ns
es
/ba/
ou
/pa/
Avant
2 mois
4 mois
OD
-120-100 -80 -60 -40 -20 0 20
OG
Pente
Oreille
x temps :
F(2,12) = 5.31;
p = 0.02
VOT (ms)
Corrélation entre les changements d’asymétrie auditive et l’amélioration des performances
d’identification syllabique
(r = 0.76; p<0.05)
Plus l’asymétrie auditive était importante plus les performances des sujets en catégorisation
syllabique se sont améliorées.
Bellis et coll. (2000)
CONCLUSIONSCONCLUSIONS
Effet d’acclimatation auditive ?Effet d’acclimatation auditive ?
Plasticité fonctionnellePlasticité fonctionnelle
• Amélioration significative de diverses performances auditives :
– à la fréquence bien amplifiée par les AAs
– à forte intensité uniquement pour la tâche de discrimination en intensité
• La réhabilitation auditive binaurale induit des modifications perceptives et physiologiques au niveau du système auditif
Augmentation de la Augmentation de la latéralisation auditive latéralisation auditive
Amélioration desAmélioration desperformancesperformances
• Les conséquences sont différentes selon l’oreille testée . L’OD se modifiant plus que l’OG chez les sujets droitiers :
– tâche de discrimination en intensité– tâche de catégorisation de sonie– enregistrement des PEAPs– tâche d ’identification syllabique
RemerciementsRemerciements
• Y. Cazals
• L. Demanez
• J-F. Vesson et son équipe
• M. Vigouroux et son équipe
Tous les patients qui ont bien voulu participer à ces études