Manon Rolland

Manon Rolland

NeuroPSI – Université Paris-Saclay

Informations visuelles chez l’oiseau chanteur : des circuits cérébraux au contrôle cross-modal du chant

L’apprentissage vocal correspond à la capacité à apprendre des vocalisations par imitation des congénères. C’est une aptitude rare dans le règne mammalien retrouvée chez l’humain par le langage, mais plus fréquente chez les oiseaux, et notamment chez les oiseaux chanteurs par la production d’un comportement vocal moteur complexe : le chant. Chez l’oiseau chanteur, comme chez l’humain, la production vocale est contrôlée par un réseau de noyaux interconnectés dédiés à cette capacité, ce qui en fait un modèle de choix pour l’étude des mécanismes neuronaux impliqués dans l’apprentissage vocal. Le contrôle du chant chez l’oiseau chanteur et du langage chez l’humain dépend du retour auditif des vocalisations propres de l’individu. En effet, on observe des difficultés d’apprentissage vocal chez les sourds, ainsi qu’une diminution progressive de la qualité de la parole ou du chant lors d’une perte de l’audition postérieure à l’apprentissage vocal. Alors que les informations provenant des modalités sensorielles non-auditives impactent également la production vocale, les connaissances des mécanismes neuronaux permettant leur intégration dans le contrôle des vocalisations restent faibles. Le but de ce projet était de caractériser l’impact des informations visuelles dans le contrôle moteur du chant et les mécanismes neurobiologiques impliqués. La première étude de ce projet a visé à évaluer si des diamants mandarins, entendants ou sourds, sont capables d’utiliser des informations visuelles pour adapter leur chant de façon contrôlée. Pour cela, une tâche comportementale de plasticité vocale a été développée, consistant en un stimulus visuel transitoire délivré de façon contingente à la fréquence fondamentale d’une syllabe du chant. Cette étude a permis de montrer que les oiseaux, entendants ou sourds, exploitent les stimuli visuels pour exercer un contrôle adaptatif de leur chant. Nous avons également montré que l’Aire X, structure analogue des ganglions de la base et impliquée dans le contrôle du chant, est requise pour ce processus. Si les oiseaux sont capables de modifier leur chant en réponse à des stimuli visuels, il est donc possible que la dégradation de leurs vocalisations naturellement induite par la perte de l’audition puisse être réduite grâce à l’apport d’un retour visuel aux vocalisations produites. Ainsi, dans une seconde étude, nous avons mis en place une nouvelle tâche comportementale afin de compenser la dégradation du chant post-surdité. Cette étude a permis de mieux caractériser cette dégradation du chant et de montrer qu’il est possible de la ralentir grâce à des stimuli visuels. La problématique que soulèvent ces deux premières études est de caractériser les circuits neuronaux impliqués dans l’intégration des informations visuelles dans le contrôle du chant. Chez l’oiseau, les voies thalamofugale et tectofugale sont impliquées dans le traitement des informations visuelles. Dans la dernière étude de ce projet, l’implication du Wulst, analogue au cortex visuel mammalien appartenant à la voie thalamofugale, a été étudiée dans le contexte du contrôle visuel de la production du chant. Pour cela, des lésions du Wulst ont été effectuées chez des oiseaux adultes rendus sourds impliquées dans une tâche comportementale de modification adaptative du chant en réponse à des stimuli visuels. Leur incapacité à effectuer cette tâche lorsque le Wulst est lésé nous indique que le contrôle moteur du chant est aussi liée à l’intégration des informations visuelles s’opérant dans cette structure. L’ensemble de ce projet a donc permis de mieux caractériser les mécanismes de substitution cross-modale audio-visuelle pouvant s’opérer chez les oiseaux sourds et leur impact sur la production vocale, en mettant notamment en évidence pour la première fois que le contrôle moteur du chant des oiseaux ne dépend pas exclusivement de la perception auditive.

Composition du Jury

    • Hugo COUSILLAS (Rapporteur, Université de Rennes 1)
    • Bahia GUELLAÏ (Rapportrice, LECD, Université Paris Nanterre)
    • Pascal BARONE (Examinateur, CERCO, Université de Toulouse)
    • Corentin Le MAGUERESSE, Examinateur (IFM, Paris)
    • Isabelle CHARRIER (Examinatrice, NeuroPSI, Université Paris-Saclay)

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  • Catherine DEL NEGRO et Nicolas GIRET (Institut NeuroPSI, Saclay)
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Date

Sep 29 2022

Heure

14h00 - 18h30

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