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