sous la co-direction d’Evelyne VEUILLET et de Lionel COLLET

Présentation au sujet: "sous la co-direction d’Evelyne VEUILLET et de Lionel COLLET"— Transcription de la présentation:

1 sous la co-direction d’Evelyne VEUILLET et de Lionel COLLET
Plasticité cérébrale fonctionnelle et latéralisation auditive chez le malentendant presbyacousique durant sa réhabilitation 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 »  Madame et messieurs les membres du jury, Cet exposé vise à présenter une partie des études réalisées au cours de ma thèse. Cette thèse s ’intitule: Photo: Les Panotii (« grandes oreilles ») Eglise de la Madeleine. Vézelay

2 La Plasticité fonctionnelle auditive
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) Il est maintenant bien établie que les SN adultes sont doués de plasticité, notamment suite à des modifications environnementales. Cette plasticité a été bien démontrée chez l ’animal et dans une moindre mesure chez l ’huamain

3 Le modèle du malentendant âgé presbyacousique réhabilité auditivement
Hypothèse : le port des aides auditives induirait une plasticité fonctionnelle (Willott, 1996; Palmer, 1998) Lors de ma thèse, nous avons choisi le modèle du sujet malentendant réhabilité auditivement pour essayer de mieux comprendre les phénomènes de plasticité auditive chez l ’humain: suite à une lésion cochléaire en choisissant des sujets presbyacousiques suite à un apprentissage, en effet, nous considérons que le port d ’AA correspond à un apprentissage passif D ’ailleurs plusieurs sujets ont suggéré l ’occurrence d ’une plasticité fonctionnelle suite au port d ’AA. Cette hypothèse se base sur des travaux chez l ’animal et chez l ’humain.

4 Conséquences perceptives de l’amplification monaurale chez des sujets atteints d’une surdité binaurale symétrique : mesures sans aide auditive La plupart des études ont porté sur

5 L’effet de déprivation auditive 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 Ils ont suivis pendant 4-5 ans, 44 sujets atteints d ’une perte auditive symétrique sur les 2 oreilles et appareillés monauralement. Ils ont observé une diminution des performances de reconnaissance de mots dans 39 % d ’ONA contre seulement 4 % pour les OA Pour la première fois, il a été montré que l ’ONA voyait ses perf diminuer au cours du temps contrairement à l ’OA chez un même sujet.

6 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 SD Moy Re-test Différence ap=0.011 Ils ont suivis 86 hommes pendant 4 à 17 anslesquels pouvaient être soit malentendant non-aidés, binauralement aidés ou monauralement aidés. Ils ont montré que seul l ’ONA de sujets appareillés monauralement voyait ses performances en reconnaissance de mot significativement diminuer. Ils ont également suggéré que l ’effet de déprivation auditive atteignait son maximum au bout de 4 à 5 ans d ’appareillage monaural. Cet effet a encore été récemment confirmé par une étude réalisé par Hurley en 1999. Scores de reconnaissance de la parole au test initial et au re-test et différence entre ces deux tests (en %)

7 Effet dépendant de l'intensité : Gatehouse (1989)
Mesure des performances d’identification de mots dans le bruit à différentes intensités chez des sujets malentendants appareillés monauralement Gatehouse en 1989 a émis une autre hypothèse quant au phénomène de déprivation auditive. Il a mesuré à plusieurs intensités le seuil de reconnaissance de mots dans le bruit.

8 Taux du signal sur bruit pour 50% de performance (dB) Oreille aidée
non-aidée 65 dB SPL 70 dB SPL 75 dB SPL 80 dB SPL 85 dB SPL 90 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) Il a montré que l ’ONA avait de meilleures performances que l ’OA à faible intensité et inversement, à forte intensité, l ’OA avait de meilleures performances que l ’ONA. Selon lui, les oreilles se spécialiserait dans le niveau d ’intensité auquel elles ont l ’habitude de travailler : l ’ONA dans les faibles intensités et l ’OA dans les fortes intensités Moyenne et (déviation standard) du taux du signal sur bruit afin d’atteindre 50% des performances lors d’un test de parole

9 Effet 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

10 Débat sur l’effet d’acclimatation auditive
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) Après une analyse détaillée de la littérature, nous avons montré que ces controverses provenait des études qui ont mesuré le bénéfice de l ’aide auditive et non pas les performances oreilles nues. En effet, la mesure du bénéfice de l ’aide auditive consiste à comparer les performances auditives avec et sans AAs. Ces études ont mesuré le bénéfice de l ’aide auditive

11 Cox et coll. (1996) Ils ont testés 22 sujets atteints d ’une surdité bilatérale, lors d ’une premier appareillage monaural. Ils ont également testés 5 sujets contrôles appareillés depuis longtemps. Ils ont testés 3 types d ’amplification différentes afin de tester l ’impact du gain sur les hautes fréquences sur l ’effet d ’acclimatation auditive. Ils ont mesuré l ’intelligibilité avec et sans AA. CST = connected speech test à 63 dB Leq Moyenne des scores avec et sans aide auditive pour un test de parole C = déjà appareillés, E = 1er appareillage

12 Bénéfice faible Bénéfice de 4 à 5 %
Seulement 3 individus montrent une augmentation importante du bénéfice de l’aide auditive au cours de l’appareillage

13 Saunder et Cienkowski (1997)
Aucune modification du bénéfice de l’aide auditive

14 Mesure de performances non-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 Résultats en faveur de l’effet d ’acclimatation auditive

15 Robinson et Gatehouse, 1995 ONA OA
Cette spécialisation illustre le phénomène d ’acclimatation auditive mis en évidence par Gatehouse en 1989.

16 Objectif : Mieux caractériser l’effet d’acclimatation auditive
Sujets appareillés binauralement Tests sans aides auditives Cet effet d ’acclim auditive existe t-il ou pas? Cet effet apparaît comme un effet faible et pas toujours observé . C ’est pourquoi, nous nous sommes attachés à mieux caractériser l ’effet d ’acclim auditive A un niveau perceptif: mesure des performances liées au traitement de l ’intensité: En effet, le premier rôle des AA est d ’amplifier l ’intensité des sons environnant. Egalement mesure des performances liées au traitement de la parole dans ses aspects temporels. Le but de l ’appareillage étant d ’augmenter la compréhension des sujets. A un niveau physiologique, dans le but d ’objectiver les modifications le long des voies auditives A un niveau perceptif A un niveau physiologique

17 Première partie : Performances liées au traitement de l’intensité
Nous avons utilisé deux tâches:

18 Test de discrimination en intensité
Standard Déviant 300 ms Silence L’intensité de ces deux sons est-elle différente ou identique? Permet de déterminer la plus petite différence en intensité que peut percevoir un sujet. On mesure ainsi son seuil de discrimination en intensité. Les variations en intensité sont essentielles dans de nombreux aspects de la cognition auditive, comme par exemple, percevoir la subtilité du sens d ’un message verbal. 0.5 kHz : fréquence contrôle, peu ou pas amplifiée par les Aas 2 kHz : fréquence significativement amplifiée par les AAs 2 fréquences : 0.5 et 2 kHz 2 intensités : 75 et 95 dB SPL

19 Catégorisation de sonie
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 : La sonie est un paramètre de la sensation auditive qui correspond le mieux au paramètre physique de l ’intensité. Aussi, le port des AA devraient modifier en premier lieu ce paramètre. Dans un premier temps, on a déterminé la dynamique auditive des sujets, c ’est à dire le niveau d ’intensité inaudible et trop fort. Ensuite, on a présenté des sons d ’intensités aléatoire et le sujet devait juger l ’intensité du son en utilisant une manette avec les touches suivantes: Faible OK Fort Très fort faible

20 Deux études Une étude comparative : 2 groupes de sujets
Une étude longitudinale : Avant 1 mois après 3 mois 6 mois Appareillage

21 Etude 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.

22 Discrimination en intensité
2 4 6 8 10 DL (dB) 75 95 Fréquence (kHz) et Intensité (dB SPL) Sujets non-appareillés Sujets appareillés OD OG 0.5 Les sujets malentendants appareillés binauralement depuis plus de 1 an ont de meilleurs seuils de discrimination en intensité que les sujets non-appareillés. Intensité : F(1,16) = 23.9; p<0.001 Oreille x Intensité : F(1,16) = 6.18; p<0.05

23 Catégorisation de sonie : OD
TFort Fort OK Faible TFaible 0.5 kHz 2 kHz * 50 60 70 80 90 100 110 50 60 70 80 90 100 110 Intensité (dB SPL) Catégorie x Fréquence : F(4,64) = 278.7; p<0.001) Groupe x Fréquence : F(1,16) = 6.85; p = 0.019 Sujets non-appareillés Sujets appareillés

24 Catégorisation de sonie : OG
TFort Fort OK Faible TFaible 0.5 kHz 2 kHz 50 60 70 80 90 100 110 50 60 70 80 90 100 110 Différence significative entre les 2 groupes de sujets pour la fréquence 2 kHz et pour la catégorie ‘ ok ’, significatifs seulement dans l ’OD. Intensité (dB SPL) Sujets non-appareillés Sujets appareillés

25 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 Après cette étude dans laquelle nous avons comparé 2 groupes de sujets malentendants, intéressons nous aux modifications perceptives mesurées longitudinalement chez un même groupe de sujets

26 Etude 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.

27 Audiogrammes et gains des AAs
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 Perte auditive (dB HL) Seuil OD Seuil OG Gain OD Gain OG 0.5 1 2 4 8 0.25 Fréquence (kHz)

28 Discrimination en intensité : OD
Temps suivant l’appareillage (mois) DL (dB) 1 2 3 4 5 6 7 8 0.5 kHz 2 kHz Avant * ** ANoVA à 4 facteurs répétés: intensité, fréquence, oreille et le temps. 75 dB SPL Intensité: F(1,7) = 19.67; p = 0.003 Temps: F(3,21) = 3.99; p = 0.021 95 dB SPL

29 Discrimination en intensité : OG
8 0.5 kHz 2 kHz 7 6 5 DL (dB) 4 3 2 * 1 Avant 1 3 6 Avant 1 3 6 Temps suivant l’appareillage (mois) 75 dB SPL Intensité x Oreille : F(1,7) = 7.21; p = 0.031 95 dB SPL

30 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)

31 Corrélât avec le gain des AAs à 2 kHz
Différence de seuils dI à 95 dB SPL ( 6 mois - avant) OD -4 -3 -2 -1 OG Gain à 2 kHz 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

32 Catégorisation de sonie : OD
0.5 kHz 2 kHz TFaible Faible OK Fort TFort * 50 60 70 80 90 100 110 120 Intensité (dB SPL) avant 1 mois 3 mois 6 mois Fréquence x temps : F(3,21) = 3.17; p = 0.04 Temps x Oreille x Catégorie : F(12,84) = 1.99; p = 0.035

33 Catégorisation de sonie : OG
0.5 kHz 2 kHz Tfaible faible ok fort Tfort ** 50 60 70 80 90 100 110 120 Intensité (dB SPL) avant 1 mois 3 mois 6 mois

34 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

35 Deuxième partie : Objectivation des modifications physiologiques induites par le port des aides auditives

36 Enregistrement des PEAPs
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 Cette méthode est utilisée classiquement en clinique. Elle est fiable et elle permet une exploration rapide du fonctionnement du système auditif, de la cochlée au colliculus inférieur. Fz A1 A2 Fpz

37 Fenêtre temporelle (ms) Avant 3 mois
2 4 6 8 10 -400 -300 -200 -100 100 200 300 400 Amplitude (nV) OD I III V 2 4 6 8 10 OG I III V Ces onde électrophysiologiques traduisent les réponses des générateurs situés le long de la voie auditive au niveau du tronc cérébral.

38 Modifications des latences de l ’onde V
5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6.0 *** * Latence (ms) L ’analyse statistique confirme que les modifications électrophysiologiques sont seulement observées dans l ’OD. avant 3 mois 6 mois Temps après l ’appareillage Oreille : F(1,4) = 11.17; p = 0.029 Temps x Oreille : F(2,8) = 7.59; p = 0.014 OD OG

39 Le port des AAs entraîne une modification des réponses évoquées au niveau du tronc cérébral
Réorganisation sous-corticale (lemniscus latéral - colliculus inférieur)

40 Troisième partie : Performances liées au traitement de la parole dans ses aspects temporels Effets de la réhabilitation auditive sur la latéralisation verbale Il nous a paru essentiel de mesurer les conséquences de la réhabilitation audioprothétique chez le malentendant au niveau des performances verbales. En effet, les études réalisées précédemment ont montré que des différences d ’adaptation existaient entre les 2 oreilles.

41 Sujets 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.

42 Procédure Avant 2 mois 4 mois Appareillage Tests sans AAs
Seuil maximal d’intelligibilité ( 98 %) : 60 ou 70 dB HL

43 Test 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 Cette tâche est classiquement utilisée pour mesurer le degré d ’asymétrie auditive. Elle consiste en la présentation simultanée de mots différents dans chaque oreille On a demandé aux sujets, avant de leur faire écouter la liste de mot, de répétés uniquement les mots qu’ils entendaient dans une oreille et de ne pas faire attention aux mots de l ’autre oreille. Ceci afin de contrôler le biais attentionnel OD OG

44 Résultats * * * 100 Pourcentage de reconnaissance correcte Mots
40 50 60 70 80 90 100 Syllabes Temps après l'appareillage auditif (mois) OD OG Avant * * * Globalement, les performances sont meilleures dans l ’OD par rapport à l ’OG. Résultats classiques chez les droitiers Deux résultats principaux: augmentation significative des performances de reconnaissance de noms communs avec le port des AAs augmentation significative de la différence OD versus OG pour le test utilisant des syllabes Mot Temps : F(2,12) = 4.29; p = 0.03 Syllabe Oreille : F(2,12) = 6.61; p = 0.04

45 Test 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 ’ En particulier, la tâche que nous avons chois utilise des capacités de traitement temporelle. De plus, cette tâche est préférentiellement traitée par l ’HF gauche (Ackermann et coll., 2000) Un continuum syllabique a été construit à partir de la syllabe /ba/ naturelle/ Ensuite par réduction du temps de voisement, par pas de 5 ms, nous sommes progressivement passé a la syllabe /pa/ VOT

46 Masquage controlatéral (speech noise:-30 dB)
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

47 Paramètres étudiés /BA/ /PA/ VOT (ms)
-120 -100 -80 -60 -40 -20 20 Pourcentage de réponses: /ba/ ou /pa/ 40 60 80 100 /ba/ /pa/ modélisation des réponses /ba/ modélisation des réponses /pa/ /BA/ /PA/ Pente de la fonction FP Avant de vous présenter les résultats, je vais vous décrire les paramètres étudiés. Voici des résultats de cette tâche d ’identification chez un individu, modélisé à partir d ’une fonction Tanhyp. De la gauche vers la droite, le sujet identifie tout d ’abord le /ba/ puis progressivement va reconnaître un /pa/. Nous nous sommes intéressés à la frontière phonémique, aux points I1 et i2 qui nous ont permis de déterminer le temps de transition autours de ce point de transition. Et finalement, la pente de la fonction au niveau de la transition.

48 OG OD Avant 2 mois 4 mois Pourcentage de réponses /ba/ ou /pa/
-120 -100 -80 -60 -40 -20 20 -120 -100 -80 -60 -40 -20 20 1 2 3 4 5 6 Pente Oreille x temps : F(2,12) = 5.31; p = 0.02 Avant 2 mois Pourcentage de réponses /ba/ ou /pa/ 4 mois VOT (ms)

49 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) Bellis et coll. ont également lier de mauvaises performances en discrimination phonémique avec une moindre asymétrie hémisphérique, objectivée par l ’enregistrement de l ’onde N100.

50 Effet d’acclimatation auditive ?
CONCLUSIONS Effet d’acclimatation auditive ?

51 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 En faveur d ’une plasticité fonctionnelle auditive Nous avons mis en évidence un lien entre l ’amélioration des performances et l ’augmentation de la latéralisation auditive lors d ’une réhabilitation auditive Plasticité fonctionnelle

52 Augmentation de la latéralisation auditive
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 Augmentation de la latéralisation auditive Amélioration des performances

53 Tous les patients qui ont bien voulu participer à ces études
Remerciements 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