Brice Bathellier, du son au sens

Contrairement à une idée reçue, l’information sonore n'est pas simplement transmise, elle est remodelée tout au long de son parcours pour construire une interprétation du son perçu. À l'Institut de l'Audition, Brice Bathellier et son équipe étudient ces processus complexes au cœur de notre cerveau.

À l'aide de méthodes d'imagerie optique et d'électrophysiologie, ils enregistrent plusieurs milliers de neurones simultanément au sein du système auditif. Ils ont ainsi révélé un processus de décorrélation par lequel : « Les ondes sonores se transforment en objets auditifs porteurs de sens », explique le physicien. Deux objets auditifs similaires, au sens bien distincts, activent des neurones similaires près de l’oreille, mais des neurones très différents dans le cerveau. C'est ainsi que nous percevons différemment un même mot prononcé à l'endroit ou joué à l'envers.

Pour mieux comprendre ce processus, les chercheurs de l’équipe de Brice Bathellier ont développé des réseaux de neurones artificiels capables d'extraire des objets auditifs à partir du son. En comparant les transformations faites par ces modèles et celles faites par le cerveau, ils montrent un parallélisme fort : dans les deux cas, l'information devient de plus en plus spécifique de la séquence d’événements sonores à mesure qu'elle progresse vers le cortex.

L'équipe travaille désormais sur un implant cortical basé sur leurs algorithmes pour transmettre directement le son au cerveau, en contournant l'oreille. Une solution qui permettrait d'aider des personnes dont le nerf auditif a disparu et qui ne peuvent bénéficier d'un implant cochléaire. Déjà validée sur la souris, l'innovation devrait se poursuivre avec la création d'une start-up.

Dans le cadre de l'ERC Synergy Chronology, un projet européen collaboratif, Brice Bathellier et ses partenaires veulent également développer des réseaux de neurones artificiels reproduisant le codage de séquences sonores dans le temps. L'enjeu : comprendre non plus comment un mot émerge d'un son, mais comment il s'intègre dans une phrase. Un défi qui mobilise la mémoire de travail, clé de la reconstruction du sens dans le temps.