Encodage cortical du rythme auditif au-delà du cortex auditif: une étude eeg-nirs // encoding of auditory rhythm beyond the auditory cortex: an eeg-nirs study

Topic description

L'expérience du rythme auditif commence tôt dans la vie humaine. Au fur et à mesure que le système auditif foetal se développe, le foetus est exposé à une symphonie de sons rythmiques, des battements cardiaques maternels aux rythmes de la parole et de la musique transmis à travers les tissus maternels. Ces stimulations rythmiques jouent un rôle clé dans le développement cognitif en soutenant l'acquisition du langage, la communication et les interactions sociales.
À l'Inserm U, nous avons démontré que le cerveau du nouveau-né prématuré encode les rythmes auditifs et s'y synchronise de manière prédictive. Ces capacités se développent progressivement durant le troisième trimestre de gestation. Cependant, les structures corticales impliquées restent inconnues. Cette capacité repose-t-elle uniquement sur les réseaux auditifs ou implique-t-elle aussi des régions sensorimotrices comme chez l'adulte ?
Pour explorer cette question, des séquences rythmiques régulières et irrégulières seront présentées à des nouveau-nés prématurés tout en mesurant l'activité corticale par l'Electroencéphalogramme (EEG) et l'imagerie optique par spectroscopie proche infrarouge (fNIRS). En combinant la haute résolution temporelle de l'EEG et la résolution spatiale de la fNIRS, nous testerons si la perturbation du rythme modifie les schémas d'activation des voies auditives dorsales et ventrales. Nous émettons l'hypothèse que l'encodage d'un rythme saillant engage des régions corticales distribuées et que sa perturbation déclenche des réponses spécifiques au-delà du cortex auditif. Cette étude éclairera les bases neuronales du traitement du rythme, essentiel au développement cognitif.
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The experience of auditory rhythm begins early in human life. As the fetal auditory system develops, the fetus is exposed to a rich array of rhythmic sounds, ranging from maternal heartbeats to the rhythms of speech and music transmitted through maternal tissues. These rhythmic stimulations play a key role in cognitive development by supporting language acquisition, communication, and social interactions.

At Inserm U, we have shown that the brain of premature newborns encodes auditory rhythms and synchronizes with them in a predictive manner. These abilities develop progressively during the third trimester of gestation. However, the cortical structures underlying these processes remain unknown. Does this capacity rely solely on auditory networks, or does it also involve sensorimotor regions, as observed in adults?

To address this question, regular and irregular rhythmic sequences will be presented to premature newborns while cortical activity is measured using electroencephalography (EEG) and functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). By combining the high temporal resolution of EEG with the spatial resolution of fNIRS, we will test whether rhythmic perturbations modulate activation patterns within dorsal and ventral auditory pathways. We hypothesize that encoding salient rhythmic structure engages distributed cortical regions, and that disruptions of this structure elicit specific responses beyond the auditory cortex. This study will provide new insights into the neural foundations of rhythm processing, a fundamental component of cognitive development.
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Début de la thèse : 01/10/

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Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

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