AUDIOECO - Ecologie Auditive: Perdre et restaurer le contact auditif avec la nature

La vie urbaine accroît la séparation entre l'homme et les environnements naturels. Cependant, les espaces verts urbains et les parcs nationaux offrent toujours aux citadins la possibilité de s’exposer à la nature, et en particulier à ses "paysages sonores", à savoir des arrangements complexes de sons biologiques et géophysiques. Plusieurs études indiquent que la biodiversité – un facteur environnemental affectant fortement les paysages sonores naturels – détermine le degré de bien-être et les effets réparateurs associés à l'expérience auditive de ces paysages chez les êtres humains. La population des pays développés vieillit et tend à développer une perte auditive. Ainsi, pour les personnes malentendantes visitant des espaces verts ou vivant en zones rurales, qualité de vie et santé devraient dépendre de la bonne perception des paysages sonores et d’une réponse émotionnelle appropriée.

Le but de ce programme est de caractériser l'impact d’une perte neurosensorielle sur la perception auditive et les réponses émotionnelles aux paysages sonores naturels et urbains, et la possibilité de les restaurer grâce à des prothèses auditives. Ce programme vise à (1) comprendre les mécanismes sensoriels impliqués dans la perception auditive et la réponse émotionnelle aux paysages sonores naturels et urbains ; (2) caractériser et expliquer les effets de la perte auditive neurosensorielle sur la perception et la réponse émotionnelle à ces paysages sonores ; (3) évaluer dans quelle mesure ces altérations peuvent être compensées grâce à des prothèses. 

Ces objectifs seront atteints par une combinaison d'expériences psychophysiques et de mesures électrophysiologiques du système autonome réalisées chez des sujets jeunes et âgés, normo-entendants et malentendants, en utilisant une large base de données sonores enregistrés dans des réserves naturelles et des sites urbains. Ce travail sera guidé par les prédictions d'un modèle du système auditif humain combinées à la théorie de l’information. 

Ce projet implique Christian Lorenzi (Laboratoire des Systèmes Perceptifs, DEC-ENS), Jérôme Sueur (Muséum National d'Histoire Naturelle), Diane Lazard et Luc Arnal (Institut de l'Audition, Institut Pasteur).

CAIAC - Neural computations of adaptive temporal integration in auditory cortex

Les gens sont remarquablement doués pour percevoir et comprendre des sons complexes tels que la parole et la musique. Pourtant, les mécanismes cérébraux qui permettent de percevoir des sons complexes restent mal compris. L'un des principaux défis auxquels le cerveau est confronté est que les sons sont organisés sur une vaste gamme d'échelles de temps allant de la milliseconde à la seconde et à la minute. Pour comprendre et percevoir les sons, le cerveau doit disposer de mécanismes lui permettant d'intégrer avec souplesse les informations à travers ces différentes échelles de temps. La compréhension de ces mécanismes est essentielle pour comprendre comment les gens comprennent la parole, perçoivent la musique et naviguent dans le monde à l'aide des sons.

Le projet proposé étudie les mécanismes que le cerveau pourrait utiliser pour intégrer de manière flexible les informations contenues dans les sons. Une question clé est de savoir si le cerveau peut modifier la fenêtre temporelle dans laquelle il intègre les informations en fonction de la durée des "structures" sonores telles que les mots dans la parole. Nous testons si le cerveau peut modifier sa fenêtre d'intégration sur des échelles de temps courtes et longues, et si cette flexibilité dépend des types de sons que l'on entend et de leur pertinence comportementale. Nous étudions ces questions à l'aide d'enregistrements neuronaux du cortex auditif, un nouveau paradigme pour l'étude de l'intégration temporelle dans le cerveau, et de modèles informatiques dérivés de réseaux neuronaux profonds.

Ce projet est porté par Sam Normann (University of Rochester) et Yves Boubenec (Laboratoire des Systèmes Perceptifs, DEC-ENS).
 

CAREX (CES37) - Mécanismes d'intégration des signaux intéroceptifs cardiaques avec les signaux extéroceptifs

Les dix dernières années ont permis de découvrir un trésor de preuves expérimentales selon lesquelles les signaux cardiaques influencent le traitement sensoriel extéroceptif (somatosensoriel, visuel), par le biais des effets du cycle cardiaque (CCE) et des réponses évoquées par le rythme cardiaque (HER). L'interaction entre l'extéroception et l'intéroception est parfois compétitive (c'est-à-dire que l'on assiste au flux interoceptif ou au flux extéroceptif), parfois intégrative (c'est-à-dire que l'intégration de l'intéroception et de l'extéroception contribue à l'expérience consciente en reliant le stimulus externe à la représentation neuronale de l'organisme vivant). Les règles régissant l'intégration par rapport à la compétition ne sont pas connues. En outre, les preuves sont restées essentiellement corrélationnelles et la nature des mécanismes impliqués est largement inconnue. Nous explorons ici les mécanismes d'influence des entrées cardiaques sur les signaux extéroceptifs, dans le cadre d'une approche intégrée faisant intervenir une modélisation informatique biologiquement plausible et des expériences chez l'homme. Le projet élaborera des mécanismes neuronaux pour la modulation interoceptive de la perception somatosensorielle médiée par le couplage cardio-cortical. Dans l'ensemble, ce projet représente une étape importante pour faire avancer le domaine, au-delà de l'accumulation de preuves corrélatives. Il offre également un premier pas vers une compréhension mécaniste de la notion largement utilisée mais insuffisamment spécifiée d'auto-pertinence, avec des applications potentielles à long terme en psychiatrie ainsi qu'en intelligence artificielle et en robotique. Plus précisément, dans le WP1, nous construirons un modèle cardio-cortical basé sur la biophysique, dans lequel une mini-colonne corticale, avec une activité continue et sensorielle, est modulée par un oscillateur cardiaque dynamique (qui produit des électrocardiogrammes synthétiques réalistes). En utilisant ce modèle, nous délimitons explicitement les mécanismes de cette influence ascendante. Nous validerons le modèle en optimisant les paramètres de couplage et la dynamique des modules corticaux et cardiaques pour l'adapter aux données électrocardiographiques et intracrâniennes existantes. En parallèle (WP2), nous obtiendrons d'autres données EEG chez des participant.es féminines et masculins afin de sonder l'interaction entre le traitement cardiaque et tactile avec une manipulation critique de la pertinence personnelle, un facteur qui pourrait régir l'équilibre entre la compétition cardio-tactile et l'intégration cardio-tactile. Nous postulons que la pertinence personnelle est une combinaison des propriétés extéroceptives du stimulus et de l'état interne. L'auto-pertinence induite par le stimulus est opérationnalisée ici comme un stimulus tactile délivré avec un son proche (plus auto-pertinent), ou avec un son lointain (moins auto-pertinent), et les fluctuations de l'état interne lié à l'auto-pertinence sont indexées par les HER localisées à la source. Dans le WP3, nous développerons le modèle développé dans le WP1 pour confronter les données du WP2 afin de tester plusieurs hypothèses mécanistes sur les interactions entre les stimuli inter- et extéroceptifs.

Ce projet est porté par Catherine Tallon-Baudry (équipe Subjectivité, cerveau et viscères, Laboratoire de Neurosciences Cognitives et Computationnelles, DEC-ENS) et Boris Gutkin (équipe Mathematics of Neural Circuits, Laboratoire de Neurosciences Cognitives et Computationnelles, DEC-ENS).
 

CAT - Affects collectifs au théâtre
Étude de l'émergence de dynamiques émotionnelles collectives pendant les représentations théâtrales.

Bien que le partage des émotions au théâtre soit supposé être une expérience très commune, il existe à ce jour peu de preuves scientifiques soutenant ce postulat. En réunissant l'expertise de cognitivistes et de philosophes, ce projet a pour but d’étudier l'émergence de dynamiques émotionnelles collectives pendant les représentations théâtrales. L’hypothèse de recherche qu'il existe des corrélats cognitifs et physiologiques mesurables de la dynamique socio-émotionnelle au sein du public et entre le public et les acteurs, tels que la synchronisation de l’activité cardiaque et la convergence des expériences subjectives. De plus, l’équipe postule que ces dynamiques émotionnelles collectives participent à l’appréciation d'une pièce de théâtre, et elle prévoit que ces résultats permettront de contribuer aux discussions conceptuelles en esthétique et en philosophie de l'esprit. Deux « Work Packages » sont proposés, traitant respectivement de la dynamique émotionnelle interpersonnelle dans les publics de théâtre (WP1) et des relations acteurs-publics (WP2). Dans les deux WPs, des études expérimentales en contextes naturalistes seront menées, en recrutant de grands groupes de participant.es pour assister à des pièces jouées par des acteurs et des actrices professionnel.les, tout en manipulant le type de représentation théâtrale et la composition du public. Enfin, l’équipe de scientifiques répliquera ses résultats au cours de représentations proposées par deux théâtres nationaux (Le Quai d'Angers, Nanterre-Amandiers).

Ce projet est porté par Julie Grèzes (Equipe Social cognition : from brain to society, Laboratoire de Neurosciences Cognitives et Computationnelles, DEC-ENS) et Jérôme Pelletier (Institut Jean Nicod, DEC, ENS)

ComCogMean - Efficacité communicative, contraintes cognitives et sens lexical

Les langues présentent certaines tendances universelles dans la manière dont elles choisissent de lexicaliser les significations. Ces tendances ont souvent été considérées comme reflétant le fait que, au fil de l'évolution culturelle, les langues tendent à être optimisées pour une communication efficace. Cependant, elles peuvent également être le résultat de diverses pressions cognitives qui existent indépendamment de la communication, ou découler de la façon dont le sens des mots est appris, tout à fait indépendamment de l'efficacité de la communication.

Dans ce projet, l'équipe se concentrera sur le rôle joué par le sens dans l'élaboration de la forme du lexique (comme la longueur des mots ou la lexicalisation de certains mots logiques). Les rôles respectifs des contraintes cognitives non communicatives et de l'efficacité communicative dans l'explication des correspondances mot-sens seront étudiées à l'aide de trois études de cas.

 P1. La concurrence de sens, qui peut expliquer que les langues présentent une synonymie limitée et qu'il existe un effet d'"exclusivité mutuelle" dans l'apprentissage des mots (les nouveaux mots sont assignés à des sens nouveaux).

 P2. Fréquence du sens. La loi de Zipf (*) sur les abréviations établit un lien entre la fréquence et la longueur des mots. L’équipe de scientifiques soutenient que les fréquences dans le monde ne peuvent être ignorées dans cette relation.

 P3. Complexité du sens. Certains mots n'apparaissent jamais dans les langues.  En se concentrant sur les mots logiques tels que les connecteurs et les quantificateurs, les scientifiques explorent comment la complexité d'un concept interagit avec les pressions communicatives pour qu'il apparaisse ou non en tant qu'élément lexical. 

 L’équipe se concentrera ensuite sur les mots logiques tels que les connecteurs et les quantificateurs.

(*) La loi de Zipf est une observation empirique concernant la fréquence des mots dans un texte.

Ce projet implique trois chercheurs du département, Benjamin Spector (équipe LINGUAE et équipe COLOR, IJN, DEC-ENS), Olivier Morin (équipe Cognition Sociale, Institut Jean Nicod, DEC-ENS), Emmanuel Chemla (équipe Language and Its acquisition au Laboratoire de Sciences Cognitives et Psycholinguistique et équipe LINGUAE, Institut Jean Nicod, DEC-ENS) et Mora Maldonado, (Laboratoire de Linguistiqu, Nantes).

THRESHOLD - Le seuil du désespoir : Conséquences pour les individus et la société

Ce projet est porté par Daniel Nettle (Institut Jean Nicod, DEC-ENS).  

POUR EN SAVOIR PLUS

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