Binaural hearing and binaural masking release in human
Audition et démasquage binaural chez l'homme
Résumé
Background: Binaural unmasking is an essential process for understanding in noisy environments. This mechanism would involve the comparison of time and frequency cues throughout the hearing nerve pathways. However, there is no real consensus evoking a treatment of a binaural masking release at a subcortical and/or a cortical level. The purpose of this study is to investigate the time and frequency cues of the binaural unmasking through a perceptual study, and then through an electroencephalographic study (EEG).Materials and Methods: Normal hearing people were evaluated with a perceptive study to estimate the importance of the binaural unmasking according to 1) the frequency width of the contralateral noise (1 octave, 3 octaves or broadband), 2) the temporal coherence of bilateral noises (correlation equal to 0 or 1) and 3) the frequency of the target stimuli (0.5, 1, 2 and 4 kHz). Binaural unmasking was then evaluated with EEG by studying 1) early latencies (<10 ms, PEA-P), 2) late latencies (<50 ms, PEA-T) and 3), the mismatch wave (PEA- MMN). For these three EEG studies, the influence of the temporal coherence of bilateral noise was investigated.Results: The study shows a growing perceptive binaural unmasking when the frequency width of the contralateral noise increases. The addition of an uncorrelated contralateral noise (correlation = 0) results in a 1.28 dB detection enhancement, regardless of the frequency of the target stimuli (antimasking), while adding a contralateral correlated noise (correlation = 1) refers to a detection enhancement when the frequency of the target stimuli decreases (unmasking): 0.97 dB at 4 kHz and 9.25 dB at 0.5 kHz. The latencies of waves III and V are shortened when a contralateral correlated or uncorrelated noise is added (≈0,1 ms) in the PEA-P. The amplitudes of P1, N1 waves and P1N1 and N1P2 complex increase when contralateral correlated or uncorrelated noise is added in PEA-T. Finally, the amplitude of the MMN is higher when a contralateral correlated noise is added (versus an uncorrelated one).Conclusion: The perceptual study shows the significance of spectral cues (antimasking) and temporal cues (unmasking), to improve the perception of an initially masked signal. The EEG study suggests a subcortical treatment which is only influenced by spectral cues (antimasking) and a cortical processing, influenced by temporal cues (unmasking).
Contexte : Le démasquage binaural est un processus indispensable pour la compréhension en environnement bruyant. Ce mécanisme ferait intervenir la comparaison d’indices temporels et fréquentiels tout au long des voies nerveuses auditives. Cependant, il n’existe pas de réel consensus évoquant un traitement du démasquage à un niveau sous-cortical et/ou cortical. L’objet de cette étude est d’étudier ces indices temporels et fréquentiels du démasquage par le biais d’une étude perceptive, puis d’une étude électroencéphalographique (EEG). Matériels et méthodes : Une population normoentendante a été évaluée lors d’une étude perceptive visant à estimer l’importance du démasquage en fonction de 1) la largeur fréquentielle du bruit controlatéral (de 1 octave, 3 octaves ou à large bande), 2) la cohérence temporelle des bruits bilatéraux (corrélation égale à 0 ou 1) et 3) la fréquence des stimuli cibles (0,5, 1, 2 et 4 kHz). Puis, le démasquage a été évalué en EEG par l’étude 1) des latences précoces (<10 ms, PEA-P), 2) des latences tardives (<50 ms, PEA-T) et 3) de l’onde de discordance (PEA-MMN). Pour ces trois études EEG, l’influence de la cohérence temporelle des bruits bilatéraux a été explorée.Résultats : L’étude perceptive traduit un démasquage croissant lorsque la largeur fréquentielle du bruit controlatéral augmente. L’ajout du bruit controlatéral non corrélé (corrélation=0) se traduit par une amélioration de détection de 1,28 dB, quelle que soit la fréquence des stimuli cibles (antimasquage), alors que l’ajout d’un bruit controlatéral corrélé (corrélation=1) évoque une amélioration de détection lorsque la fréquence des stimuli cibles diminue (démasquage) : 0,97 dB à 4 kHz et 9,25 dB à 0,5 kHz. En PEA-P, les latences des ondes III et V se raccourcissent lorsqu’un bruit controlatéral corrélé ou non corrélé est ajouté (≈0,1 ms). En PEA-T, les amplitudes des ondes P1, N1 et des complexes P1N1 et N1P2 augmentent lorsqu’un bruit controlatéral corrélé ou non corrélé est ajouté. Enfin, l’amplitude de la MMN est plus conséquente lorsque le bruit controlatéral ajouté est corrélé (versus non corrélé). Conclusion : L’étude perceptive explicite l’importance des indices spectraux (antimasquage) et temporels (démasquage), pour améliorer la perception d’un signal initialement masqué. L’étude EEG suggère, quant à elle, un traitement sous-cortical influencé uniquement par les indices spectraux (antimasquage) et un traitement plus cortical influencé par les indices temporels (démasquage).
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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