Effets d’une perte auditive sur les centres auditif et activation du système auditif à partir d’une stimulation ultra-sonore

La perte auditive s’accompagne de deux conséquences majeures. La première est que l’intelligibilité de la parole est altérée. Dans les cas de surdité sévère, l’intelligibilité de la parole est même nulle. La deuxième conséquence d’une perte auditive est un remaniement plastique des centres auditifs, ce dernier pouvant être associé à des perceptions aberrantes, telles que les acouphènes et l’hyperacousie. Le premier but de ce projet est de comprendre plus avant les mécanismes plastiques mis en jeu après une perte auditive et en particulier d’étudier les effets de différentes pertes auditives sur cette plasticité centrale (sur l’activité spontanée corticale, notamment). Le deuxième but de ce projet, qui est étroitement associé au premier, est d’étudier la possibilité de stimuler le système auditif à partir de stimulation ultra-sonore (SUS). Cet aspect du projet vise à confirmer que la SUS peut restaurer l’audition, en excitant directement les neurones du système auditif dans une préparation in-vivo, en court-circuitant la cochlée (qui n’est plus fonctionnelle). En outre, la SUS peut également servir à moduler l’activité neuronale spontanée.

…. Dans une vision à long-terme, le projet est important dans la mesure où la stimulation ultra-sonore pourrait restaurer l’audition chez des sujets sourds. Il s’agit donc d’une preuve de concept pour cette approche originale. On note ici que la SUS permet théoriquement de stimuler les neurones avec une résolution spatiale beaucoup plus importante que la stimulation électrique. La stimulation électrique est actuellement utilisée dans les implants cochléaires (et les implants du tronc cérébral). Si elle permet de restaurer une intelligibilité de la parole en milieu favorable (non bruité), elle échoue en revanche à donner de bonnes performances en milieu défavorable (bruité). Enfin, en permettant de stimuler directement le système auditif, la SUS permet également de tester directement les propriétés des neurones auditifs centraux, sans passer par la cochlée qui présente une perte auditive, voire qui ne joue plus son rôle de transducteur (surdité profonde). Les SUS offrent donc un moyen pour appréhender directement l’état d’excitabilité des neurones centraux après une perte auditive, autrement dit leurs réponses modifiées après mise en jeu d’une plasticité. En outre, la SUS permet a priori de moduler l’activité des neurones centraux. Cette approche pourrait être utilisée pour réduire ou supprimer l’activité neuronale reliée à l’acouphène et/ou à l’hyperacousie, et ceci de façon non invasive et inoffensive.

Les animaux sont soumis à 3 types d’intervention : -potentiels évoqués auditif précoces : durée 30 minute environ -induction d’une surdité par traumatisme auditif ou administration de substances ototoxiques : durée de 1h à 4h – procédure chirurgicale et électrophysiologie : durée maximale pouvant aller jusqu’à 12h

…. Lors de l’hébergement des animaux à l’animalerie, ils ne subissent aucune nuisance particulière excepté un léger stress possible lors de leur manipulation (limitée au minimum). Lorsque les animaux sont utilisés pour les enregistrements électrophysiologiques corticaux, ils rentrent alors dans une procédure sans réveil et sont anesthésiés de bout en bout du protocole. Les manipulations avec réveil après anesthésie sont 1) le recueil des potentiels évoqués auditifs précoces et 2) la perte auditive chronique par ototoxicité. Le réveil après le recueil des potentiels évoqués auditifs précoces ne posent pas de problème, excepté des effets secondaires toujours possibles de l’anesthésie (déshydratation, détresse respiratoire) mais qui sont très rares. En revanche, les animaux traités par furosémide et kanamycine peuvent montrer plusieurs effets indésirables. Tout d’abord, l’injection intraveineuse par la jugulaire nécessite une chirurgie pour exposer la veine et peut potentiellement entraîner des hémorragies et infections. Deuxièmement, les animaux montrent des problèmes vestibulaires (troubles de l’équilibre, tête penchée, déplacements maladroits) pendant quelques jours après le traitement, qui sont liés à la destruction des cellules sensorielles du système vestibulaire. Ces problèmes sont cependant atténués au bout de 4-5 jours. Ces effets secondaires n’empêchent cependant pas les animaux de se nourrir. Enfin, la perte auditive peut engendrer des acouphènes chez l’animal. A ma connaissance, on ne sait pas si les acouphènes sont un facteur de gêne chez l’animal.

Nous devons réaliser une craniotomie, la procédure chirurgicale est relativement lourde et nos expérimentations (électrophysiologie) sont très longues. Il est peu probable que les animaux survivent à ce traitement, et de surcroit sans souffrance. Pour ces raisons, tous les animaux sont mis à mort à la fin des 6 procédures.

Le cobaye est l’espèce de choix en audition (même si d’autres espèces sont utilisées) pour deux raisons. La première est que l’audition des cobayes (100 Hz – 32 kHz) est globalement déplacée d’une octave vers les hautes fréquences par rapport à l’audition humaine (50 Hz – 16 kHz). L’audition des cobayes est donc relativement proche de l’audition humaine. La deuxième raison est que l’oreille moyenne et en particulier la fenêtre ronde est aisément accessible chez cette espèce, permettant d’accéder facilement à la cochlée pour différentes applications (stimulation électrique ou ultrasonore de la cochlée, enregistrement de l’activité du nerf auditif, administration de substances ototoxiques etc.). En conclusion, pour les raisons listées ci-dessus, un grand nombre de laboratoires en audition dans le monde utilisent le cobaye. Les données disponibles chez cette espèce représentent donc la justification de l’utilisation de cette espèce pour nos recherches. Les animaux sont adultes et pèsent généralement autours de 250-300g à leur arrivée. Nous préférons réaliser nos expériences sur des animaux relativement jeunes mais matures car ils nécessitent moins d’anesthésie et sont donc plus stables lors de l’enregistrement de l’activité cérébrale.