Codage neuronal de l'ordre des signaux acoustiques chez l'oiseau chanteur

par Aurore Cazala

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Catherine Del negro et de Nicolas Giret.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec Neuro-PSI - Institut des Neurosciences Paris Saclay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Dans le langage humain, l'ordre des syllabes et des mots est régi selon des règles syntaxiques. Quel codage neuronal est associé à la perception de ces règles ? Nous aborderons cette question en abordant le modèle oiseau chanteur dont le chant partage cette propriété d'organisation syntaxique avec le langage humain : un chant se compose d'une série de syllabes (éléments vocaux) présentant une syntaxe précise. Si chez certaines espèces, comme le diamant mandarin, cette organisation syntaxique est simple, chez d'autres, comme le canari, la structure organisationnelle est beaucoup plus combinatoire. Le projet déterminera comment les séquences de syllabes sont codées au niveau neuronal. Les oiseaux chanteurs possèdent de nombreuses régions auditives analogues du cortex auditif secondaire des mammifères et des régions sensorimotrices impliquées dans la perception, la production et l'apprentissage du chant. Des enregistrements de l'activité neuronale d'une aire auditive secondaire, le nidopallium caudiomédian (NCM) et d'un noyau sensorimoteur, le HVC (nom propre) chez des diamants mandarins et des canaris permettront de déterminer si des neurones sont sensibles à l'ordre des syllabes. Nous évaluerons si des neurones distinguent des séquences ayant une structure AnBn d'une séquence ayant une structure (AB)n (où A et B sont des syllabes et n le nombre de répétitions) ou à un changement de l'ordre des syllabe ou des séquences de syllabe dans leur propre chant. Ce projet permettra d'identifier les mécanismes neuronaux sous-tendant l'identification de séquences et la reconnaissance des règles propres à l'espèce.

  • Titre traduit

    Neural coding of the order of acoustic signals sequences of songbird


  • Résumé

    In human speech, the sequential ordering of syllables or words is organized according to specific syntactical rules. What neuronal code underlies the perception of these rules? We will assess this issue in the songbird model, whose vocalizations share the syntax feature with human speech: songs are series of syllables (vocal elements) that show a precise structural organization. Some species, such as the zebra finch, produce their syllables in a fixed ordered sequence while others, such as the canary, are able to combine them into variable but non-random sequences. The project aims at elucidating how song element sequences are encoded at two levels of the songbird brain organization. Songbirds have both auditory brain areas, analog of the mammalian secondary auditory cortex and sensorimotor nuclei involved in song perception, production and learning. Neuronal recordings will be performed into a secondary order auditory area, the caudomedial nidopallium (NCM), and into a sensorimotor nucleus, the HVC (used as a proper name), of both zebra finches and canaries in order to determine to what extent neurons are sensitive to the delivery order of syllables within songs. We will assess whether neurons discriminate sequences with an AnBn structure from sequences with an (AB)n structure (where A and B are syllables, and n the number of repetitions) or the order of syllabes or sequences of syllabe in their own song. This project will allow us to decipher the neuronal mechanisms underlying sequence detection and sensitivity to species-specific rules that govern syllable delivery within songs.