Accessing the encoding of sounds in the auditory cortex using functional UltraSound

The world teems with complex sounds that animals have to interpret in order to survive. To do so, their brain must represent the richness of the sounds' acoustic structure, from simple to high-order features. Understanding how it does it, however, remains filled with challenges. In this thesis, these questions were explored through a new technical prism, namely functional UltraSound imaging (fUSi). First, fUSi was used to investigate with a high fidelity the topographical organization of the auditory system, as well as its connectivity with other brain areas. Second, it provided fundamental clues for our understanding of how natural sounds are encoded in the auditory cortex, and hints at the human particularities for speech processing. Last, it gave us access to non-continuous topographical encoding, with the example of spatial localization. Through these three aspects, we exposed the different spatially organized modules of processing that overlap within a single brain area.
Le monde extérieur regorge de sons complexes, que chaque animal doit interpréter afin de survivre. Pour ce faire, leur cerveau se doit de représenter toute la richesse de la structure acoustique de ces sons, jusque dans leurs propriétés les plus complexes. Dans cette thèse, cette question est explorée à travers un nouveau prisme, l'imagerie fonctionnelle ultrasonore (fUS). Dans un premier temps, l'imagerie fUS est utilisée pour étudier avec une haute fidélité l'organisation topographique du système auditif, ainsi que ses connexions avec d'autres aires cérébrales. Dans un deuxième temps, elle permet d'explorer des aspects fondamentaux de la façon dont le cortex auditif encode les sons naturels, ainsi que les spécificités humaines pour le traitement du langage. Enfin, elle révèle des formes topographiques mais non continues d'encodage, avec l'exemple de la localisation spatiale des sons. À travers ces trois aspects sont révélés les différents modules de traitement de l'information auditive, spatialement organisés, qui se superposent au sein d'une aire cérébrale unique.