Audition et implant : encore des fausses notes

À la base, les implants cochléaires n'ont pas été conçus pour l’écoute de la musique. Pendant des années, les industriels se sont focalisés sur l'intelligibilité de la parole, d'abord dans le silence, puis dans le bruit. Et on ne saurait le leur reprocher. Aujourd'hui, les performances dans le silence des personnes implantées sont généralement bonnes. Dans un environnement complexe, les résultats sont plus hétérogènes. Et pour la musique, ils sont généralement médiocres. En cause, l’imprécision de l’implant : « Il est incapable de stimuler des portions restreintes des fibres du nerf auditif, explique Olivier Macherey, chercheur au CNRS à Marseille. Cette incapacité engendre une impossibilité de transmettre les variations spectro-temporelles fines et complexes des sons musicaux ».

Au cours des dernières années, certains fabricants ont apporté des modifications dans le traitement du son de leurs implants. « Un fabricant [Advanced Bionics, NDLR] a étudié l'utilisation de la technique current steering (balance inter-électrodes) pour créer des électrodes virtuelles et accroître la résolution spectrale, rapporte Waldo Nogueira, chercheur à la faculté de médecine d'Hanovre. Un autre fabricant [MED-EL, NDLR] a suggéré qu'une insertion plus profonde des électrodes et le codage de la structure temporelle fine dans les canaux correspondant aux fréquences les plus basses pourraient améliorer l'appréciation de la musique. »
Mais ces approches n’ont pas révolutionné l’écoute musicale des personnes implantées, sans doute, pour ce qui est du codage de la structure temporelle fine, à cause des interactions entre les électrodes, avance Olivier Macherey.

Décalage tonotopique

Une autre raison du mauvais traitement de la musique par les implants cochléaires est le fait que les électrodes ne se situent pas exactement au niveau des fibres du nerf auditif qui codent pour la plage de fréquences correspondante. Il y a donc un décalage entre la plage de fréquences à laquelle l'électrode est allouée et la plage de fréquences anatomique, avec laquelle l'électrode est en contact. C'est ce qu'on appelle le décalage fréquence-position, ou décalage tonotopique. D'après des travaux récents menés par l'ORL Gwenaëlle Creff à Rennes, réduire ce décalage peut améliorer l'écoute musicale chez les implantés^[1]. Cette méthode a d'ailleurs déjà fait ses preuves pour la perception de la parole.

Pour parvenir à ces résultats, l'équipe rennaise a monté un essai clinique randomisé en double aveugle (ni les ORL ni les participants ne savent à quels groupes ils appartiennent), dans lequel les participants étaient répartis en deux groupes. Pour le premier, les implants étaient réglés avec un mapping classique, pour l'autre avec un mapping tonotopique. Afin de créer un mapping tonotopique, les ORL, après insertion de l'implant, ont corrigé la bande de fréquences allouée à chaque électrode en fonction de sa position dans la cochlée, mesurée par imagerie. Les participants essayaient leur programme pendant six semaines, puis basculaient sur l'autre programme. Avant et après chaque étape, ils passaient des tests de reconnaissance musicale, et, à la fin des deux essais, ils décidaient quel programme ils choisissaient de conserver. Résultat, 92 % des participants ont choisi de conserver le mapping tonotopique. En outre, les participants obtenaient de meilleurs scores à la batterie de tests qu’ils devaient passer avec ce type de réglage : test de Gabrielsson – qui consiste à noter la qualité de l’écoute musicale selon huit caractéristiques –, identification du contour de la mélodie et reconnaissance de la mélodie.

Séparation des sources

Une autre voie de recherche visant à améliorer la qualité de l'écoute musicale pour les personnes implantées consiste à séparer les sources sonores, puis les réarranger en fonction de leurs préférences^[2]. « Cette technique n'a pas été implémentée dans les implants, rapporte Waldo Nogueira qui a mené ces travaux, mais nous avons tenté d'obtenir des résultats similaires en utilisant les paramètres de réglage disponibles dans les stratégies actuelles de codage sonore. Nous avons ainsi ajusté les paramètres de compression et de réduction du bruit, et sélectionné un nombre réduit de canaux de stimulation pour mettre en valeur la voix chantée^[3]. »
Des études ont en effet montré que la mise en relief de la voix était appréciée des personnes implantées. Pour Olivier Macherey, cette approche est « pragmatique » et « très intéressante » puisqu’elle « prend en compte les limites inhérentes de l'implant pour délivrer principalement l'information que nous savons qu’il peut percevoir (paroles de la musique, rythme...), et passer outre (ou du moins limiter) leur difficulté à séparer les sources sonores. »

D'autres réglages peuvent être considérés : « Une approche importante consiste à adapter la plage dynamique du compresseur de l'implant cochléaire aux caractéristiques de la musique diffusée, suggère Waldo Nogueira. Par exemple, la pop présente généralement une plage dynamique plus restreinte que la parole naturelle. Ajuster en conséquence les paramètres de compression de l'implant peut permettre à l'appareil de mieux préserver la dynamique du signal musical et d'améliorer l'expérience d'écoute. » Beaucoup reste donc à faire pour améliorer la perception de la musique chez les utilisateurs d'implants cochléaires. Par exemple, « combiner la focalisation du courant (“current focusing”) et le “current steering” afin d’accroître la sélectivité spectrale, améliorer le codage de la structure fine temporelle, ou encore mettre au point de nouvelles méthodes de stimulation réduisant les interactions entre canaux », propose Waldo Nogueira.

Les implants optogénétiques et cérébraux, aujourd'hui en cours de conception, ont également pour but d'optimiser la sélectivité fréquentielle, ce qui améliorera l'écoute musicale