Simulation du traitement effectué par certaines cellules étoilées du

UNIVERSITÉ DU QUÉBEC
MÉMOIRE PRÉSENTÉ À
L'UNIVERSITÉ DU QUÉBEC À CHICOUTIMI
COMME EXIGENCE PARTIELLE
DE LA MAÎTRISE EN INGÉNIERIE
par
PING TANG
SIMULATION DU TRAITEMENT EFFECTUE PAR CERTAINES
CELLULES ÉTOILÉES DU NOYAU COCHLEAIRE ANTÉROVENTRAL
ET ANALYSE DE LEUR COMPORTEMENT EN TERME DE
MODULATION D'AMPLITUDE
NOVEMBRE 1995

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Paul-Emile-Bouletj
UIUQAC
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RESUME
Ce travail fait une analyse approfondie des neurones dans le noyau cochléaire et des
capacités de certains neurones à démoduler en amplitude à partir de l'information sonore.
Plusieurs travaux de biologistes et de neurophysiologistes sont étudiés pour faire ressortir les
qualités spécifiques de ces recherches en ce qui a trait aux modèles de neurones et réseaux de
neurones aptes à démoduler un signal de type modulation d'amplitude.
Le noyau cochléaire est le premier centre d'intégration de l'information sonore véhiculée
par les fibres du nerf auditif. Le complexe du noyau cochléaire comporte trois divisions
principales: antéroventrale (NCAV), postéroventrale (NCPV) et dorsale (NCD). Plusieurs types
de réponses cellulaires y sont observés, et sont dûs à des mécanismes différents. Nous proposons
un patron pour la partie antéroventrale du noyau cochléaire. Ce patron consiste en trois régions:
la région primaire, la région transitoire et la région en dents de scie. À partir des travaux des
biologistes et des neurophysiologistes, nous simulons une région qui est la région dite en dents
de scies "chop-S". Un modèle physiologique de l'excitabilité de membrane des cellules "chop-S"
a été développé à partir des équations d'Hodgkin et Huxley. Nous proposons un réseau de
neurones spécialisés à partir des neurones en dents de scies "chop-S" pour modéliser le codage
temporel de la modulation d'amplitude. Des réponses simulées à des stimulus simples sont

Ill
décrites et comparées avec des résultats publiés. Ce modèle est utilisé afin d'étudier les
représentations de la démodulation d'amplitude du signal. La distribution des neurones pourrait
être organisée en canaux spécialisés pour coder l'enveloppe du signal modulé en amplitude. En
même temps notre simulation montre que les entrées inhibitrices peuvent avoir un effet
substantiel sur la régularité du signal de sortie de la cellule en dents de scie "chop-S".
Mots clés: Noyau cochléaire, Neurones en dents de scies, Modèles neuronaux, Démodulation
d'amplitude, Réseaux de neurones spécialisés.

REMERCIEMENTS
Je tiens avant tout à remercier M. Jean Rouat, professeur au département des sciences
appliquées, directeur de recherche, qui a su m'orienter dans ma démarche de travail. Par ses
questions pertinentes et ses conseils il m'a permis de réaliser ce travail. Je le remercie
particulièrement pour avoir corrigé mon mémoire et pour m'avoir permis d'améliorer mes
capacités à communiquer en français.
Je remercie également tous les membres d'ERMETIS (Équipe de Recherche en
Microélectronique et Traitement Informatique des Signaux) pour leur soutien technique, et enfin,
toutes les personnes ressources que j'aurais oubliées de citer.