Reconnaissance des signaux de communication chez le

FACULTE DE MEDECINE PARIS-SUD
UNIVERSITE PARIS 11
THESE DE DOCTORAT EN NEUROSCIENCES
Présentée par
Fabien MENARDY
Reconnaissance des signaux de
communication chez le diamant
mandarin : étude des réponses des
neurones d’une aire auditive secondaire
Composition du Jury :
Directrice de thèse : Catherine Del Negro
Rapporteurs : Nadine Ravel
Hugo Cousillas
Préparée au
Centre de Neurosciences de Paris Sud, UMR CNRS 8195
Université Paris Sud, 91405 ORSAY Cedex

Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier chaleureusement ma Directrice de Thèse, Catherine Del
Negro, pour son soutien et sa disponibilité tout au long de mon travail de thèse. Durant les très
nombreux échanges que nous avons pu avoir, Catherine a toujours été très patiente et
pédagogue pour me guider dans l’apprentissage de l’électrophysiologie, les analyses à effectuer
ainsi que les tests statistiques qui vont avec. Je la remercie également vivement de m’avoir
permis d’assister à de nombreux congrès, nationaux et internationaux, ainsi que d’avoir favorisé
un déplacement d’une semaine en Angleterre pour me former sur l’analyse des données
électrophysiologiques. Je n’oublie pas non plus toutes les discussions que cette collaboration
nous a permis d’avoir.
Je remercie sincèrement Nadine Ravel et Hugo Cousillas d’avoir accepté d’être mes
rapporteurs et d’évaluer mon travail de thèse, ainsi que tous les membres de mon jury.
J’adresse mes remerciements à Nicolas Mathevon et Clémentine Vignal pour leurs
accueils chaleureux à chacun de mes déplacements à Saint-Etienne, ainsi que pour les échanges
que nous avons pu avoir sur le diamant mandarin et notamment sur le comportement et
l’acoustique des cris.
Je remercie particulièrement toutes les personnes du laboratoire qui m’ont aidé durant
ma thèse. Je pense notamment à Gérard Dutrieux qui a développé le système de télémétrie et qui
m’a beaucoup aidé à sa mise au point au début de mes expériences. Merci également à Bruno
Bozon pour ses conseils et son aide en programmation. Merci aussi à Calette et Nathalie pour les
soins qu’elles ont prodigué aux oiseaux et leur aide dans la mise en couple et la reproduction des
diamants mandarins. Je garderai un très bon souvenir des repas animés du midi avec Bruno
Calette et Nathalie et je les remercie de leur amitié durant toutes ces années passées au
laboratoire et en dehors.
Enfin, j’adresse un profond remerciement à Aurélie ainsi qu’à mes parents, ma sœur et
toute ma famille pour m’avoir toujours épaulé et soutenu tout au long de ma scolarité et
particulièrement durant ces dernières années. J’ai une pensée affectueuse pour mon grand-père
Honoré qui nous a quittés avant de pouvoir voir la fin de mon cursus. Je suis très reconnaissant
également à tous mes amis, niçois, marseillais et parisiens, qui m’ont aidé, par leur présence,
leur message et leur soutien moral à clôturer ces dernières années.

Sommaire
1
Chapitre 1. Introduction générale ....................................................................................................................... 3
1.1 Introduction générale ................................................................................................................................................... 5
1.2 Audition et communication vocale .......................................................................................................................... 6
1.2.1 Les signaux acoustiques de communication ....................................................................................................... 6
1.2.2 Le système nerveux auditif .......................................................................................................................................... 7
1.2.2.1 Organisation ...................................................................................................................................................... 7
1.2.2.2 Propriétés des neurones auditifs chez les mammifères ................................................................. 9
1.3 Modèle d’étude : l’oiseau chanteur ....................................................................................................................... 12
1.3.1 Communication chez l’oiseau chanteur ............................................................................................................. 12
1.3.2 Bases neurales du traitement auditif chez l’oiseau ...................................................................................... 13
1.3.2.1 Neuro-anatomie ............................................................................................................................................ 13
1.3.3 Codage des signaux acoustiques dans le télencéphale ................................................................................ 15
1.3.3.1 Au niveau du champ L ................................................................................................................................ 15
1.3.3.2 Au niveau d’une aire auditive secondaire, le NCM. ........................................................................ 15
1.3.4 Le diamant mandarin, un oiseau social ............................................................................................................. 19
1.3.4.1 Reconnaissance individuelle à partir des cris .................................................................................. 19
1.3.4.2 Rôle du contexte social .............................................................................................................................. 21
1.4 Objectif des études ...................................................................................................................................................... 22
Chapitre 2. Techniques et méthodes générales .......................................................................................... 25
2.1 Sujets ................................................................................................................................................................................. 27
2.2 Groupes expérimentaux ............................................................................................................................................ 27
2.3 Stimuli auditifs .............................................................................................................................................................. 27
2.3.1 Enregistrements des vocalisations ....................................................................................................................... 28
2.3.2 Présentations des vocalisations ............................................................................................................................. 28
2.4 Enregistrements électrophysiologiques ............................................................................................................ 29
2.4.1 Enregistrements chroniques sur animal vigile ............................................................................................... 29
2.4.2 Enregistrements aigus sous anesthésie .............................................................................................................. 30
2.4.2.1 Chirurgie .......................................................................................................................................................... 30
2.5 Analyse des données .................................................................................................................................................. 30
2.5.1 Mesure de la force des réponses ............................................................................................................................. 31
2.5.2 Sélectivité des cellules ................................................................................................................................................ 32
2.5.3 Statistiques ...................................................................................................................................................................... 33
Chapitre 3. Réponses des neurones du NCM à la présentation de cris : effet de la
familiarisation ........................................................................................................................................................... 35
3.1 Introduction ................................................................................................................................................................... 37
3.2 Techniques et méthodes ........................................................................................................................................... 37
3.3 Études des réponses des neurones du NCM à la présentation de cris : chez les femelles ............. 39
3.3.1 Réponses aux cris de mâles ...................................................................................................................................... 39
3.3.1.1 Résultats .......................................................................................................................................................... 39
3.3.1.2 Conclusion ....................................................................................................................................................... 40
3.3.2 Réponses aux cris de femelles ................................................................................................................................. 56
3.3.2.1 Introduction ................................................................................................................................................... 56
3.3.2.2 Réponses auditives chez les femelles vigiles .................................................................................... 56
3.3.2.3 Chez les femelles anesthésiées ............................................................................................................... 58