Une alarme incendie qui retentit, un marteau-piqueur qui détonne, un hurlement d’enfant qui déchire le silence… Ces sons ont des points communs : ils sont forts et très désagréables à l’oreille. Souvent, ils font aussi naître en nous un sentiment d’urgence et d’énervement, voire engendrent du stress. Mais pourquoi nous font-ils cet effet ?
Des neuroscientifiques de l'Université de Genève (UNIGE) et des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), en Suisse, se sont penchés sur la question. Dans un article publié dans la revue Nature Communications, ils démontrent que ces sont activent non seulement le circuit conventionnel de traitement du son – comme tous les autres bruits ou voix qui nous parviennent – mais qu’ils activent aussi des zones corticales et sous-corticales impliquées dans le traitement de l’aversion et de la douleur.
Des fréquences difficiles à supporter
Pour parvenir à cette conclusion, les chercheurs ont recruté 16 volontaires à qui ils ont fait écouter des sons répétitifs de 0 à 250 Hz, de plus en plus proches les uns des autres afin de définir les fréquences que le cerveau trouve insupportables. "Nous avons ensuite demandé aux participants quand ils percevaient les sons comme bruts (distincts les uns des autres) et quand ils les percevaient comme lisses (formant un son continu et unique)", explique Luc Arnal, chercheur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l'UNIGE.
En se basant sur les réponses des participants, les scientifiques ont pu établir que la limite supérieure de rugosité du son est d'environ 130 Hz. "Au-delà de cette limite, poursuit le Pr Arnal, les fréquences sont entendues comme ne formant qu'un seul son continu."
Mais pourquoi le cerveau ne supporte-t-il pas les sons brutaux ? Pour le savoir, les neuroscientifiques ont demandé aux participants d'écouter différentes fréquences qu'ils devaient classer sur une échelle de 1 à 5 : 1 étant supportable et 5 insupportable. "Les sons considérés comme intolérables se situaient principalement entre 40 et 80 Hz, c'est-à-dire dans la gamme des fréquences utilisées par les alarmes et les cris humains, y compris ceux d'un bébé", détaille Luc Arnal.
Une piste pour mieux diagnostiquer certaines maladies
Les chercheurs ont ensuite tenté de découvrir ce qui se passe réellement dans le cerveau : pourquoi ces sons durs sont-ils si insupportables ? "Nous avons utilisé un EEG intracrânien, qui enregistre l'activité cérébrale à l'intérieur du cerveau en réponse aux sons", explique Pierre Mégevand, neurologue et chercheur au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine de l'UNIGE et au HUG.Lorsque le son est perçu comme continu (au-dessus de 130 Hz), le cortex auditif du lobe temporal supérieur est activé. "C'est le circuit conventionnel de l'audition", souligne le Pr Mégevand.
Mais lorsque les sons sont perçus comme durs (surtout entre 40 et 80 Hz), ils activent aussi un grand nombre de régions corticales et sous-corticales qui ne font pas partie du système auditif classique. "Ces sons sollicitent l'amygdale, l'hippocampe et l'insula en particulier, tous les domaines liés à la saillance, l'aversion et la douleur. Cela explique pourquoi les participants les ont vécus comme insupportables", affirme Luc Arnal.
Ce dernier a admis avoir été surpris que ces régions soient impliquées dans le traitement des sons. "Nous comprenons enfin pourquoi le cerveau ne peut ignorer ces sons." Selon lui, certaines maladies comme Alzheimer, l'autisme et la schizophrénie produisent ces mêmes réponses cérébrales atypiques avec des sons à 40 Hz. Cette découverte est donc importante pour savoir si il est possible de détecter de manière plus précoce ces maladies en sollicitant les circuits activés par les sons brutaux.