Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Présentation du projet
Le projet Audiosphere établit un nouveau cadre expérimental et théorique pour étudier comment les animaux forment et utilisent des catégories mentales auditives, en se concentrant sur les circuits cérébraux reliant les caractéristiques acoustiques abstraites aux réponses comportementales. Le projet se déploie en trois phases complémentaires : 1. Identifier les catégories mentales auditives distinctes présentes chez la souris. 2.Caractériser les circuits neuronaux sous-jacents à la catégorisation auditive. 3.Manipuler les catégories mentales auditives pour optimiser la flexibilité comportementale.

Ce projet de thèse, à l'interface entre la physique et les neurosciences, couvre la Phase 1, dont l'objectif principal est de concevoir un dispositif audio spatial innovant et de développer les protocoles comportementaux nécessaires aux études de catégorisation auditive. L'objectif technique central est de concevoir un réseau de haut-parleurs capable de synthétiser des sources sonores fixes ou mobiles dans le demi-espace devant une souris à tête fixée.


Cinq missions

1. Conception du réseau audio spatial: Développer un réseau de haut-parleurs basé sur la synthèse VBAP (Vector Base Amplitude Panning), adapté aux contraintes de l'expérimentation animale.

2. Assemblage du dispositif expérimental: Construire le système complet - structure mécanique, chaînes audio multicanaux et logiciel de contrôle - optimisé pour la plage 1-20 kHz, et idéalement extensible jusqu’à 40 kHz. Le dispositif doit être portable pour une installation en laboratoire de neurosciences.

3. Conception d’un système de caractérisation acoustique: Concevoir et construire un système de mesure pour valider les performances acoustiques du réseau, en commençant par un microphone mobile comparé à des simulations, puis en évoluant vers un réseau de microphones fixes pour une caractérisation plus complète.

4. Étude de faisabilité: Explorer des techniques avancées de reproduction sonore 3D - Synthèse de champ sonore (WFS), Ambisonie d’ordre supérieur (HOA) et beamforming - comme alternatives ou compléments au VBAP. Ces techniques seront évaluées à la fois sur le plan théorique/numérique et expérimental, du point de vue acoustique et/ou comportemental.

5. Mise en œuvre expérimentale: Installer et exploiter le réseau pour mener des études de catégorisation auditive chez la souris. Le système audio sera synchronisé avec des enregistrements à haute densité (ex : Neuropixels ou systèmes similaires), nécessitant des méthodes avancées d'analyse des signaux acoustiques et neuronaux.


Contexte :
Ce travail doctoral se déroulera en deux phases géographiques distinctes. La
première partie, consacrée à la conception et à la réalisation du dispositif
expérimental, se déroulera au Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique (LMA) à
Marseille. L'utilisation de l'antenne avec des sujets vivants (souris) se fera au C
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
La principale contrainte liée à ce projet est la mobilité géographique. Il existe des risques minimaux liés à la construction physique de l'audiosphère et à l'expérimentation animale. Tous ces risques seront mitigés par les conditions optimales de travail et la prévention en suivant les directives de sureté adéquates.