L'objectif principal de cette thèse est d'étudier grâce à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et l'électroencéphalographie de haute densité (EEG), comment le cerveau en développement répond à une stimulation sensorielle dans trois modalités différentes : l'odorat, le toucher et l'ouïe. Notre travail a démontré que l'olfaction à la naissance repose sur des fonctions cérébrales qui impliquent tous les niveaux du système olfactif cortical. De plus, les nourrissons qui auront des coliques à l'âge de 6 semaines sont plus sensibles dès la naissance à des stimuli non-douloureux (olfactifs) et leur cerveau active plus fortement certaines régions cérébrales. Dans le système somatosensoriel, les réponses individuelles sont complexes et variées, et semblent indiquer que la latéralisation de l'activité tactile émerge progressivement à la naissance. Pour l'audition, nos résultats indiquent que le cerveau des nouveau-nés à terme et des enfants prématurés activent différents réseaux neuronaux pour traiter et distinguer des stimuli vocaux. Cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur le développement du traitement sensoriel dans la période néonatale.