Comment notre cerveau traite la musique

Résumé: Les chercheurs ont découvert comment le cerveau traite les mélodies, créant ainsi une carte détaillée de l’activité du cortex auditif. Leur étude révèle que le cerveau effectue deux tâches lorsqu’il entend de la musique : suivre la hauteur avec les neurones utilisés pour la parole et prédire les notes futures avec les neurones spécifiques à la musique.

Cette percée clarifie le mystère de longue date de la perception mélodique, démontrant que certains processus neuronaux pour la musique et la parole sont partagés, tandis que d’autres sont uniquement musicaux. Cette découverte améliore notre compréhension de la réponse complexe du cerveau à la musique et ouvre la voie à l’exploration des impacts émotionnels et thérapeutiques de la musique.

Faits marquants:

Source: UCSF

La musique est au cœur des cultures humaines depuis des dizaines de milliers d’années, mais la manière dont notre cerveau la perçoit est restée longtemps entourée de mystère.

Aujourd’hui, des chercheurs de l’UC San Francisco ont développé une carte précise de ce qui se passe dans le cortex cérébral lorsque quelqu’un entend une mélodie.

Il s’avère qu’il s’agit de faire deux choses à la fois : suivre la hauteur d’une note, en utilisant deux ensembles de neurones qui suivent également la hauteur de la parole, et essayer de prédire quelles notes suivront, en utilisant un ensemble de neurones spécifiques à chaque note. musique.

L’étude, publiée le 16 février dans Avancées scientifiquesrésout des questions de longue date sur la façon dont la mélodie est traitée dans le cortex auditif du cerveau.

“Nous avons découvert qu’une partie de la façon dont nous comprenons une mélodie est liée à la façon dont nous comprenons la parole, tandis que d’autres aspects importants de la musique sont autonomes”, a déclaré Edward Chang, MD, président de neurochirurgie et membre de l’Institut Weill pour les neurosciences de l’UCSF.

Prédire la prochaine note

Les deux premiers groupes de neurones se sont avérés être les mêmes que ceux identifiés par Chang dans une étude de 2017 sur la façon dont nous traitons les changements de hauteur vocale qui donnent du sens et de l’émotion à la parole.

Le troisième groupe de neurones, cependant, est uniquement dédié à la prédiction des notes mélodiques et est décrit ici pour la première fois.

L’équipe de Chang savait que quelque chose de similaire se produit dans la parole : des neurones spécialisés dans le cortex auditif anticipent le prochain son de la parole, ou phonème, en fonction de ce que le cerveau a déjà appris sur les mots et leur contexte, un peu comme la fonction de prédiction de mots d’un téléphone portable. .

Les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’un groupe similaire de neurones doit exister pour prédire la mélodie.

L’équipe de Chang a testé cela sur huit participants volontaires pour des études de recherche au cours de leur bilan chirurgical pour l’épilepsie. L’équipe a enregistré l’activité cérébrale directe du cortex auditif pendant que les participants écoutaient diverses phrases mélodiques de la musique occidentale.

Ensuite, ils ont écouté des phrases prononcées en anglais.

L’hypothèse s’est avérée correcte. Les enregistrements ont montré que les cerveaux des participants utilisaient les mêmes neurones pour évaluer les qualités de hauteur de la parole et de la musique, mais que chacun de ces modes possédait des neurones spécifiques dédiés à la prédiction.

En d’autres termes, le cortex auditif ne recherchait pas seulement des notes. Il disposait également d’un ensemble spécialisé de neurones qui essayaient de prédire quelles notes viendraient ensuite, en utilisant ce qu’il savait déjà des modèles mélodiques.

« Lorsque nous écoutons de la musique, deux choses se produisent simultanément », a expliqué Chang. “Il y a un traitement de bas niveau des notes individuelles de la mélodie, puis ce traitement abstrait de haut niveau du contexte de ces notes.”

Cela est logique car notre cerveau a évolué pour anticiper les informations à venir, a déclaré Narayan Sankaran, Ph.D., chercheur postdoctoral au Chang Lab, qui a dirigé les travaux. L’écoute d’une mélodie peut influencer nos émotions, car les neurones auditifs qui traitent la musique sont en conversation avec les centres émotionnels du cerveau.

« Les compositeurs parlent de tension et de résolution musicales », a déclaré Sankaran. “Notre capacité à attendre et à anticiper ces caractéristiques de la musique explique comment elle peut donner un ton optimiste ou nous faire pleurer.”

Mais il reste encore beaucoup à apprendre sur ces liens.

“Il est évident que l’exposition à la musique enrichit notre vie sociale, émotionnelle et intellectuelle et qu’elle peut potentiellement traiter un large éventail de pathologies”, a déclaré Sankanran. “Pour comprendre pourquoi la musique est capable de conférer tous ces bienfaits, nous devons répondre à quelques questions fondamentales sur son fonctionnement dans le cerveau.”

À propos de cette actualité de la recherche en musique et neurosciences

Auteur: Robin Marques
Source: UCSF
Contact: Robin Marks – UCSF
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès libre.
“Encodage de la mélodie dans le cortex auditif humain» par Narayan Sankaran et al. Avancées scientifiques

Abstrait

Encodage de la mélodie dans le cortex auditif humain

La mélodie est un élément essentiel de la musique dans laquelle des hauteurs discrètes sont disposées en série pour transmettre émotion et sens. La perception varie selon plusieurs dimensions basées sur la hauteur : (i) la hauteur absolue des notes, (ii) la différence de hauteur entre les notes successives et (iii) l’attente statistique de chaque note dans un contexte préalable.

La manière dont le cerveau représente ces dimensions et si leur codage est spécialisé pour la musique reste inconnue. Nous avons enregistré une activité neurophysiologique à haute densité directement à partir du cortex auditif humain pendant que les participants écoutaient des phrases musicales occidentales.

La hauteur, le changement de hauteur et l’attente ont été codés de manière sélective sur différents sites corticaux, indiquant une carte spatiale permettant de représenter des dimensions mélodiques distinctes. Les mêmes participants écoutaient l’anglais parlé et nous avons comparé leurs réponses à la musique et à la parole.

Les sites corticaux sélectifs pour les attentes codées en musique, tandis que les sites qui codaient la hauteur et le changement de hauteur dans la musique utilisaient le même code neuronal pour représenter les propriétés équivalentes de la parole.

Les résultats révèlent comment la perception de la mélodie recrute des représentations sonores à la fois spécifiques à la musique et à usage général.

2024-02-20 17:45:26
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