191. NEUROSCIENCES

Musique : Des processus neuronaux impliqués dans les interactions musicales

Résumé : Une étude montre comment le cerveau des gens établit des liens entre les facteurs sensoriels et cognitifs lorsqu’ils jouent de la musique ensemble.

Source: Institut Max Planck

Faire de la musique ensemble est un défi unique : non seulement un musicien doit planifier et exécuter les sons produits par son propre instrument, mais il doit coordonner ses actions avec celles des autres.

Il s’agit d’une réalisation extraordinaire de la part du cerveau, qu’une équipe de recherche internationale des Instituts Max Planck pour l’esthétique empirique à Francfort-sur-le-Main (MPIEA) et pour les sciences cognitives et cérébrales humaines à Leipzig (MPI CBS) a maintenant étudiée en détail.

Les résultats de leur étude viennent de paraître sous forme d’article en libre accès dans la revue Cerebral Cortex.

L’interaction musicale nécessite une coordination flexible entre les joueurs, car ils doivent se concentrer non seulement sur leurs propres instruments, mais aussi sur l’harmonie entre les instruments. Comme les deux ne sont pas possibles en même temps, ils établissent des priorités qui peuvent changer en jouant en fonction de la situation.

Pour savoir exactement comment ce processus fonctionne et quelles régions du cerveau sont activées, les chercheurs ont invité 40 pianistes ayant une formation de piano classique à jouer de courtes pièces en duo, l’un jouant la mélodie avec la main droite, l’autre la ligne de basse avec la gauche.

L’activité cérébrale peut être localisée avec précision avec l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Cela implique que les participants à l’étude soient allongés à l’intérieur d’un tube étroit entouré d’un fort champ magnétique – des circonstances qui rendent assez impossible l’étude des pianistes jouant du piano.

Cependant, les scientifiques avaient déjà trouvé une solution à ce problème dans une étude précédente; en collaboration avec la Blüthner Piano Factory de Leipzig, ils avaient créé un piano compatible IRM avec 27 touches qui permettait d’enregistrer les frappes au clavier via un câble lumineux.

Maintenant, leur invention pionnière a été déployée pour la première fois en duo: un pianiste a joué la mélodie d’un morceau de musique dans le scanner IRM, tandis que leur partenaire a joué la ligne de basse sur un piano ordinaire à l’extérieur de la salle de scanner.

Pour la moitié des morceaux, les joueurs avaient pratiqué à la fois la mélodie et la ligne de basse au préalable; pour l’autre moitié, ils n’étaient pas familiers avec la ligne de basse. L’activité cérébrale n’a été mesurée que pour les joueurs dans le scanner IRM.

« Lorsque le joueur d’IRM connaissait la ligne de basse, les zones de son cerveau chargées des fonctions motrices pour la jouer étaient actives, bien qu’elle soit jouée par le partenaire à l’extérieur. Dans le même temps, des zones du cerveau régissant l’audition ont également été activées.

« Cela signifie que, dans leur tête, les pianistes ne se contentaient pas de « jouer » la ligne de basse en accompagnement, ils « entendaient » aussi comment elle devait sonner - ce qui, bien sûr, n’était pas toujours identique à ce que leurs partenaires à l’extérieur jouaient », rapporte la première auteure Natalie Kohler du MPI CBS.

De plus, les chercheurs ont « manipulé » l’expérience en donnant aux pianistes différentes informations sur le tempo, ce qui les a fait jouer légèrement désynchronisés.

De plus, les chercheurs ont « manipulé » l’expérience en donnant aux pianistes différentes informations sur le tempo, ce qui les a fait jouer légèrement désynchronisés. L’image est dans le domaine public

Daniela Sammler, responsable de l’équipe de recherche du MPIEA, explique : « Lorsque le partenaire du duo a joué les touches à un tempo différent de celui attendu, le cervelet, qui est un puissant détecteur de divergences temporelles, a été activé. C’est remarquable parce que nous parlons d’une différence de seulement quelques millisecondes. Ce qui nous place carrément dans le secteur de la haute performance ici. »

Plus l’écart entre la partie que les pianistes dans le scanner IRM entendaient dans leur tête et ce que leurs partenaires à l’extérieur jouaient réellement était grand, plus les pianistes IRM se concentraient sur eux-mêmes, tandis que les pianistes extérieurs s’adaptaient à eux.

Cette répartition des rôles correspond à un phénomène généralement observé : le joueur « le plus faible », c’est-à-dire celui qui joue dans des conditions plus difficiles, se concentre généralement davantage sur sa propre performance.

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude montrent comment le cerveau des gens établit des liens entre les facteurs cognitifs et sensoriels lorsqu’ils jouent de la musique ensemble, et que cet exploit remarquable leur permet d’adapter leur performance à une situation particulière.

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

Auteur: Service de presse
Source: Institut Max Planck
Contact: Service de presse – Institut
Max Planck Image: L’image est dans le domaine public

Recherche originale : Libre accès.
" Les régions audio-motrices cortico-cérébelleuses se coordonnent et les autres dans l’action conjointe musicale « par Natalie Kohler et al. Cerebral Cortex

Abstrait

Les régions audio-motrices cortico-cérébelleuses se coordonnent et les autres dans l’action conjointe musicale

La performance musicale conjointe nécessite une coordination sensorimotrice flexible entre soi et les autres. Les paramètres cognitifs et sensoriels de l’action conjointe, tels que les connaissances partagées ou la (a)synchronie temporelle, influencent cette coordination en modifiant l’équilibre entre la ségrégation et l’intégration de soi-même.

Pour étudier les bases neuronales de ces paramètres et leur interaction lors d’une action conjointe, nous avons demandé à des pianistes de jouer sur un piano compatible MR, en duo avec un partenaire à l’extérieur de la salle de scanner. La connaissance motrice de la partie musicale du partenaire et la compatibilité temporelle du retour d’action du partenaire ont été manipulées.

Tout d’abord, nous avons constaté une activité et une connectivité fonctionnelle plus fortes au sein des réseaux audio-moteurs cortico-cérébelleux lorsque les pianistes avaient déjà pratiqué la partie de leur partenaire auparavant. Cela indique qu’ils ont simulé et anticipé la rétroaction auditive du partenaire en vertu d’un modèle interne.

Deuxièmement, nous avons observé une activité cérébelleuse plus forte et une adaptation comportementale réduite lorsque les pianistes rencontraient des asynchrones subtiles entre ces anticipations basées sur des modèles et le résultat sensoriel perçu des actions (familières) du partenaire, indiquant un changement vers la ségrégation de soi-même.

Ces résultats combinés démontrent que les réseaux audio-moteurs cortico-cérébelleux relient les connaissances motrices et les sons produits par d’autres en fonction des facteurs cognitifs et sensoriels de la performance articulaire, et jouent un rôle crucial dans l’équilibre entre l’intégration et la ségrégation de soi-même.

Aout 2022