Cognition musicale / musique et mémoire

Transcription

1 Cours Magistral Licence 2 Cognition musicale / musique et mémoire 4 et 6 Novembre 2013 Laura Ferreri LEAD (2 étage AAFE), bureau 215 lf.ferreri@gmail.com

2 cognition musicale musique Comment peut-on définir la musique?

3 Définition LaRousse : «Science des sons considérés sous le rapport de la mélodie et du rythme» éléments principaux de la musique: mélodie (succession de sons à des hauteurs, intensités et durées variables) harmonie (assemblage de plusieurs sons de hauteurs différentes en même temps) rythme (pulsation régulière, cyclique, variable en vitesse- sur laquelle se distribuent diverses accentuations) Propriétés particulières des sons: hauteur, durée, timbre, dynamique. Mais Est-ce que ça suffit?

4 Deuxième définition LaRousse: «Art qui permet à l'homme de s'exprimer par l'intermédiaire des sons; productions de cet art, œuvre musicale.» n'est pas qu une structure acoustique simple qui s évolue dans le temps, ou un stimulus créé dans un laboratoire pour s'adapter à un certain dessin expérimental base un phénomène de l'expérience subjective de l'homme

5 On la trouve dans toutes les cultures et depuis toujours

6 Personne n est insensible à la musique La musique est capable de tous nous toucher et peut devenir une expérience autant forte que: «La musique est une révélation plus haute que toute sagesse et toute philosophie.» L.V. Beethoven «Sans la musique, la vie serait un erreur» F. Nietzsche

7 Informatique / ingénierie du son musique: phénomène très complexe cognition musicale qu est ce qui se passe dans le cerveau quand on écoute, ou on produit de la musique?

8 l'une des plus enrichissantes et agréables expériences humaines combien de temps vous pouvez passer à écouter de la musique que vous aimez? Pourquoi? frissons et euphorie: vrai plaisir

9 dopamine: neurotransmetteur du SNC (comportement, cognition) production dans substance noire / aire tegmentale (ancienne) différentes vois dans le cerveau circuit méso-limibique: (aire tegmentale ventrale dans le mésencéphale système limbique -noyau accumbens, c. orbitofrontal-) Bonne nourriture / sexe / drogue: libération de dopamine dans le noyau accumbens sensation de plaisir et récompense

10 musique et dopamine écouter de la musique (plaisante) active le circuit méso-limbique de la dopamine régions plus impliquées dans les sensations de plaisir et récompense (noyau accumbens, cortex orbitofrontal)

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12 musique et neuroscience Une expérience très complexe comme la musique ne peut pas être basée sur une seule capacité mentale Le fait d écouter/faire de la musique engage tout le cerveau à travers un ensemble diversifié d'opérations perceptives et cognitives, et du coup aussi à travers différents substrats neuronaux. techniques de neuroimagerie (RMf, PET, EEG, fnirs): scan et la localisation des régions cérébrales impliquées pendant de taches d écoute/production de musique (bas et haut niveau cognitif)

13 Imaginons

14 percevoir de sons Cortex auditif primaire (A1, gyrus de Haschl, BA 41): transformation, la perception et l analyse du signal sonore Perception de différences fréquences, intensités et timbres de la stimulation sonore. Régions secondaires (ou associatives, BA 42-22): traitements auditifs de plus haut niveau avec de stimuli plus complexes (langage).

15 les emotions musicales Musique: réactions emotionelles Noyau accumbens (récompense) et amygdale: réactions émotionnelles à la musique

16 les emotions musicales

17 mémoire pour la musique Hippocampe: Rappeler une musique La reconnaître Rappeler tous les informations contextuelles (les souvenirs du contexte) reliées

18 mémoire pour la musique

19 les attentes musicales

20 les attentes musicales Cortex prefrontal: création, violation ou satisfaction des attentes musicales

21 musique et mouvement Lien intrinsèque entre musique et mouvement Bouger en suivant le rythme, battre les mains/les piends/les doigts pour tenir la pulsation, et danser sur la musique Sans forcement avoir expertise musicale Jouer un instrument

22 musique et mouvement cortex moteur (BA4, 6 / moteur et pré-moteur) ensemble des aires cérébrales (primaires et secondaires): planification, contrôle et exécution des mouvements volontaires des muscles du corps.

23 musique et mouvement cortex somato-sensoriel (somesthésique): reçoit des informations provenant de la surface du corps par l'intermédiaire de neurones sensitifs feedback tactile: aide à réponse motrice à la musique (ex. pour danser / battre le main / jouer piano)

24 musique et mouvement Cervelet: intègration signaux (systèmes sensoriels, autres parties du cerveau, moelle épinière) afin d ajuster au mieux l activité motrice (contrôle fin du mouvement). apprentissage de l ajustement aux variations dans les relations sensorimotrices

25 Musique et neuroscience: l'intérêt pour la cognition musicale

26 Musique et neuroscience: l'intérêt pour la cognition musicale étudier la musique d un point de vue cognitif: pas simplement enquêter sur que c est qui se passe dans le cerveau quand on écoute/produit de la musique, mais aussi à comprendre davantage le fonctionnement globale du cerveau et de ses différentes composantes. En plus

27 Débat actuel: est-ce que la musique peut être utilisée pour améliorer la mémoire (verbale)?

28 «Oui» musique: stimulus auditif complexe qui évolue dans le temps et qui engage tout le cerveau et a un fort impact émotionnel peut améliorer la performance pour certaines capacités cognitives non-musicales (mémoire), surtout pour certains sujets (régions endommagées) en activant des réseaux alternatifs mécanismes de compensation par plasticité cérébrale* *neuroplasticity: les connexions d un cerveau mature ne sont pas immuables. Plasticité cérébrale cerveau modifie l'organisation de ses réseaux de neurones en fonction des expériences vécues par l'organisme (développement ou pathologies)

29 «Non» La musique engage plusieurs régions cérébrales pendant des taches de mémorisation / apprentissage peut aussi être considérée comme quelque chose en plus Interférence dual task situation. Attention du sujet amenée ailleurs

30 Qui a raison? Question ouverte Dans les dernières 20 années, beaucoup d études afin de comprendre quand, comment et avec qui la musique peut avoir des effets positifs sur la mémoire. Quelque exemple

31 Musique et mémoire (verbale) Wallace et al.1994: simple exposition à la musique aide la mémoire verbale. Adultes normaux: meilleur rappel d un texte présenté chanté vs parlé le contexte musical peut aider à apprendre/mémoriser/rappeler les mots. Franklin et al.2008: effets de l entraînement musical sur la mémoire. Musiciens vs non-musiciens meilleure performance des musiciens sur mémoire (verbale) de travail et à long terme.

32 Clinique? stimulations auditives à court terme (ex. simple exposition à la musique pendant une expérience) et à long terme (ex. des programmes de musicothérapie) ont montré que la musique peut aider la mémoire

33 Sarkamo et al AVC (accident vasculaire cérébral) le type d environnement post-avc est très important pour enchainer des mécanismes de plasticité cérébrale qui peuvent améliorer / rétablir les capacités cognitives perdues. Est-ce que l écoute quotidienne de musique peut aider la récupération ( plasticité neurale) des fonctions exécutives et de l humeur après un AVC?

34 Sarkamo et al patients dans la phase de réhabilitation / récupération juste après l AVC 3 groupes de réhabilitation (distribution aléatoire) de 2 mois: musique, langage (écoute quotidienne de musique / audio-livres choisi par les patients) et control (pas des matériel auditif). tous les patients reçoivent les médicaments et programmes de réhabilitation standard. évaluation neuropsychologique (54 patients) avec tests sur une grande variété de capacités cognitives + questions sur la qualité de la vie après: -1 semaine (baseline) - 3 mois - 6 mois après l AVC.

35 meilleures rétablissement mémoire verbale et attention sélective pour le groupe musique vs langage vs controle. moins de dépression et moins d humeur confuse pour le groupe musique. conclusion: l écoute de la musique pendant la première phase de récupération post-avc peut améliorer la récupération cognitive et prévenir une humeur négative.

36 Thompson et al. 2005: meilleure fluence/fluidité? verbale pour âgées et patients Alzheimer

37 Musique et maladie d Alzheimer La maladie d Alzheimer est le type le plus commun de démence. Au niveau cérébral, il y a un double processus de dégénérescence et d inflammation qui porte à une atrophie cérébrale. perte du tissu cérébral le cerveau se rétrécit (diminution dimension) perte des fonctions cognitives associées

38 Caractéristiques de la maladie d Alzheimer (pertes progressives et générales): Troubles des fonctions exécutives: en particulier (au début) mémoire épisodique - troubles dans l encodage, stockage et récupération des souvenirs de la vie de la personne- mémoire implicite et sémantique sont moins affectées dans un premièr stade-) Troubles du langage: au début anomie, perte de fluidité dans le discours paraphrases (substitutions incorrectes des mots) fin: réduction à quelque phrase / mots Troubles du comportement: perte progressive de l indépendance confusion/ agressivité apathie et fatigue constantes. Le début et la gravité de ces atteintes cognitives varient par rapport aux fonctions cognitives certaines peuvent être plus ou moins préservées chez les patients Alzheimers.

39 Musique et maladie d Alzheimer Patients, familles, personnel de soin: musique (jouer / rappeler / apprendre / ): rare cas dans le quel des capacités cognitives générales et la mémoire sont préservés par rapport aux autres atteintes globales et sévères. pas que de la mémoire procédurale! ex. d une fille avec père Alzheimer: nouveaux événements en chantant les histoires sur la mélodie des chansons populaires connues.

40 vidéos (Music and Memory project) (Les allegros) LbwY

41 Musique et maladie d Alzheimer Fornazzari et al., 2006: troubles cognitifs sévères mais capacité d apprendre et jouer nouvelles chansons Foster & Valentine, 2001: meilleure mémoire autobiographique avec stimulation auditive (connue ou pas) Menard & Belleville, 2009: Patients AD avec mémoire pour la musique

42 Cuddy & Duffin, 2005 EN, femme, 84, AD. Troubles sévères en mémoire, langage, cognition MMSE 8 / 30 + incapacité de comprendre les instructions mais personnel des soin dit que ses capacités musicales sont intactes c est vrai? 3 tests adaptés pour observation comportementales: 2 discriminations de mélodies connues / pas + 1 détection des distorsions (mauvaises notes). Observation par 2 experimentateurs différents. Résultats: mélodies connues: elle chante tout seule et ajoute les mots et elle continue même quand la musique s arrête. mélodies inconnues: elle ne répond pas mélodies erronées: expressions faciales (rire / surprise) Elle a une mémoire pour la musique Résultats similaires à âgées normaux, mais MMSE à 8!

43 Simmons-Stern et al., AD, 14 âgées (control) présentation visuel (sur écran) de paroles des chansons, soit chantées soit parlées. Reconnaissance oui-non (stimulus visuel) Résultats: AD meilleure performance pour reconnaissance la condition «chantée»

44 Pourquoi la musique peut aider la mémoire dans la maladie d Alzheimer?

45 Musique et maladie d Alzheimer possibles explications Simmons-Stern (2010): 1) atrophie hippocampe / cortex en AD: problèmes au niveau de l encodage épisodique classique. Mais musique active tout le cerveau: aussi les régions moins affectées par l AD stimuli avec musique peuvent faciliter un autre type d encodage (associations plus fortes pour les stimuli chantés). 2) musique > arousal > attention

46 Comment la musique peut aider la mémoire? techniques de neuroimagerie: scan et localisation des régions cérébrales impliquées pendant des taches d écoute/production de musique (bas et haut niveau cognitif) Donc aussi pendant taches de musique et mémoire

47 Musique et mémoire: pourquoi? La richesse des facteurs contextuels à l encodage peut aider la récupération des informations (par ex. des mots à rappeler) Musique: contexte riche d aide? Listes de mots accompagnées par musique / silence + scanning du cortex prefrontal dorsolateral, important pour des mecanismes d encodage (haut niveau cognitif) On teste la récuperation (réconnaissance des mots et du contexte)

48 Hypothèse1 (comportementale): Dans une tâche de rappel de mot, un contexte musical peut faciliter les associations entre mots et donc permettre des meilleures performances de récupération Hypothèse2 (fonctionnelle): Cet effet devrait être visible aussi en termes fonctionnels (activité cérébrale) Comment/Dans quel sens?

49 Exemple d imagerie fonctionnelle: la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) Fonctionnement Pattern d activation classique : > oxyhemoglobine, < deoxyhemboglobine Mais: pattern inversé en préfrontal quand les stratégies mnésiques sont facilitées Si la musique aide les associations entre mots, on devrait trouver moins d activations préfrontales (processus plus automatiques)

50 Etude fnirs Résultats NIRS Comportementaux (réconnaissance) % réponses correctes rec musique * rec silence

51 Musique et mémoire: pourquoi? Conclusion de l étude NIRS contexte musical aide la mémoire (récupération du matériel verbal) Par rapport à un encodage en silence, la musique n active pas les régions cérébrales responsables des hauts processus cognitifs pendant l encodage Suggère que la musique aide à créer des associations entre mots de façon plus «automatique» «moins d effort, plus des résultats» Importantes perspectives pour populations dans les quelles le cortex préfrontal est endommagé / moins activé (démence, vieillissement)

52 Musique et neuroscience aujourd hui étudier la musique d un point de vue cognitif: pas simplement enquêter sur que c est qui se passe dans le cerveau quand on écoute/produit de la musique, mais aussi à comprendre davantage le fonctionnement globale du cerveau et de ses différentes composantes. comme la plupart des substrats neuronaux impliqués dans des processus musicales intervienne également dans d'autres activités, il est de plus en plus reconnu que la musique peut aider/faciliter capacités non musicales REHABILITATION grâce à la musique

53 EBRAMUS (European BRAin and MUSic) ( ) Musique et... Intéresse en réhabilitation mém mov appr lang mém mém appr lang mov THE NEUROSCIENCE AND MUSIC 5 édition Learning and memory 29 mai 1 june 2014 DIJON