Daniele Schon, chargé de recherche CNRS, Groupe DCP, Institut de neurosciences des systèmes de Marseille. Titre de la communication : Musique, cerveau et prédictions. (40 mn + 40 mn de discussion) Résumé : Comment fonctionne le cerveau ? Nul ne le sait. Ce qui est certain est qu’il interagit et se synchronise avec le monde. Une interaction optimale avec le monde nécessite d’une part de l’anticiper et d’autre part une capacité de s’y synchroniser rapidement. Une telle synchronisation pourrait être similaire à celle qu’on retrouve aussi dans des simples systèmes oscillatoires. La musique semble jouer un rôle important dans cette mise en synchronie entre l’activité cérébrale et le monde qui nous entoure.

1. Musique, cerveau et prédiction
Daniele Schön
Institut de neurosciences des systèmes
Marseille

2. L’importance de la prédiction

3. Prédiction automatique
Est-ce que A est plus foncé que B ?

4. Prédiction automatique
Est-ce que A est plus foncé que B ?

5. Prédiction automatique
Jolis visages ou V the Visitors ?

6. Prédiction automatique
Jolis visages ou V the Visitors ?

7. D’arpès un checrheur de l’Uinvesrité de
Masreille, l’orrde dnas lqeuel les letters snot
ércites dnas un mot n’a pas vriament
d’improtance. La suele cohse iaportnmte est
que la permière et drenière ltetre sioent à la
bnone palce.
Prédiction non-automatique
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8. Prédictions et instabilité perceptuelle

9. Prédictions et instabilité perceptuelle

10. Quel réel?

11. « Ce soir j’ai les pieds qui puent »
Prédictions et hystheresis perceptuelle

12. Quel réel?
« So strong that I can’t get throught »
Prédictions et hystheresis perceptuelle

13. L’écoute comme interaction dynamique
Ritsch, 2011

14. We declare that we are all responsible, educators, …
L’écoute comme interaction dynamique

15. L’écoute comme interaction dynamique

16. Pressnitzer et al., 2011
Prédiction et écoute de la musique

17. A. Bregman
Prédictions et analyse de la scène auditive

18. Cocktail Party
Prédictions et stabilité perceptive

19. Suivre une voix dans la polyphonie
J.S. Bach
Exposition 3éme thème
Prédictions et stabilité perceptive

20. Musique et prédictions temporelles
La musique est très contraignante sur la dimension temporelle

21. Musique et prédiction spectrale
La musique est très contraignante sur la dimension spectrale

22. Hypothèse du codage prédictif
La perception est influencée par nos attentes qui son
influencées par notre perception
4 ingrédients
- prédictions (priors)
- évidence sensorielle (likelihoods)
- Différence entre prédiction and input
sensorial (erreur/surprise)
- Précision attendue

23. Hypothèse du codage prédictif
Ingrédients:
Prédictions
Évidence sensorielle
Erreur de Prédiction
Précision attendu

24. Théorie de Free energy
• Les agents résistent au désordre en
minimisant la différence entre
évidence sensorielle et le model
(inférence perceptuelle)
• Ceci implique d’agir sur
l’environnement pour éviter la
surprise (inférence active )
• L’action repose sur des inférences
bayésiennes sur le monde.
Action et perception opèrent ensemble pour minimiser l’erreur de prédiction
Friston et al.

25. L’importance de la prédiction
Petite parenthèse épistémologique

26. Comment nos prédictions influencent la
recherche autour de la cognition

27. Comment définir une fonction cognitive ?
Circularité
Nous voyons ce qu’on attend de voir
La théorie et philosophie peuvent aider
L’approche comparative et la quête de différences et similarité nous
oblige à changer de regard
Définir f(x) come COG(x), ensuite chercher comment
f est implementée dans le cerveau ACT(x).
Les problèmes

28. L’importance de la prédiction
Petite parenthèse épistémologique
L’approche comparative

29. Pourquoi comparer ?
Comparare: cum-parare, mettre ensemble (cum) au même (par) niveau

30. L’importance de prendre du recul

31. Chercher différences ou similarité ?
•Chevauchement
•Transfer d’une fonction
•Association de déficits
•Remédiation de la parole via la musique
•Activations distinctes
•Modularité d’une fonction
•Double dissociation
•Remédiation de la parole via la parole
Comment comparer musique et langage?

32. Comparer quoi ?
Nécessité de réduire à des fonctions plus simples ?
Qu’est-ce que le traitement du langage?
Qu’est-ce que le traitement de la musique?
Bishop et al., 2013

33. Langage
Orthographie
Phonologie
Prosodie
Syntaxe
Sémantique
Pragmatique
Musique
Notation musicale
Rythme
Mètre
Mélodie
Harmonie
Sémiotique
Niveaux de traitement…

34. Syntax as a possible candidate
Co-activation: Koelsch et al., 2002
Rehabilitation: Stahl et al., 2011,
Theory: Patel, 2003
Cortese et al., 2015
Interaction: Kunert et al., 2015

35. La musique requiert
● Analyse du son
● Reconnaissance/identification
● Analyse de la scène auditive
● Mapping son-action
● Mise en place d’une structure temporelle pour maintenir les sons
● Extraire des règles
● Mémoriser des règles/primitifs
● Compositionalité/Générativité
● Diriger l’attention vers
● Anticiper/prédire
● Sélectionner l’information pertinente
● Interagir pour communiquer
●…

36. Langage & Musique partagent
● Analyse du son
● Reconnaissance/identification
● Analyse de la scène auditive
● Mapping son-action
● Mise en place d’une structure temporelle pour maintenir les sons
● Extraire des règles
● Mémoriser des règles/primitifs
● Compositionalité/Générativité
● Diriger l’attention vers
● Anticiper/prédire
● Sélectionner l’information pertinente
● Interagir pour communiquer
●…

37. Plasticité & « transfert » d’apprentissage
MUSIQUE
LANGAGE
Avant
Aprés
MUSIQUE
LANGAGE MUSIQUE
LANGAGE

38. L’importance de la prédiction
Petite parenthèse épistémologique
L’approche comparative
Comment le cerveau interagit avec le monde?

39. Synchronisation

40. “da”
Réponse au son “da”
Time
Amplitude
0 180
Un son vers le cerveau
Kraus & Chandrasekaran, 2010
Auditory cortex
Inferior Collicolus
Lateral Lemniscus
Auditory nerve

41. Oscillations neurales
Nesting of oscillatory activity
Calderone et al, 2014
Schroeder and Lakatos, 2009
Oscillation neuronales comme instrument de selection d’information

42. L’importance de la prédiction
Petite parenthèse épistémologique
L’approche comparative
Comment le cerveau interagit avec le
monde?
Les effets de la pratique musicale sur la
propriété de synchronisation

43. Wong et al., 2007
Plasticité dans le système auditif:
L’expertise musicale améliore l’encodage de la fréquence
Musacchia et al., 2007

44. Skoe & Kraus, 2012
Plasticité dans le système auditif: La pratique musicale pendant l’enfance est
associé à des réponses neurales plus robustes

45. Parbery-Clark et al., 2009
Plasticité dans le système auditif:
L’expertise musicale réduit la dégradation liée au bruit

46. Connettivity of the auditory cortex

47. Nonmusicians Musicians
Doelling and Poeppel, 2015
Synchronisation aux structures temporelles lentes

48. C’est fini !