Neuropsychologie de la musique - Cours 1: Base physique du son, vocabulaire de la musique et base cérébrale de la perception de la musique.

Neuropsychologie de la
      musique
 Cours 1: Base physique du son,
vocabulaire de la musique et base
 cérébrale de la perception de la
            musique.

Plan du cour
• Physique du son
• Vocabulaire de base de la théorie
  musicale
• Neuropsychologie
  – Perception des sons
  – Aires du cerveau impliqués

Qu’est-ce que le son

Vibration d’un objet => compression de l’air => Vibration dans l’oreille

Vibration
• Chaque objet a une fréquence de
  résonnance
  – Dépend de la forme, du matériel, de la
    tension.
• Chaque fréquence a des harmonique
  (overtone)
  – Exemple du slinky

Son numérique

Physique du son
• Différentes représentations d’un son
  – Temps, fréquences, temps-fréquences.
• Intensité du son
• Hauteur du son
• Timbre

Intensité
• Mesure de décibel (dixième de Bel): dB
   – Est une mesure RELATIVE (dB(A))
   – Échelle logarithmique
       •   3 dB = double d’intensité
       •   Un son a 70 dB + un autre son a 70 dB = un total de 73 dB
       •   70 dB + 80 dB = 80.4 dB
       •   70 dB + 100 dB = 100.004 dB
• Par contre, en soustraction, peut sembler linéaire
   – Un son a 100 dB, avec atténuation de 30 dB, sera de 70 dB.
     Dans ce cas, l’atténuation se calcule relativement au son de
     départ.

Physique du son
• La hauteur du son est un concept extrêmement
  robuste, ou des expériences sonores
  entièrement différentes peuvent être catégorisé
  comme ayant le même « pitch ».
• Le timbre du son, par contre, est sujets à de
  nombreuses variations. Il est pratiquement
  impossible d’imiter parfaitement le timbre.
• L’intensité sonore se mesure de façon relative
  et sur une échelle logarithmique.

Théorie musicale classique
•   Ensemble des conventions utilisé dans la majorité des œuvres
    musicales occidentales.
     – Réalité physique
     – Nécessité pragmatique (enseignement et instrumentation)
     – « Choix esthétique »
•   Exception notable:
     – Jazz
     – Musique atonale (Schönberg)
•   Identique pour les différents instruments (sauf percussion) et
    rythmes: se concentre sur la hauteur tonale.
•   Indépendant de la hauteur absolue: tout est transposable.
•   Exclus les nombreux effets d’interprétations, comme l’intensité
    et le timbre.

Divisions des hauteurs de son
• Échelle chromatique: chaque octave est
  divisé en 12 demi-ton (sur une échelle
  log)
• Échelle diatonique: plus grande
  importance accordé à 7 de ces 12 demi-
  ton.
  – Les sept notes: Do, Ré, Mi, Fa, Sol, La, Si
  – Les cinq autres demi-ton s’identifie grâce
    au dièse et bémol.

Échelle diatonique: gamme de
          Do Majeur

Majeur/mineur (tonalité de Do)
Note Majeur   Fonction    Note Mineur   Intervalle par rapport à la
                                        dominante
Do            Tonic       Do            Unisson
Ré            Sus-tonic   Ré            Une seconde
Mi            Médiante    Mi bémol      Une tierce (majeur ou mineur)
Fa            Sous-       Fa            Une quarte
              dominante
Sol           Dominante   Sol           Une quinte
La            Sus-        La bémol      Une sixte (majeur ou mineur)
              dominante
Si            sensible    Si            Une septième

Majeur/mineur: une
   expérience!
        •Krumhansl et Kessler, 1982
        •Crée d’abord un contexte
        musical (accord, progression…)
        •Ensuite, une seul note.
        •Demande aux participants de
        dire à quel point la note suis
        bien le contexte.
        •Utilise des musiciens…

Accord
• Un ensemble de note qui est joué
  simultanément
  – Plusieurs touches sur un piano
  – Plusieurs cordes sur la guitare
  – Les différentes voix dans un cœur
• Peut se jouer en succession: arpèges

Base des accords: intervalle
• Intervalle le plus simple: octave
     – Ratio 2:1(440 et 220 Hz)
     – 12 demi-ton
•   Quinte (fifth)
     – Ratio 3:2 (330 et 220 Hz)                   Pas
     – Sept demi-ton                               exactement
     – Cinq touche blanche en Do (cinq degrés)     équivalent,
• Quarte (fourth)                                  dépend du
     – Ratio de 4:3 (293.3 et 220 Hz)              tempérament
     – Cinq demi-ton
     – Quatre touche blanche en Do (cinq degrés)
• Tierce (third): Majeur (5:4) ou Mineur (6:5)
     – Quatre ou trois demi-ton
     – Deux touche blanche (deux degrés)

Nomenclature des accords

• Une note (Do)
• Un type (trois
  note,
  septième,
  neuvième…)
• Majeur,
  augmenté, …

Progression d’accord
• IV V I => une des séquences d’accord
  les plus utilisé dans la musique
  populaire.
• Nomenclature relative: si on est dans la
  gamme de Do:
  – I est un accord de Do
  – IV est un accord de Fa (Do…Ré… Mi…Fa)
  – V est un accord de Sol

Hiérarchie des différentes
tonalité: Cercle des quintes

Résumé de vocabulaire
• Note: Do, Ré, Mi… +Dièse et Bémol
• Tonalité: Note + mode (Majeur, Mineur)
• Fonction d’une note dans une tonalité:
  tonic, dominante, médiante...
• Intervalle: quinte, quarte, tierce
  – Augmenté, diminué, majeur, mineur, juste.
• Accord: Do Majeur, Mi septième diminué
  – Progression d’accord

À retenir
• La pratique de la musique est antérieure à la
  théorie musicale, qui est elle-même
  antérieure à la méthode scientifique.
• S’enseigne de personne à personne, par la
  pratique et l’exemple.
• Grande importance du ressenti et de
  l’expertise.
• Donc, un casse-tête au niveau scientifique.

Lecture additionnelle
• Musimathics, The Mathematical
  Foundations of Music. Gareth Loy

• http://bw.musique.umontreal.ca/
  site web illustré avec BD.
• http://www.cochlee.org/ (merci
  Émilie)
• Wikipedia (français et anglais)

Base cérébrale de la
perception musicale

L’oreille

La cochlée

Place coding VS time coding

Différence de temps et
       d’intensité

               Base fréquence:
               différence de temps

               Haute fréquence:
               différence d’intensité

Système auditif

Fréquence

Anatomie du cerveau

Cartographie du cerveau
Air de Broadmann   Coordonnée Talairach

Étude du cerveau
• Division classique des champs d’étude du cerveau
   – Neurophysiologie: étude des mécanismes neuronaux,
     souvent avec modèle animal. Résultats très solides, mais
     mal adapté pour les comportements complexes.
   – Neuropsychologie: étude des populations avec lésion ou
     déficits au niveau cérébrale. Crée une cartographie des
     fonctions du cerveau, ce qui as des applications pratique
     pour le diagnostic.
   – Psychologie: étude des comportements humains, comme
     l’apprentissages, les émotions.
   – Science cognitive: étude du traitement de l’information par
     l’humain. Élabore des modèles complexes à partir des
     comportement observables.

Étude du cerveau musical: exemple

• Neuropsychologie: différence entre les
  cerveau des musiciens et non-musiciens.
• Neurophysiologie: ??
• Psychologie: Effet bénéfique de prendre des
  leçon de musique sur les résultats scolaires.
• Science cognitive: Modèle informatique de
  classification de la musique.

Étude du cerveau: Zeitgeist
• Neuroscience cognitive
  – Neuroscience: point de jonction de la
    neuropsychologie et de la
    neurophysiologie
  – Cognitive: utilise l’approche cognitive pour
    conceptualiser et mesurer le
    comportement
• Utilisation massive des méthodes
  d’imageries cérébrales
• Balbutiement de modélisation des
  fonctions cérébrales

Cerveau et musique
• L’étude du cerveau se fait de façon
  segmentaire, en isolant les différentes
  fonctions et régions.
• Puisque la musique réfère à un
  ensembles de fonction cérébrales, elle
  était mise de coté.
• Plus grande difficulté conceptuelle mais
  grand potentiel d’intégration!

Fonction cérébrale et aspect
    musicale: Émotions

                         Breiter et
                         al, 1996

Fonction cérébrale et aspect
     musicale: Émotions
• Émotion et amygdale (méta-analyse par
  Sergerie, Chochol et Armony, 2008).

Amygdale et émotion
• Gosselin et al, 2005
• Études de 24
  patients ayant des
  dommages à une
  des amygdales.

Janata et al, 2002, Science.