Étudier les attentes musicales de l’auditeur non-musicien : le paradigme d’amorçage musical

7/29/2019 tudier les attentes musicales de lauditeur non-musicien : le paradigme damorage musical

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Intellectica, 2008/1-2, 48-49, pp. 27-35

2008 Association pour la Recherche Cognitive.

tudier les attentes musicales de lauditeur non-musicien :

le paradigme damorage musical

Barbara Tillmann

& Bndicte Poulin-Charronnat

RESUME : Lauditeur occidental devient sensible aux rgularits du systme musicaltonal par simple exposition aux pices musicales. Les connaissances implicites ainsiacquises permettent lauditeur de dvelopper des attentes musicales sur lesvnements venir. Ces attentes jouent un rle dans lexpressivit musicale, maiselles influencent galement le traitement des vnements musicaux. Le paradigmedamorage musical est une mthode indirecte qui permet dtudier les connaissancestonales de lauditeur ainsi que linfluence des attentes musicales sur la vitesse detraitement. Des donnes comportementales montrent que le traitement dunvnement musical est facilit lorsquil est reli (et donc suppos tre attendu )plutt que non-reli ou moins reli au contexte musical qui le prcde. Les donnesneurophysiologiques montrent que le traitement dun vnement moins attenduncessite plus de ressources neuronales quune structure musicale plus prototypique,

notamment des tudes d'imagerie crbrale montrent des activations plus fortes dansle cortex frontal infrieur. Dans l'ensemble, les recherches prsentes montrent quel'tude des attentes musicales contribue, avec l'exemple d'une structure acoustiquecomplexe non-verbale, mieux comprendre comment les connaissances que notrecerveau acquire implicitement sur notre environnement influencent notre perception.

Mots cls : connaissances implicites, attentes, amorage, expertise musicale,apprentissage implicite, structures musicales

ABSTRACT:Investigating Musical Expectations of Non-Musician Listeners: TheMusical Priming Paradigm. Western listeners become sensitive to the regularities ofthe Western tonal system by mere exposure to musical pieces. The implicitly acquiredtonal knowledge allows listeners to develop musical expectations for future events ofa musical sequence. These expectations play a role for musical expressivity and

influence the processing of musical events. The musical priming paradigm is anindirect investigation method that allows studying listeners tonal knowledge and theinfluence of musical expectations on processing speed of musical events. Behavioraldata sets have shown that the processing of a musical event is facilitated when it istonally related (and supposed to be expected) in comparison to when it is unrelatedor less-related to the preceding tonal context. Neurophysiological data sets haveshown that the processing of a less-expected event requires more neural resourcesthan the processing of more prototypical musical structures. For example, studies

Universit Claude Bernard - Lyon I, CNRS UMR 5020, Neurosciences et Systmes Sensoriels, 50Av. Tony Garnier, F-69366 Lyon Cedex 07, France. Tel : +33 (0) 4 37 28 74 93 ; Fax : +33 (0) 4 37 2876 01. [email protected] LEAD-CNRS UMR 5022, Universit de Bourgogne, Ple AAFE, 2 Esplanade Erasme, BP 26513,

21065 Dijon cedex. Tel: +33 (0) 3 80 39 57 88, Fax: +33 (0) 3 80 39 57 67. Courriel :[email protected]


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using functional magnetic resonance imaging have reported increased activation in theinferior frontal cortex for unexpected musical events. Studying musical expectations as an example of processing complex, non-verbal acoustic structures contributes to abetter understanding of the processes underlying the acquisition of implicit knowledgeabout our auditory environment as well as about the influence of this knowledge onperception.

Keywords: implicit knowledge, expectations, priming, musical expertise, implicitlearning, musical structures

La musique tonale reprsente un exemple de systme complexe, hautementstructur avec de fortes rgularits dutilisation des lments musicaux(frquences doccurrence, frquences de co-occurrence). Par simple expositionaux pices musicales, l'auditeur acquiert des connaissances implicites sur lesrgularits sous-jacentes au systme tonal. Ces connaissances influencent laperception et la mmorisation des squences musicales (Dowling & Harwood,1986 ; Francs, 1958 ; Krumhansl, 1990). Le sentiment tonal(l'acculturation) se dveloppe comme un systme d'habitudes perceptives quis'enchanent les unes aux autres, sans que les termes objectifs dont dpend leuracquisition soient consciemment poss par les sujets, ceux-ci ignorent ce qu'estl'accord parfait, la tonique, la dominante, la cadence jusqu'au moment o

l'ducation la leur rvle (Francs, 1958, p. 108).Mme si les auditeurs non-musiciens sont incapables de nommer

explicitement les diffrentes catgories et relations dfinies par la thoriemusicale, ils ont des connaissances implicites sur les lments qui constituentces catgories, leurs fonctions et leurs relations. titre mtaphorique, on peutdire qu'un non-musicien serait comme un enfant qui apprend sa languematernelle par simple exposition et qui comprend des phrases sans tre capablede nommer les catgories grammaticales. Les connaissances implicites sur lelangage et la musique sont acquises travers des processus dapprentissageimplicite. Ces processus permettent lacquisition de nouvelles connaissancessans la ncessit qu'elles soient explicitement verbalisables (Seger, 1994), etplus encore, lacquisition d'informations hautement complexes qui nepourraient probablement pas tre acquises de faon explicite (Reber, 1989).

Des recherches dans le domaine de la cognition musicale ont mis envidence que lauditeur non-musicien est sensible des manipulations fines dela structure musicale et peut tre dcrit comme un expert implicite de laperception musicale (voir Bigand & Poulin-Charronnat, 2006 ; Tillmann,Bharucha & Bigand, 2000 pour des revues). La comparaison des auditeursmusiciens et non-musiciens est importante pour l'hypothse d'un apprentissageimplicite du systme tonal. Les musiciens possdent une connaissance explicitede la thorie musicale (dispense par les coles de musique) et une longuepratique de la musique. Les non-musiciens sont simplement acculturs ausystme tonal par un contact rpt avec le matriel musical. Des performancescomparables pour des auditeurs de diffrents degrs d'expertise musicalesoulignent que la simple exposition aux pices musicales permet d'acqurir etde dvelopper des connaissances implicites sur le systme tonal et de percevoir

des relations entre les vnements musicaux. Le prsent article prsente desrecherches du domaine de la cognition musicale qui ont focalis sur les attentesmusicales que lauditeur dveloppe grce ses connaissances sur la musiqueoccidentale tonale.


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1.LES ATTENTES MUSICALESUn contexte, que a soit un mot ou une note musicale, permet lauditeur

de dvelopper des attentes sur les vnements venir. Ces attentes, selon lescas, faciliteront ou retarderont le traitement du signal. La perception dunvnement attendu est plus rapide et plus correcte que la perception d'unvnement non-attendu. Les attentes perceptives peuvent tre bases sur des

similarits physiques entre les vnements, ou sur les connaissances delauditeur sur la structure des vnements (e.g., probabilit de co-occurrencedes vnements). Pour la musique, les deux sources dattentes sont souventconfondues dans des extraits musicaux rels. Afin de focaliser sur les attentescognitives, les matriaux exprimentaux doivent contrler les similaritsacoustiques entre le contexte et lvnement traiter. Il tait raisonnable depenser que les auditeurs non-musiciens dvelopperaient des attentessensorielles plutt que cognitives, cependant les rsultats montrent que mmeles auditeurs non-musiciens ont des connaissances sur le systme musical quileur permettent de dvelopper des attentes tonales et temporelles. Pour lamusique, les attentes jouent galement un rle essentiel dans lexpressivitmusicale. Le compositeur (ou limprovisateur) jouerait avec les attentesperceptives de lauditeur en les rsolvant plus ou moins tardivement et plus ou

moins partiellement. Selon Meyer (1956), ce jeu avec les attentes serait lorigine de lexpressivit musicale communique par luvre.

2.LE PARADIGME DAMORAGE MUSICALLe paradigme damorage est une mthode dinvestigation implicite qui

permet dtudier linfluence des attentes perceptives sur la vitesse et laprcision du traitement dun vnement. Il a t amplement utilis dans desrecherches psycholinguistiques (voir McNamara, 2005 ; Neely, 1991 pour desrevues) et introduit pour la cognition musicale par Bharucha et Stoeckig(1986).

Dans le paradigme damorage, la relation musicale entre un contexteamorce (e.g. un accord, une squence d'accords) et un vnement cible (e.g., unaccord) est systmatiquement manipule. La cible est tonalement relie ou non-reli au contexte. Lhypothse est que lcoute du contexte active lesconnaissances musicales et permet de dvelopper des attentes sur lesvnements venir. Un accord reli est suppos tre plus attendu la fin dunesquence quun accord non-reli. Afin de focaliser sur les composantescognitives de lamorage musical, un amorage sensoriel par rptition estcontrl : le matriel est construit de telle sorte que la cible relie napparatpas dans le contexte (ou apparat moins souvent que la cible non-relie/moinsrelie) (Bigand et al., 2003 ; Tekman & Bharucha, 1998). La spcificit duparadigme damorage rside dans le fait quon ne demande pas auxparticipants de juger explicitement la relation musicale entre contexte et cible,mais deffectuer un jugement perceptif dichotomique simple sur la cible. Onleur demande, par exemple, de dcider aussi rapidement et correctement quepossible si laccord cible contient ou non une note dissonante (Bharucha &Stoeckig, 1986 ; Bigand & Pineau, 1997) ou si laccord cible est jou par un

instrument A ou B (Tillmann et al., 2006). Le point critique est de mesurercomment la ralisation de cette tche perceptive sur l'vnement cible estinfluence par la relation musicale de cet vnement avec le contexte. En plusdes attentes tonales (i.e., quel type dvnement musical est attendu), ceparadigme permet galement dtudier les attentes temporelles (quand un


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vnement est attendu) en manipulant le moment temporel dapparition delvnement cible.

3.ATTENTES TONALES ET TEMPORELLESDans les premires tudes damorage musical, le contexte consistait

seulement en un accord et la cible relie tait oppose une cible non-relieappartenant une tonalit loigne (Bharucha & Stoeckig, 1986, 1987).Lutilisation de contextes amorces plus longs a donn lieu la comparaison dutraitement de deux accords appartenant la mme tonalit (Bigand et al.,1999 ; Bigand & Pineau, 1997 ; Bigand et al., 2003 ; Bigand et al., 2005 ;Tillmann et al., 2003). La cible est, par exemple, fortement relie au contexte(elle fonctionne comme un accord de tonique) ou moins relie (elle fonctionnecomme un accord de sous-dominante). Les rsultats pour des auditeursmusiciens et non-musiciens montrent que le traitement de laccord cible estfacilit lorsquil est reli au contexte (versus non-reli ou moins reli). Lesattentes tonales bases sur les connaissances de lauditeur prdominent sur desattentes sensorielles bases sur la rptition dun vnement (Bigand et al.,2003 ; Bigand et al., 2005 ; Tekman et Bharucha, 1998). La comparaison avecun contexte amorce neutre qui cre une ligne de base a mis en vidence queleffet damorage combine des effets de facilitation (pour la tonique) et

dinhibition (pour la sous-dominante et un accord hors tonalit). Ce rsultatindique que le traitement de la tonalit du contexte cre spcifiquement unbnfice pour laccord le plus important de la tonalit, la tonique (Tillmann etal., 2003 ; sous presse). Plus rcemment, le paradigme damorage a galementt appliqu la perception des mlodies (Marmel, Tillmann & Dowling, souspresse).

Finalement, le paradigme damorage permet galement dtudierlinfluence des attentes temporelles dans des squences musicales : 1) letraitement dun accord cible est facilit aprs un contexte rgulier compar un contexte irrgulier (qui ne permet pas danticiper lapparition temporelle del'vnement suivant) ; 2) le traitement dun accord cible est facilit lorsquilapparat au moment temporel attendu plutt que trop tt (Tillmann et Lebrun-Guillaud, 2006).

4.LES ATTENTES MUSICALES : AUTOMATIQUES ET IMPLICITESLe paradigme damorage a permis de montrer que les attentes musicales se

dveloppent de faon automatique. Leffet damorage musical nest pas (oupeu) influenc par des attentes vridiques que lauditeur peut dvelopper unniveau explicite (il sait comment la squence continue) (Justus et Bharucha,2001 ; Tillmann et Bigand, 2004). Lorsque le paradigme damorage est utilisavec de la musique chante, une tche exprimentale portant sur le language(identification de phonmes, dcision lexicale) devrait pouvoir tre ralisesans traiter les relations tonales. Cependant, les rsultats montrent que letraitement langagier est facilit lorsquil est chant sur un accord musicalementreli, ce qui indique que les relations tonales sont traites automatiquement(Bigand et al., 2001 ; Poulin-Charronnat et al., 2005). Cette observation a ttendue au traitement dun signal visuel en montrant que des structures

musicales entendues de faon synchronise avec un signal visuel influenaientson traitement (Escoffier et Tillmann, sous presse). Linformation musicaleactive automatiquement les connaissances de lauditeur sur les relationsmusicales. Lactivation de ces connaissances et leur influence sur le traitement


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des vnements musicaux ont t simules par un modle connexionnisteproposant une reprsentation en mmoire de l'organisation des connaissancesmusicales (Bharucha, 1987 ; Tillmann et al., 2000). Dans ce modle, lesconnaissances sont reprsentes par un rseau dunits interconnectesreprsentant les notes, les accords et les tonalits. Un contexte musical activecette reprsentation, les activations se propagent entre les units du rseau et

ensuite les niveaux dactivations des units refltent les relations tonales entreles vnements. Comme cette reprsentation peut tre apprise par simpleexposition un matriel musical, ce modle connexionniste reprsente unmodle de lauditeur non-musicien simulant lapprentissage et la reprsentationdes connaissances musicales ainsi que leurs influences sur la perceptionmusicale (Tillmann et al., 2000).

Le paradigme damorage musical est une mthode dinvestigationimplicite particulirement adapte pour tudier les connaissances musicales desauditeurs non-musiciens, des enfants et des patients amusiques (patientsprsentant des troubles de la perception musicale). Il permet de montrer que lesconnaissances musicales de ces populations sont plus labores que ce que desjugements explicites ou des tches de mmoire avaient pu rvler. Des enfantspossdent des connaissances implicites sur les fonctions tonales partir de 6

ans (Schellenberg et al., 2005) et pas seulement partir de 10 ans commesuggr par des mthodes explicites (Imberty, 1981). La supriorit desprocessus implicites est bien tablie en recherche neuropsychologique pour laperception visuelle, le langage et la mmoire (e.g. Mimura, Goodglass, etMilberg, 1996 ; Schacter et Buckner, 1998 ; Weiskrantz, 1986 ; Young,Hellawell, et DeHaan, 1988). Cette supriorit a rcemment t tendue laperception musicale chez une patiente atteinte dune amusie svre : leparadigme damorage a mis en vidence que des connaissances musicalesimplicites taient pargnes par les lsions crbrales (Tillmann et al., 2007).

5.CORRELATS NEURONAUX DES ATTENTES MUSICALESLes corrlats neuronaux sous-tendant les attentes musicales ont t valus

par des mthodes neurophysiologiques, principalementllectroencphalographie (EEG) et limagerie crbrale fonctionnelle par

rsonance magntique (IRMf). Par souci de simplification, nous classerons lesmarqueurs lectrophysiologiques1 observs en trois catgories: 1) lescomposantes positives, 2) les composantes ngatives prcoces et 3) lescomposantes ngatives tardives. En utilisant un paradigme damorage avecdes squences daccords, Regnault, Bigand et Besson (2001) ont compar letraitement dun accord cible fortement reli au contexte (un accord de tonique) un accord cible moins reli au contexte (un accord de sous-dominante). Lesrsultats mettent en vidence une composante positive avec une amplitude pluslarge pour les accords moins relis compar aux accords relis. Des rsultatssimilaires ont t obtenus avec des violations musicales plus saillantes (Janata,1995 ; Patel et al., 1998) et avec des mlodies (Besson et Fata, 1995 ; Besson,Fata et Requin, 1994 ; Besson et Macar, 1987). Ces composantes positivespeuvent tre interprtes comme refltant la rponse crbrale la violation de

1 Les marqueurs lectrophysiologiques, encore appels composantes de potentiels voqus, secaractrisent par leur polarit (P = positivit; N = ngativit), leur latence (P300 signifie unecomposante positive qui apparat 300 ms aprs le dbut de la stimulation cible) et leur distribution sur lescalp.


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l'attente musicale. Dans des tudes qui comparent des accords fortement relisau contexte (accord de tonique) des accords fortement non-relis (e.g., accordnapolitain), une composante prcoce appele ERAN (EarlyRight AnteriorNegativity) a t observe (e.g., Koelsch et al., 2000) (pour des rsultatssimilaires, voir Patel et al., 1998). Cette composante prcoce a t interprtecomme refltant la rponse crbrale la dtection de la violation dune attentemusicale. Finalement, une composante ngative tardive (N5) est gnralementobserve aprs lapparition de la ERAN. Koelsch et al. (2000) ont observ uneN5 dont lamplitude tait plus large pour les accords fortement non-reliscompar aux accords fortement relis au contexte. Poulin-Charronnat, Bigand,et Koelsch (2006) ont galement observ une N5 (non prcde dune ERAN)avec des violations dattentes musicales plus subtiles (en comparant laccordde tonique laccord de sous-dominante) et en contrlant les influencessensorielles. La composante N5 est interprte comme refltant un mcanismedintgration : un accord musicalement attendu est plus facile intgrer dans lecontexte prcdent compar un accord inattendu.

Bien que llectrophysiologie prsente une excellente rsolution temporelle,la localisation des sources crbrales des composantes de potentiels voquesest rendue trs difficile par la mauvaise rsolution spatiale de cette technique.Des tudes conduites en magntoencphalographie (MEG) et en IRMf ont

permis de mettre en vidence un rseau dactivations dans lequel le rle ducortex frontal infrieur (laire de Broca et son homologue droite) a tparticulirement soulign (Koelsch et al., 2005 ; Koelsch et al., 2002 ; Maess etal., 2001 ; Tillmann, Janata, et Bharucha, 2003 ; Tillmann et al., 2006).Comme dans les tudes elctrophysiologiques, des squences musicalescontenant (ou non) des violations dattentes sont prsentes aux auditeurs etcombines soit avec le paradigme damorage (jugements de dissonancesensorielle, de timbre et de phonmes chants), soit avec dautres tchesexprimentales portant directement sur laccord manipul ou sur dautresaccords de la squence. Une manipulation forte des relations musicales (ayantrecours des accords hors tonalit) montre une activation du cortex frontalinfrieur plus forte pour un accord inattendu quun accord attendu (Koelsch etal., 2002 ; 2005 ; Tillmann et al., 2003). Lutilisation de violations dattentes

musicales relativement subtiles et le contrle des modifications sensorielles ontpermis dcarter des explications alternatives en termes de traitement dedviance acoustique ou de rptition et de confirmer ainsi limplication ducortex frontal infrieur (operculum frontal, insula antrieur) dans le traitementdes attentes musicales (Tillmann et al., 2006). L'ensemble de ces rsultatssuggre que le traitement des structures musicales inclue non seulement lesrgions frontales infrieures, mais qu'en plus ces rgions sont intgres dans unrseau neuronal plus large comprenant des rgions temporales (gyrus temporalsuprieur antrieur, gyrus/sulcus temporal suprieur postrieur et gyrustemporal medium) et paritales droites (gyrus supramarginal). Pour letraitement du langage, un rseau neuronal comparable a t dcrit (Friederici,2002 pour une revue). Le parallle des deux systmes neuronaux pour letraitement de la musique et du langage (Besson et Schn, 2003 ; Koelsch,2005 ; Patel et al., 1998) peut tre interprt sur la base de leurs similarits

structurelles (structures hirarchiques bases sur des organisations syntaxiques)(Lerdahl et Jackendoff, 1983 ; Patel, 2003). Le recouvrement des corrlatsneuronaux pourrait reflter des processus ncessaires pour lintgrationstructurelle, notamment au cours du temps.


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6.CONCLUSIONLtude des attentes musicales permet de mettre en vidence les

connaissances musicales que lauditeur non-musicien a acquis par la simplecoute de pices musicales respectant les rgularits du systme tonal(couvrant une varit de styles musicaux : musique dite classique, pop, rock,folk, jazz etc.). Mettre en vidence des connaissances musicales sophistiques,

notamment chez des auditeurs non-musiciens, montre, avec un exemplecologique non-verbal, la force de la capacit cognitive dapprentissageimplicite du cerveau humain (voir Bigand et Delb, ce volume). Les recherchessur la perception des relations musicales montrent lavantage de traitementpour un vnement attendu (en termes defficacit), et les structures crbralesobserves permettent de mieux comprendre le rseau neuronal impliqu nonseulement dans la perception de la musique mais galement dans la perceptionlangage.

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Étudier les attentes musicales de l’auditeur non-musicien : le paradigme d’amorçage musical

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