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Musique, Psychoacoustique et Apprentissage ImpliciteVers un modèle intégré de la cognition musicale
Soutenance de thèse de Charles DelbéDoctorat de Psychologie Cognitive LEAD - Université de [email protected]
10 décembre 2009
Appréciation musicale
Traitements ascendants influencés par les caractéristiques
de la stimulation
Traitements descendants influencés par des connaissances
antérieures
Système auditif
Caractéristiques psychoacoustiques de
l’environnement auditif et MCT
Système cognitif
Connaissances issues de l’exposition à une culture
musicale, stockées en MLT
Facteurs ascendants et descendants
Introduction
Implications:
Modularité de la cognition
Relations musique/langage
Réhabilitation cognitive
…
Delbé, C., et coll. (en prep.). Disentangling musical syntax
processing from auditory short-term memory
Delbé, C., French, R. M., & Bigand, E. (2008). Catégorisation asymétrique de
séquences de hauteurs musicales. L'Année Psychologique.
Marmel, F., Tillmann, B., & Delbé, C. (accepté). Priming in melody perception: tracking down the
strength of cognitive expectations. JEP:HPP.
Bailes, F., & Delbé, C. (sous presse). Long-term Melodic Expectation: the unexpected observation of distant priming effects. Musicæ Scientiæ.
Khalfa, S., Delbé, C., et coll. (2008). Positive and Negative Music
Recognition Reveals a Specialization of Mesio-Temporal Structures in
Epileptic Patients. Music Perception.
Liégeois-Chauvel, C., Delbé, C., et coll. (en prep.) The synchronization
between cortex and amygdala indexes emotional responses to music
Les traitements ascendants de l’information musicale
Traitements syntaxiques Apprentissage ImpliciteÉmotions
Lalitte, P., Bigand, E., Kantor-Martynuska, J., & Delbé, C. (2009).
On Listening to Atonal Variants of Two Piano Sonatas by Beethoven. Music
Perception
Co
llab
ora
tio
ns Modélisation cognitive
Traitement du signalNeurosciences
Modèles théoriquesMéthodes
comportementales
Méthodologies :
Pu
blic
atio
ns
Introduction
1. La perception musicale implique-t-elle des traitements syntaxiques de type linguistique ?
2. L’acquisition de régularités statistiques musicales
Vers un modèle intégré de la cognition musicale
Plan
Les attentes musicalesL’écoute d’une pièce musicale crée des attentes concernant
les évènements auditifs à venir
Contexte musical
Accord
L’observation de phénomènes d’attentes musicales (et des effets de leurs violations) est à l’origine de l’hypothèse de traitements de type syntaxique
en musique, similaires à ceux du langage.
+/-
I - Musique et syntaxe
Facilitation perceptive pour les accords reliés à un contexte(Bharucha et coll.; Bigand et coll.)
Réponses cérébrales aux violations harmoniques (Patel et coll.; Koelsch et coll.)
“One strong piece of evidence for a cognitivist view of tonal syntax is that certain psychological properties of musical elements derive from their context and structural relations rather than from their intrinsic physical
features” (Patel, 2008, p. 260).
Effets d’interférences(Patel et coll.; Tillmann et coll..)
Pathologies(Patel et coll.; Jentschke et coll.)
La structure prolongationnelle est l’équivalent musical de la syntaxe linguistique (Jackendoff,
2009)
La structure prolongationnelle est l’équivalent musical de la syntaxe linguistique (Jackendoff,
2009)
Origines des attentes musicales ?L’approche cognitive : abstractions et représentations en MLT
Attentes
La fille qui embrasse le garçon joue du piano
I - Musique et syntaxe
Flux ascendant
Flu
x de
scen
dant
Un modèle cognitif : MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha, et Bigand, 2000)
Un réseau à activation interactive, inspiré des modèles de la représentation des connaissances linguistiques (Rumelhart & McClelland, 1982; Elman & McClelland, 1984)
I - Musique et syntaxe
Act
ivat
ion
Cellules Accords F# C# G# D# A# F C G D A E B
Reliée
Moins reliée
Bigand et coll., 1999
Un modèle cognitif : MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha, et Bigand, 2000)
I - Musique et syntaxe
Origines des attentes musicales ?Hypothèse alternative: perception de la hauteur et mémoire auditive à court-terme
Les phénomènes d’attentes sont générés par les caractéristiques acoustiques de la
stimulation et par les propriétés du système auditif
Les phénomènes d’attentes sont générés par les caractéristiques acoustiques de la
stimulation et par les propriétés du système auditif
Attentes
Rôle des hauteurs virtuelles et de la MCT auditive dans la perception des structures
de hauteurs(Parncutt, 1989; Huron et Parncutt, 1993; Leman, 2000)
Rôle des hauteurs virtuelles et de la MCT auditive dans la perception des structures
de hauteurs(Parncutt, 1989; Huron et Parncutt, 1993; Leman, 2000)
I - Musique et syntaxe
Un modèle auditif (Leman, 2000)
I - Musique et syntaxe
Filtrage et Transduction
Mémoire à court terme
Percept immédiat Contexte global
Encodage de la hauteur
Contextualité tonale : différence entre ces deux images à chaque instant
=> Tension tonale (combien le percept immédiat des hauteurs s’intègre au contexte global)
Contextualité tonale : différence entre ces deux images à chaque instant
=> Tension tonale (combien le percept immédiat des hauteurs s’intègre au contexte global)
Signal
Temps
Pé
rio
de
sF
ibre
s a
ud
itiv
es
Amorçage sensoriel : différence de la contextualité tonale de la cible (Reliée – Moins reliée)
Amorçage sensoriel : différence de la contextualité tonale de la cible (Reliée – Moins reliée)
I - Musique et syntaxe
Un modèle auditif (Leman, 2000)
Réévaluation d’un grand nombre d’études en faveur d’un traitement syntaxique abstrait de la musique, similaire à celui du langage
Delbé, C., Bigand, E., Poulin-Charronnat, B., Tillmann, B., & Leman, M. (en prep.). Disentangling musical syntax processing from auditory short-term memory
I - Musique et syntaxe
CT(Reliée) > CT(Moins reliée)Prédit l’effet d’amorçage harmonique
CT(Reliée) > CT(Moins reliée)Prédit l’effet d’amorçage harmonique
CT(Reliée) – CT(Moins reliée)
Amorçage en contexte longBigand & Pineau, 1997
I - Musique et syntaxe
Amorçage distantBigand et coll., 1999
V I
1)
I IV
2)
V I
I IV
3)
Facilitation perceptive : Reliée > Modérément reliée > Peu reliée
Facilitation perceptive : Reliée > Modérément reliée > Peu reliée
I - Musique et syntaxe
différence
différence
CT : Reliée > Modérément reliée > Peu reliéeCT : Reliée > Modérément reliée > Peu reliée
Amorçage distantBigand et coll., 1999
I - Musique et syntaxe
Tonalité proche (Eb) Tonalité distante (Db)
P600; Patel et coll. (1998)
Tonalité : C
Tonique (C)
Réponses cérébrales aux violations harmoniquesTonique - Proche
Tonique - Distant
I - Musique et syntaxe
Réponses cérébrales aux violations harmoniquesERAN; Steinbeis, Koelsch, et Sloboda (2006)
6 chorals de Bach terminés par un accord:-Attendu (tonique)-Inattendu (tonique mineure)-Très inattendu (Sixte Nap.)
I - Musique et syntaxe
Interférences musique / langageSlevc, Rosenberg, & Patel (2009)
Dans – Hors tonalité
Musique et syntaxe
Partie 1 : conclusions
Une majorité des résultats réévalués peut être expliquée de façon parcimonieuse par un modèle auditif
Pourquoi le modèle échoue-t-il quelques (rares) fois ? Limitations (codage temporel, étendue fréquentielle, paramètres et
dynamique de la mémoire échoïque) Les traitements ascendants influencent l’amorçage
musical: Décours temporel (Tekman et Bharucha, 1998; Bigand et coll., 2003) Amorçage sensoriel chez des patients aphasiques (Patel et coll., 2008) Amorçage mélodique (Bailes et Delbé, sous presse; Marmel, Tillmann, et
Delbé, sous presse) Mais ces traitements ne semblent pas suffisants, des
influences descendantes sont nécessaires Représentations de règles syntaxiques abstraites de type linguistique ? Représentations de régularités statistiques ?
I - Musique et syntaxe
1. La perception musicale implique-t-elle des traitements syntaxiques de type linguistique ?
2. L’acquisition de régularités statistiques musicales
Vers un modèle intégré de la cognition musicale
Plan
Chats Chiens
Fam
iliar
isat
ion
Tes
tII - L’acquisition de régularités statistiques musicales
Catégorisation visuelle chez les jeunes enfants de 3-4 mois (Quinn, Eimas et Rosenkrantz, 1993)
Technique de familiarisation/préférence
La représentation des chats exclue celles des chiensLa représentation des chiens n’exclue pas celles des chatsAsymétrie de l’exclusivité de ces catégories
Tem
ps d
e re
gard
Catégorie d’habituation
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
…
…
?? ?
Un modèle connexionniste de l’habituation (Mareschal & French, 1997)
Perception
Enc
odag
e
Ajustem
ent
Test/comparaison
Err
eur
de p
rédi
ctio
n(t
emps
de
rega
rd)
Condition d’apprentissage
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
Origine de l’effet d’asymétrie
relations d’inclusion des distributions statistiques des caractéristiques visuelles:La variabilité de la catégorie chiens > chats=> Tous les chats pourraient être des chiens, mais pas l’inverse
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
L’effet d’asymétrie émerge dans un système dont les représentations internes reflètent les relations d’inclusion de l’environnement.Ces simulations confirment que les processus mis en jeu sont ascendants
L’effet d’asymétrie émerge dans un système dont les représentations internes reflètent les relations d’inclusion de l’environnement.Ces simulations confirment que les processus mis en jeu sont ascendants
Intervalles : 1 2 3 4 5
Delbé, C., French, R. M., & Bigand, E. (2008). Catégorisation asymétrique de mélodies.
Manipulation des probabilités d’occurrence d’intervalles dans de courtes mélodies artificielles (atonales)
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
Participants Simulations
Résultats comportementaux et simulations
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
Des processus ascendants, sensibles aux distributions statistiques des stimulations, influencent l’émergence de catégories mélodiques
Principes aspécifiques de traitement de l’information
Ces traitements s’appliquent à des régularités d’ordre psychoacoustique impliquant des unités de bas niveau (notes,
intervalles, …)
Catégorisation
Partie 2 : conclusions
II - L’acquisition de régularités statistiques musicales
1. La perception musicale implique-t-elle des traitements syntaxiques de type linguistique ?
2. L’acquisition de régularités statistiques musicales
Vers un modèle intégré de la cognition musicale
Ressources partagées (Patel 2001; 2008)
Modularité (Peretz et Coltheart, 2001)
III - Vers un modèle intégré
Musique, langage et cerveau : vers un modèle intégré
Cognition auditive
Zatorre et Gandour (2008)
« The key to reconciling these phenomena probably lies in understanding the interactions between afferent pathways that carry stimulus information, with top-down processing mechanisms that modulate these processes. »
Interactions entre processus ascendants et descendants
-Intègre un grand nombre de principes de modélisation connexionniste communément admis
- Représentations distribuées- Pas de dissociation représentations / processus- Flux de traitement global multi-directionnel (modulé par les NGC)
Vers un modèle intégré
Leabra : une architecture cognitive connexionniste(O'Reilly, 2006; O'Reilly & Munakata, 2000)
- Les représentations du CF (issues d’apprentissage statistique séquentiel) sont indépendantes, mais sujettes à une inhibition forte
- Les représentations du CF (issues d’apprentissage statistique séquentiel) sont indépendantes, mais sujettes à une inhibition forte
Merci de votre attention !