Perception Des Structures Harmoniques Approches comportementale et computationnelle Charles Delbé LEAD CNRS-UMR 5022

La Perception Harmonique Plan Le paradigme de l’amorçage L’amorçage sémantique L’amorçage harmonique Contextes courts Contextes longs Composantes sensorielle et cognitive de l’amorçage Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique La Perception Harmonique

Le paradigme d’amorçage en psychologie cognitive +/- I. Le paradigme d’amorçage Amorce Cible Mesure des TRs et BRs

L’amorçage sémantique Contextes courts CIBLE AMORCE relié non-relié pain beurre docteur (i.e., Meyer & Schvaneveldt, 1971) I. Le paradigme d’amorçage Contextes longs

L’amorçage harmonique Effets d’un contexte (amorce) sur le traitement d’un événement musical (cible) Contexte musical Accord Tâche perceptive simple I. L’amorçage musical amorce cible

L’amorçage harmonique I. L’amorçage musical Consonant Dissonant Timbre A Timbre B Phonème « di » Phonème « dou » Mot Non mot Tâche perceptive simple TDL Accord cible

L’amorçage harmonique Manipulation des relations musicales entre l’amorce et la cible Harmoniquement relié au contexte I. L’amorçage musical Consonant Dissonant Timbre A Timbre B Phonème « di » Phonème « dou » Mot Non mot Tâche perceptive simple TDL Accord cible

L’amorçage harmonique Manipulation des relations musicales entre l’amorce et la cible Harmoniquement relié au contexte Harmoniquement non relié au contexte I. L’amorçage musical Consonant Dissonant Timbre A Timbre B Phonème « di » Phonème « dou » Mot Non mot Tâche perceptive simple TDL Accord cible Accord cible

L’amorçage harmonique : contextes courts Les relations conventionnelles harmoniques qui associent les paires amorce-cible varient selon le cercle des quintes Tâche : jugement d’intonation Amorce Cible F Majeur Relié C Majeur B Majeur Non-relié D O S L R E A M I F # ( b ) I. L’amorçage musical (Bharucha & Stoeckig, 1986, 1987)

L’amorçage harmonique : contextes courts Effet d’amorçage = facilitation de traitement des cibles proches (reliées harmoniquement) par rapport à des cibles distantes (non-reliées) Pas de corrélation entre l’effet d’amorçage harmonique et le niveau d’expertise musicale des auditeurs I. L’amorçage musical

L’amorçage harmonique : contextes longs Contexte relié Cible Contexte moins relié I. L’amorçage musical consonant dissonant consonant dissonant Relié 25% Moins relié (Pineau & Bigand, 1997; Bigand, Madurell, Tillmann & Pineau, 1999; Tillmann & Bigand, 2001)

L’amorçage harmonique : contextes longs L’amorçage musical implique des structures harmoniques globales (pas uniquement des paires d’accords) L’effet facilitateur est aussi dépendant de la fonction harmonique de la cible dans une tonalité donnée musiciens 1500 100 non-musiciens 1300 95 1100 90 Temps de récation (ms) % de réponses correctes I. L’amorçage musical 900 85 700 80 relié moins relié relié moins relié

Amorçage harmonique et PE (Regnault, Bigand et Besson, 2001) La fonction harmonique de l’accord cible (tonique/sous- dominante) module l’amplitude d’une composante positive maximale 300ms (P300) après le début de la cible La P300 est plus forte pour la cible moins reliée (sous- dominante) que pour la cible reliée (tonique) cible cible I. L’amorçage musical Non-musiciens Musiciens

I. L’amorçage harmonique Conclusions Influence sur le traitement des évènements musicaux La musique est perçue de façon fluente car les évènements musicaux sont amorcés par le contexte musical Processus automatique Processus implicite chez les musiciens et non-musiciens L’effet d’amorçage a un corrélat neurophysiologique Quelle origine ? 2 hypothèses : Similarité psychoacoustique Connaissance implicite de relations conventionnelles I. L’amorçage harmonique

Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? connaissances top-down stimulus bottom-up Approche sensorielle de l’amorçage harmonique Accord-cible Contexte musical Chevauchement des spectres harmoniques II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? Approche cognitive de l’amorçage harmonique Connaissances abstraites de la syntaxe musicale Contexte musical Accord-cible

II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? Décours temporel de l’amorçage en contexte court (Tekman & Bharucha,1998) cible do# sol# mi amorce Amorçage sensoriel: facilitation de Mi > Ré sol mi do MI Majeur Do Majeur la fa# ré Amorçage cognitif : facilitation de Ré > Mi II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? Ré Majeur Amorçage sensoriel avec amorce de 50ms Amorçage cognitif avec amorce > 500ms 6 8 7 2 4 5 1 Mi Ré Tache ? Amorce Cible 50ms 500 1500 2500

Contexte long (Bigand et coll., 2002) Condition “aucune des cibles dans le contexte” Condition “la sous-dominante dans le contexte” relié (tonique) moins relié (sous-dominante) relié (tonique) II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? On observe donc un influence du contexte global su rle traitement pour les Auditeurs musicens et nonmusiciens. Afin de sonder encore plus l’hypothese que c’est les connaissances de l’auditeur Qui influence le traitement, nous avons realise recemment une etude ou les influences d’un niveau cognitif et sensoriel sont mis en opposition. Dans une premiere condition - neutraliser, ni I nor IV apparait dans le contexte. Dans une deuxieme condition - avantager la sous-dominante. Donc si amorcage sensoriele IV > I, si a un niveau cognitif I> IV dans les Deux conditions. moins relié (sous-dominante) Amorçage cognitif: facilitation pour la tonique (I) Amorçage sensoriel: pas de différence entre I et IV Amorçage cognitif: facilitation pour la tonique (I) Amorçage sensoriel: facilitation pour la sous-dominante

Contexte long (Bigand et coll., 2002) Aucune cible dans le contexte Sous-dominante dans le contexte 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 Temps de réaction (ms) I IV Non-musiciens Musiciens 70 75 80 85 90 95 100 % de réponses correctes II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? Once implicit learning of western harmony has occurred, the processing harmony seems to be weakly influenced by the statistical distribution of the events in the previous context, or by the psychoacoustical structures of the pieces. It mostly occurs at a pure cognitive level Statistical distribution of events, and psychoacoustical features however are likely to be influential during the learning process.

II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ? Conclusions Chez les musiciens comme chez les non-musiciens, l’amorçage harmonique est gouverné par une composante cognitive, indépendamment de la structure acoustique du contexte (de l’occurrence de l’événement musical-cible) La forte correspondance entre les relations conventionnelles et les similarités psychoacoustiques suggère que ces dernières ont influencé le développement des premières II. Amorçage sensoriel ou amorçage cognitif ?

MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha et Bigand, 2000) Un modèle de représentation des connaissances tonales (linked to lower edge-minor chords) Keys F#/Gb C#/Db G#/Ab D#/Eb A#/Bb F C G D A E B III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique Major Chords F#/Gb C#/Db G#/Ab D#/Eb A#/Bb F C G D A E B (linked to right edge) (linked to left edge) Tones A A#/Bb B C C#/Db D D#/Eb E F F#/Gb G G#/Ab Minor d#/eb a#/bb f c g d a e b f#/gb c#/db g#/ab Chords (linked to upper edge-keys) Réseau hiérarchique à activation phasique

III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha et Bigand, 2000) III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique

III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha et Bigand, 2000) III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique

III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique MUSACT (Bharucha, 1987; Tillmann, Bharucha et Bigand, 2000) III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique

Activation après un C Majeur Amorce Cible F relié C B non relié III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique F C B Avant réverbération Après réverbération

Simulation du décours temporel de l’amorçage en contexte court 1 50 100 D E Cycle Activation relative 2 3… 20 Activation de D et E après C équilibre amorce cible do# sol# mi amorce sol mi do E III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique C la fa# ré D (Tekman & Bharucha,1998)

III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique Activation après un contexte long (Bigand et coll., 1999) Cible relié moins relié III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique

III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique Conclusions Activation des connaissances tonales de l’auditeur L’activation qui se propage dans le réseau simule l’influence du contexte harmonique Les relations harmoniques émergent de la réverbération Pas de règles explicites III. Une approche connexionniste de l’amorçage harmonique

La Perception Harmonique Conclusion générale Chez les musiciens comme chez les non-musiciens, l’amorçage harmonique est gouverné par une composante cognitive, indépendamment de la structure acoustique du contexte Faillite des modèles purement psychoacoustiques MUSACT fournit une explication théorique plausible (mais pas parfaite) du fonctionnement de cette composante cognitive La Perception Harmonique