PRESENTATION DE ARIEL COHEN-CODAR Dans le cadre du TPE de Jorys Bueno, Ariel Cohen-Codar, Jérémie Garzon, Dan Israël, Raphaël Znaty 1eS 2011/2012 GEORGES LEVEN

De la musique à l’émotion Comment la musique agit elle au niveau cérébral pour provoquer une émotion ? Peut-on localiser dans le cerveau la zone stimulée lors du plaisir sensoriel lié à la musique ? Vous venez d’écouter différents morceaux de musique qui ont dû susciter des émotions variées. Lire le texte

Plan de l’exposé Les bases neurobiologiques de la genèse des émotions : les neurotransmetteurs Deux études ayant permis de localiser au niveau de notre cerveau les zones impliquées : Etude de Altenmüller Etude de Blood et Zatorre Pour tenter de répondre à ces questions, je vais scinder mon exposé en 2 parties.

« Les neurotransmetteurs portent la musique et son plaisir » Daniel Levitin→"chorégraphie de neurotransmetteurs". Des études scientifiques → des neurotransmetteurs transmis par les synapses 1. Mitochondrie 2. Vésicule synaptique avec des neurotransmetteurs 3. Autorécepteur 4. Fente synaptique avec neurotransmetteur libéré (ex : sérotonine ou dopamine) 5. Récepteurs post-synaptiques activés par neurotransmetteur (induction d'un potentiel post-synaptique) 6. Canal calcium 7. Exocytose d'une vésicule 8. Neurotransmetteur recapturé Selon Daniel Levitin, neuroscientifique reconnu mondialement et ayant travaillé également dans l'industrie musicale, la musique régule nos émotions et fait jaillir dans notre cerveau une véritable "chorégraphie de neurotransmetteurs". Des études scientifiques ont cerné ces centres de plaisir en utilisant des substances chimiques psychiquement actives et des stimulations électriques Elles ont révélé que les voies nerveuses requièrent un neurotransmetteur transmis par les synapses.

Etude de Altenmüller (1) Professeur Eckart Altenmüller, neurologue à l'Institut de physiologie de la musique et de médecine du musicien d'Hanovre. Méthodes 16 collégiens de Hanovre, droitiers, musiciens. Présentation de 120 séquences musicales de 15’’ 4 registres : jazz, pop, classique, son de l’environnement. Instruction : noter chaque morceau selon le degré de valence correspondant : 2= joyeux, 1= enjoué, 0= neutre, -1= triste, -2= peur (dissonant) ou déprime Dix secondes après l’écoute du stimulus, analyse par EEG de l’activité corticale. Résultats Activité bilatérale à prédominance antérieur des lobes temporaux Cette étude a été corroborée par les résultats de Heilmann en 1997.

Travaux de Recherche de Blood et Zatorre Professeurs, Département de Neurologie and Neurochirurgie, McGill Université Ces chercheurs ont réalisé une étude par tomographie à émission de positons (TEP). 1 Blood, A. J.,  Zatorre, R. J. (2001). Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. PNAS, 98 (20), 11818–11823

Etude de Blood et Zatorre Rationnel Des études sur l’homme ont déjà montré que des stimuli qui offrent une récompense provoquent de l’activité cérébrale dans les systèmes de la motivation à la récompense, à l’émotion et à l’excitation : Des études sur l’homme ont déjà montré que des stimuli qui offrent une récompense provoquent de l’activité cérébrale dans les systèmes de la motivation à la récompense, à l’émotion et à l’excitation : Animation système de récompense 1 Blood, A. J.,  Zatorre, R. J. (2001). Intensely pleasurable responses to music correlate with activity in brain regions implicated in reward and emotion. PNAS, 98 (20), 11818–11823

1ère Etude de Blood et Zatorre (1999) Hypothèse Il existe une corrélation entre dissonance et débit sanguin cérébral Méthodes 1ère étape :étude pilote chez 11 sujets afin de vérifier l’influence de la dissonance sur l’émotion Participants: 10 sujets, droitiers, amateurs inclus dans l’étude Stimuli: Musique + ou – dissonante→ Variation structure harmonique Imagerie: PET Scan + notation valence émotionnelle (adjectifs) 1 Blood, A. J.,  Zatorre, R. J, Bermudez P. and Evans AC.. (1999). Emotional responses to pleasant and unpleasant music correlate with activity in paralimbic brain regions. Nature neuroscience. V2 no.4

1ère Etude de Blood et Zatorre (1999) Résultats Ce tableau présente les corrélations positives ou négatives dans les différentes zones du cerveau activées par le stimulus dissonant. La colonne de gauche présente les corrélations positives, celle de gauche les corrélations négatives. Dans la colonne de gauche (images a et b), on note : L’activation du gyrus parahippocampique droit L’activation du precuneus (zone de la mémoire et de l’attention, donc on peut dire que depuis le stade fœtus pendant la grossesse, la plasticité cérébrale a permis la différenciation entre un son consonant et dissonant). Dans la colonne de droite, on note : Une inhibition du cortex frontal (amusie) 1 Blood, A. J.,  Zatorre, R. J, Bermudez P. and Evans AC.. (1999). Emotional responses to pleasant and unpleasant music correlate with activity in paralimbic brain regions. Nature neuroscience. V2 no.4

2ème Etude de Blood et Zatorre Hypothèse Le frisson musical entraine un changement d’activité cérébrale, analogue au système de récompense. Objectif Cibler la zone activée au niveau cérébral lors du plaisir musical Méthode Participants: 10 étudiants musiciens + 10 sujets témoins Stimuli : œuvre musicale provoquant le frisson musical Pendant écoute: Mesure de la fréquence cardiaque + électromyogramme + fréquence respiratoire + réponse épidermique + température = frisson musical Imagerie: Pet Scan + notation valence émotionnelle Analyse par régression linéaire de la corrélation entre débit sanguin cérébral et intensité du frisson musical Le frisson musical apparaît lorsque l’homme ressent de l’excitation. Aussi, afin d’objectiver l’émotion chez la personne écoutant la musique, le taux de frissons musicaux a été utilisé comme indice fiable. Les participants ont choisi leur morceau de musique préféré, connu pour leur faire ressentir le frisson musical, ainsi qu’un morceau qui leur déplaisait. Pendant l’écoute des deux morceaux, Blood et Zatorre ont réalisé une TEP pour comprendre quelles zones du cerveau étaient impliquées dans la génése du frisson musical.

2ème Etude de Blood et Zatorre Résultats (1) Effet de la musique sur le battement cardiaque, la tension musculaire et le rythme respiratoire en phase de frisson ainsi que l’effet sur le débit sanguin cérébral: Ces deux graphes présentent les modifications physiologiques durant l’écoute de la musique. Sur le graphe de gauche, on remarque une augmentation moyenne de la fréquence cardiaque, de la tension des muscles et du débit respiratoire. Ce qui a permis de représenter la courbe de croissance du frisson musical en fonction de chacun de ces paramètres pendant les 90 sec du passage de la musique. Sur le graphe de droite, on remarque une augmentation du débit sanguin au niveau du striatum ventral et du mésencéphale. De plus, on observe une baisse du débit sanguin dans des zones telle que l’amygdale. Voici ci-dessous les images TEP:

2ème Etude de Blood et Zatorre Résultats (2) Lors du morceau de musique préféré, on remarque l’activation des zones suivantes, en réponse aux émotions : Ce tableau présente les corrélations entre la variation du débit sanguin cérébral et le niveau d’appréciation de la musique. Sur les images de PET dans la colonne de gauche, on remarque l’activation des zones suivantes : mésencéphale dorso-median (PAG) il existe un nombre important de récepteurs opiioïdes et une concentration d’endorphines et d’enképhalines, impliquées dans le système de récompense et d’analgésie. Thalamus insula zone activée lors de la prise de cocaine striatum ventral (Nac) et aires motrices (cf système de récompense) Les zones motrices, qui nous font exprimer nos émotions, par ex taper des mains, danser…, Sur les images de PET dans la colonne de droite, on remarque l’inhibition des zones suivantes : amygdale: zone primitive alerte danger Precuneus: cf son dissonant

2ème Etude de Blood et Zatorre Conclusion La musique provoque l’activation des zones similaires au circuit de la récompense et désactive les zones des émotions négatives.

Groupe TPE* Jérémie : introduit l’oral, thème du TPE Explication de l’acoustique musicale : Physique du son : Oscilloscope (Dan & Jorys) Cheminement de l’onde sonore dans l’oreille (Jorys) Intermède musical :la musique fait naître des émotions + Quizz (3 morceaux) (Ariel & Raphael) Comment la musique fait naître au niveau du cerveau les émotions ? (Ariel) Rythme cardiaque (Jorys) La musique dans l’audiovisuel (Jérémie) Conclusion