La musique, pourquoi elle rythme nos vies ?

La musique, pourquoi elle rythme
nos vies ?
Depuis près de trente ans, le succès populaire de la Fête de la musique ne se dément pas. Le 21 juin
prochain, nous serons encore nombreux à gratter une guitare, à pousser la chansonnette ou tout
simplement à avoir un petit air qui nous trotte dans la tête. Preuve que la musique tient une place très
importante dans notre vie...
Mais sait-on vraiment tout ce qui se joue dans notre cerveau lorsque nous écoutons notre disque préféré ?
D’autre part, quel a été le rôle exact de cet art millénaire dans l’histoire des sociétés à travers le monde ?
Et quels enseignements tirer des tendances actuelles ? Sur ces questions et bien d’autres, de nombreuses
recherches sont menées. Le journal du CNRS vous entraîne dans la danse.
1. La symphonie neuronale
L’été arrive et nous rejoue ses tempos endiablés, mélodies fredonnées et autres airs cadencés. Cette
année encore, la Fête de la musique est célébrée dans plus de 120 pays. D’où nous vient ce goût pour la
musique, partagé par toutes les cultures à toutes les époques ? « La musique offre aux passions le moyen
de jouir d’elles-mêmes », disait Nietzsche dans Le gai savoir. Parfois angoissante, souvent apaisante ou
stimulante, elle influence les comportements humains. Impossible donc de limiter cet art aux seules
sensations auditives ! Alors, des chercheurs du CNRS déjouent les cheminements perceptifs et cognitifs à
l’œuvre. Ils analysent les signes révélateurs des émotions produites et les processus cérébraux activés par
ce langage non verbal, décryptent ce qui apparaît être une véritable stratégie commune de perception...
Depuis janvier 2006, une grande partie de ces spécialistes français de la musique ont d’ailleurs regroupé
leurs savoir-faire dans un projet financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR) et intitulé « La
spécificité de la musique : contribution de la musique à l’étude des bases neurales et cognitives de la
mémoire humaine et applications thérapeutiques ». En effet, étudier la musique sous le rapport de la
biologie permet, au-delà des enseignements musicaux, de mieux saisir comment fonctionne le cerveau.
Qui n’a jamais eu de frissons dès les premières notes d’un morceau ? Intriguée, Stéphanie Khalfa,
chercheuse CNRS au Laboratoire de neurophysiologie et neuropsychologie de l’Inserm, à Marseille,
examine les réponses physiologiques du corps humain aux différentes musiques chez cinquante sujets. «
Des changements apparaissent très tôt, une à trois secondes après le début de l’écoute. Ils révèlent des
émotions de gaieté ou de peur. Les muscles zygomatiques au niveau des pommettes faciales s’activent, la
pression sanguine varie et on observe une micro-transpiration au niveau des paumes des mains »,
explique-t-elle. Quant à notre respiration, elle est entraînée par le tempo mais réagit peu aux autres
caractéristiques musicales, comme les graves et aigus ou le volume. De plus, après un stress
psychologique induit, une musique apaisante - mélodie d’ambiance lente, harmonique et au tempo
régulier - diminue significativement la concentration sanguine en hormone de stress, dite cortisol, au
bout d’un quart d’heure d’écoute. La musique adoucirait donc les mœurs ? « Toutes n’ont pas cet effet
bénéfique, précise Stéphanie Khalfa. Une musique comportant des disparités de rythme et des
dissonances, comme la techno, augmente le stress, même lorsqu’elle est appréciée. »
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D’autres chercheurs, au Laboratoire d’études de l’apprentissage et du développement (LEAD) de Dijon
1, ont observé des réponses émotionnelles à la musique instrumentale dès 250 millisecondes d’écoute.
Ces émotions ne sont pas seulement la conséquence d’effets de surface (explosion sonore, forte
dissonance) mais résultent de traitements cognitifs très élaborés, de l’harmonie notamment.
Mais par quels processus neuronaux une mélodie peut-elle ainsi stimuler nos émotions ? Les oreilles
captent les mouvements de molécules d’air créés par l’instrument de musique ou les baffles du
haut-parleur, puis les transforment en influx nerveux. Ensuite, des réseaux distincts du système nerveux
central de l’organisme réagissent à l’écoute musicale et au style de musique. Séverine Samson,
professeure de psychologie à l’université de Lille et neuropsychologue à l’hôpital de la Salpêtrière à
Paris, collabore avec le laboratoire CNRS de neurosciences cognitives et imagerie cérébrale (Lena). Elle
observe des patients épileptiques ayant subi une ablation de certaines zones cérébrales pour le traitement
de leurs crises. Résultat : « L’amygdale est essentielle à la perception de la peur induite par l’écoute
musicale, une lésion d’une seule amygdale entraîne un fort déficit dans le traitement de ce stimulus.
Lorsqu’il s’agit de juger des dissonances désagréables dans l’harmonie d’un morceau, ce sont là des
structures proches de l’hippocampe qui jouent un rôle déterminant. »
1.1. Paroles et musique
Là où s’arrête le pouvoir des mots commence celui de la musique, disait Richard Wagner... Les effets
d’une mélodie sur notre cerveau sont souvent étudiés à la lumière de ceux d’un matériel sonore complexe
mieux connu : le langage. Ces systèmes perceptifs sont liés, mais distincts. D’ailleurs, près de 5 % de la
population est « amusicale » congénitale : ces personnes n’ont aucun problème cognitif ou de langage
mais ont des problèmes de perception musicale. Par exemple, elles ne détectent pas une fausse note.
Depuis plusieurs années, les chercheurs de l’Institut de neurosciences cognitives de la Méditerranée
(INCM)2à Marseille effectuent des études comparatives entre langage et musique grâce aux techniques
d’imagerie, par électroencéphalogramme (EEG) et par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf),
celle-ci mesurant l’activité cérébrale selon la consommation d’oxygène des zones du cerveau. Ainsi,
selon Mireille Besson, directrice de recherche à l’INCM,« le rythme et les règles de l’harmonie ou du
contrepoint sollicitent des zones de l’hémisphère gauche souvent attribuées au langage, en particulier à la
syntaxe. Mais le timbre de l’instrument stimulerait plutôt l’hémisphère droit. » Bref, la perception du
langage comme de la musique s’effectue par étapes, explique Daniele Schön, chercheuse à l’INCM. «
Par exemple, dans l’apprentissage d’une langue étrangère, le cerveau segmente d’abord les informations
sonores. Puis, du sens est attribué aux chaînes des sons. » Résultat étonnant : la vitesse d’émergence d’un
mot est multipliée par trois si l’information est chantée plutôt que parlée ! « D’où l’intérêt des comptines
destinées aux jeunes enfants », note Daniele Schön. La quantité d’informations extraite est énorme
durant la première minute, puis elle augmente lentement.
1.2. La mémoire entre en jeu
Si plusieurs réseaux neuronaux sont impliqués dans la perception de la musique, comment le cerveau
parvient-il à traiter la complexité de l’information musicale ? Les scientifiques savent aujourd’hui qu’il
élabore une stratégie basée sur la familiarité, l’apprentissage implicite et la mémoire. Démonstration :
Barbara Tillmann, chargée de recherche dans l’unité « Neurosciences sensorielles, comportement,
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cognition »de Lyon, s’est intéressée à la reconnaissance de mélodies familières. « Après 500
millisecondes d’écoute, les jugements de familiarité des auditeurs se différencient pour des morceaux
musicaux connus ou non. » Les réseaux neuronaux impliqués lors de cette perception de la familiarité
musicale sont similaires à ceux activés par les odeurs familières, selon ses résultats publiés en février
dans la revue Cerebral Cortex4.Une langue étrangère est apprise trois fois plus vite si elle est chantée.
Une part de mémoire à court terme spécifiquement auditive influe également. Laurent Demany,
chercheur au laboratoire bordelais « Mouvement adaptation cognition », a observé un phénomène
paradoxal dû à cette mémoire. Il a constaté qu’il est possible d’entendre consciemment un mouvement
mélodique (un changement de hauteur tonale) entre deux sons successifs... alors que pourtant le premier
de ces sons a été masqué par un ensemble d’autres sons simultanés et n’a pas été perçu consciemment !«
Cela peut se produire même si les deux sons successifs sont séparés par plusieurs secondes de silence, et
s’ils ne sont pas présentés à la même oreille. Le cerveau relie automatiquement des sons dans le temps et
détecte des changements indépendamment de l’attention et de la conscience », explique-t-il. « Cette
mémoire auditive est hypersensible aux changements de fréquence, et donc de hauteur tonale », précise
le chercheur : dans un délai d’une demi-seconde à deux secondes, la mémoire à court terme oublie plus
vite l’intensité d’un son que sa hauteur.
Après quinze secondes d’écoute d’un morceau musical, un autre processus de mémoire entre en jeu,
comme l’a montré Barbara Tillmann : il nous devient plus facile de discriminer avec précision les autres
caractéristiques de cet extrait (mélodie, harmonie, etc.). Notre mémoire musicale aurait donc tendance à
se bonifier avec le temps d’écoute. Pour détecter les capacités d’apprentissage de notre cerveau, Barbara
Tillmann a utilisé avec Bénédicte Poulin-Charronnat, chercheuse au LEAD à Dijon, une nouvelle
grammaire musicale établissant des règles d’écriture de suites de notes. Elles ont créé des séquences de
cinq et six notes, fréquentes ou impossibles d’après cette grammaire. Elles ont alors testé la sensibilité de
quarante personnes à ces règles musicales. « Dans 60 % des cas, les transgressions aux règles suivies
sont détectées en moins d’un quart d’heure d’écoute. Les auditeurs ne s’en rendent pas compte, mais ils
ont saisi certaines des caractéristiques de la nouvelle structure musicale », commente Bénédicte
Poulin-Charronnat. Cet apprentissage implicite existe au sein de chaque culture, où une musique
environnante est omniprésente.
1.3. Nous sommes tous des musiciens en herbe
Mais alors, il n’y aurait aucune différence entre musiciens et non-musiciens, dès lors que chacun perçoit
de manière implicite et rapide la musique ? En fait, les experts sont plus performants pour distinguer la
dimension élémentaire du son musical (la hauteur, la durée ou l’intensité), mais lorsqu’il s’agit de
comprendre des structures des extraits, la perception musicale des experts et des non-experts est proche.
Ainsi, d’après Emmanuel Bigand, directeur du LEAD, qui a mené de nombreux tests entre musiciens et
non-musiciens, « les novices ont des connaissances très sophistiquées, même s’ils ne savent pas les
exprimer ». « Et ce dès l’âge de six ans », annonce le directeur de recherche. Pour le découvrir, il a
analysé avec son équipe les attentes perceptives qui se forment automatiquement à l’écoute d’un
morceau de musique (tâche d’amorçage).
Bilan : tous les auditeurs, issus du conservatoire ou non, anticipent les mêmes structures musicales
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complexes (harmoniques, par exemple). De plus, en situation de découverte, la forme d’un morceau est
difficilement détectée si sa durée dépasse les trente secondes, même si l’on est musicien de haut niveau.
C’est en situation d’écoute répétée que cette forme se précise. Une écoute passive quotidienne de
musique permet donc un apprentissage implicite, dont le traitement est plus précis et plus rapide chez les
musiciens.
Mireille Besson, de l’INCM, a cherché avec son équipe à préciser cette sensibilité affinée : « Si la même
mélodie est jouée un tout petit peu plus aiguë ou un tout petit peu plus grave (d’un cinquième de ton,
c’est-à-dire d’un cinquième de la différence entre do et ré par exemple), cette différence est facilement
perçue par les musiciens mais pas par les non-musiciens » (72 % des non-musiciens ne la perçoivent pas,
contre 35 % des musiciens). Cela relève-t-il d’une prédisposition génétique ? Vingt enfants
inexpérimentés ont suivi un entraînement à la musique. Bilan : en six mois, ils ont développé les mêmes
capacités auditives que celles connues chez des enfants ayant suivi quatre ans de conservatoire. L’oreille
musicale n’est donc pas innée, elle s’acquiert ! François Madurell est musicologue, responsable du
groupe Museco à l’Observatoire musical français et collaborateur du LEAD. Selon lui, ces résultats
confirment l’idée que « la ségrégation entre musique pour auditeurs profanes et musique savante relève
de connotations sociales. Les représentations liées à certains répertoires peuvent provoquer des refus,
mais il n’y a pas d’obstacle cognitif. Par exemple, les réticences face à la musique de chambre dépendent
souvent de facteurs extérieurs à la musique, comme la tenue vestimentaire des musiciens, les codes de
comportement lors du concert et le sentiment que cette musique est destinée à des catégories sociales
privilégiées. »
Quant à l’oreille absolue, elle consiste à « identifier la hauteur précise d’un son et à le nommer sans
l’aide d’une note de référence. De grands musiciens ne l’ont pas, elle serait davantage liée à un
apprentissage instrumental précoce, avant quatre ans. » Elle favorise la reconnaissance de chaque note
sans influer sur la perception et l’appréciation d’un morceau dans son ensemble. Parfois même, l’oreille
absolue est ressentie comme une gêne durant l’écoute musicale. Pour François Madurell, la qualité de
l’oreille du futur musicien pourrait dépendre du type d’apprentissage. Les méthodes traditionnelles
reposent sur un couplage « visuo-moteur » : l’élève associe la lecture d’une note à un geste sur
l’instrument. « Des apprentissages privilégiant d’autres couplages (audition/chant et audition/action
motrice) seraient plus propices au développement de l’écoute intérieure et de l’intelligence musicale. »
Bref, l’enseignement de la musique permet de développer la rapidité d’analyse et la sensibilité des
musiciens. Mais les capacités de perception lors de l’écoute restent très proches entre experts et profanes.
1.4. Thérapies musicales
Si la musique adoucit les mœurs, soigne-elle les maux ? Que pensent nos chercheurs de la
musicothérapie ? Des études récentes menées chez des enfants dyslexiques (problèmes de lecture et
d’écriture) et des personnes souffrant de la maladie d’Alzheimer démontrent peu à peu l’intérêt de la
musique à stimuler le cerveau. Mireille Besson et Michel Habib, de l’INCM de Marseille, ont fait
écouter à des jeunes dyslexiques de dix ans des comptines, en variant la hauteur tonale.
« Même lorsque la variation de hauteur est très perceptible par des enfants qui lisent normalement, 45 %
des enfants dyslexiques ne l’entendent pas. » Après un entraînement phonologique de huit semaines, leur
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perception auditive est améliorée. « Ils ne font plus d’erreur sur ces grandes variations d’un demi-ton,
seulement 3 % d’entre eux se trompent encore. Cette sensibilité sonore augmente leurs capacités de
lecture. Pourquoi ? Peut-être parce que s’ils ne reconnaissent pas les différences entre certains sons de
leur langue, ils ne les repèrent pas à l’écrit », propose la chercheuse. D’autres résultats montrent
également de fortes relations entre la sensibilité des dyslexiques à la prosodie, c’est-à-dire à la musique
du langage (intonation des voix, etc.), et le développement des capacités de lecture. La musique pourrait
alors pallier certains troubles de la dyslexie en favorisant la sensibilité auditive. Et ce, sans confronter
l’enfant à son déficit, à la différence des entraînements actuels basés sur des exercices de langage.
À l’université de Caen, Hervé Platel, professeur de neuropsychologie, étudie des patients déments
Alzheimer en clinique. « Malgré les troubles avérés du langage et des concepts sémantiques, certaines
capacités musicales sont conservées », explique Hervé Platel. Pour savoir si un apprentissage musical est
encore possible chez ces patients, le chercheur leur a organisé six séances d’une heure et demie
d’enseignement de chansons nouvelles. « Ils sont effectivement capables de restituer une mélodie
lorsqu’on les aide à retrouver les paroles de la chanson. Maintenant, il faut déterminer quels substrats
cérébraux sont alors activés, car l’apprentissage ne s’effectue pas pour des textes présentés sans mélodie.
» À suivre donc... Décidément, la musique n’a pas fini de jouer avec notre corps et notre esprit !
1.5. Du disque dur au disque d’or
Il y a cinquante ans, dans l’enceinte des célèbres laboratoires Bell Telephone dans le New Jersey, Max
Mathews réalisait le premier enregistrement numérique et aussi la première pièce musicale synthétisée
par un ordinateur, une composition de 17 secondes. Mathews, ingénieur et musicien américain, avait
compris avant tout le monde que ces énormes calculateurs ouvraient un champ d’exploration musicale
illimité. Très vite, s’est formé autour de lui un groupe de pionniers de l’informatique musicale. Au
carrefour de la programmation, de l’acoustique, de la psychologie de la perception auditive et de la
musique contemporaine, ce groupe hétéroclite a découvert la synthèse sonore, c’est-à-dire les procédés
pour créer des sons à partir de programmes informatiques. Jean-Claude Risset, Médaille d’or du CNRS
en 1999, qui avait rejoint les laboratoires Bell en 1964, figure parmi ces pionniers. Ce chercheur et
compositeur participera plus tard à la création de l’Ircam (Institut de recherche et coordination
acoustique/musique) avec Pierre Boulez, avant de rejoindre le Laboratoire de mécanique et d’acoustique
(LMA) du CNRS à Marseille, où il travaille actuellement. « Ce n’étaient pas tellement les applications
commerciales de ces travaux qui nous motivaient à cette époque. Nous cherchions surtout à créer une
nouvelle musique avec de nouvelles sonorités. Étant donné que tous les sons peuvent être décrits par des
nombres, l’ordinateur permet non seulement de composer avec des sons, mais aussi de composer les sons
eux-mêmes. » Jean-Claude Risset crée alors quelques-unes des premières œuvres musicales importantes,
comme la suite Little Boy, qui ne comprend que des sons synthétiques n’existant pas dans le monde réel.
Dans le même temps, il poursuit son travail de synthèse sonore et élabore un important catalogue de sons
synthétiques. Au fil des ans, les progrès de l’informatique musicale suivent de près l’accroissement de la
puissance des ordinateurs. En 1967, John Chowning met au point la synthèse musicale par modulation de
fréquence, un procédé simple pour créer et contrôler le timbre des sons. Cette invention, dont le brevet
est l’un des plus lucratifs de l’université Stanford, permet l’apparition des premiers synthétiseurs
Yamaha, qui ne sont autre chose que des ordinateurs dédiés exclusivement à la musique. C’est ainsi que
l’informatique musicale, qui était jusque-là un domaine réservé à la musique d’avant-garde, prend
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